1000MW超超临界机组滑压运行优化应用

摘 要：本文通过上汽百万机组调门全开、优化滑压、参考滑压、日常滑压，各负荷工况下供电煤耗比较，论述了超超临界1000MW机组滑压运行应用与分析；简单介绍了滑压运行优化的组合方案，为国内类似机组滑压运行提供参考方案和借鉴经验。

关键词：滑压运行；优化应用；数据分析

中图分类号：TK267 文献标识码：A

安庆电厂扩建项目2×1000MW机组于2015年投产发电，该厂超超临界1000MW汽轮机组是上海汽轮机厂引进西门子技术。汽轮机调节系统是在西门子公司T3000系统上，以艾默生OVTION系统为平台开发的DEH系统。结合安庆电厂百万机组现有的运行方式，汽机调门基本运行在30%开度以下，近似运行在“日常滑压”方式下，即使考虑到AGC、一次调频等涉网调节需求，仍存在较大的滑压优化空间。

1.机组滑压运行工况分析

机组滑压运行是提高经济性的主要手段，是适应电网调峰节能降耗的需求。大型机组采用滑压运行，一方面维持主汽温度不变，高压缸排汽温度不变。另一方面相同负荷情况下，增加调门开度，主蒸汽压力低，给水泵出口压力低，使小汽机进汽流量降低。随着高压调门开度的增大，给水泵功耗因素使机组运行经济提高。

2.机组滑压运行优化组合方案

对于火力燃煤机组来说，AGC属于连续调节，对负荷响应速率要求相对较低；而一次调频则主要依靠汽机调门的迅速动作来释放机组蓄热以达到快速响应调频负荷要求的目的。国标要求火电机组的一次调频负荷响应能力不低于机组额定容量的6%。

为了减少汽机节流损失，同时又不牺牲机组的负荷响应性能，需综合两方面因素对机组实施滑压优化：一是通过其他调节手段提升机组一次调频负荷响应能力，减少一次调频对汽机调门开度的依赖与限制；二是通过合理的滑压优化运行方式，使得汽机调门尽可能运行在最优的阀位，提升汽机通流效率。

为此提出了如下的组合方法对机组进行整体运行优化：

（1）凝结水节流调频优化

凝结水节流调节负荷，其本质是通过改变流经低压加热器的凝结水流量，减少低加抽汽量，使抽汽回汽机做功提升负荷输出，达到调频负荷响应的目的。

1000MW机组的试验数据见表1。

根据试验情况分析：

凝结水流量减少引起的功率增加可以达到20MW，并且凝结水节流后功率增加能维持3min～5min。

（2）汽机滑压设定优化

根据凝结水节流调频优化的效果，其调频负荷响应可达到20MW。在此基础上，需要汽机调门承担的一次调频响应能力大大降低。在实施滑压优化时的具体目标为：在协调投入负荷范围内，以试验的方式确定调门运行开度及压损，以保证此时调门的调频能力在40MW左右。即汽机调门阀位目标大致在35%～40%。

（3）机组协调控制优化

在进行滑压优化的过程中，由于改变了汽机工况和机组正常运行参数，使得锅炉和汽机的协调关系发生了较大的变化。必须对机组CCS协调控制回路进行相关优化调整，以使得机组负荷、汽压等调节品质得到一定的改善；同时需对过热度和汽温控制回路进行相应的控制策略和参数的调整，以适应机 组新的运行工况，保证机组安全经济运行。

3.实验数据分析

安庆电厂百万机组在投入商业运行时，根据汽机厂的滑压曲线运行，其“日常滑压”工况下调门开度大致运行在30%左右；在考虑了汽机调门裕量足够保证AGC及一次调频调节幅度响应的情况下，设定了“参考滑压”工况，其调门开度大致运行在35%左右，负荷响应裕量约6%～7%Pe；而“优化滑压”工况下调门运行在45%阀位点，此时调门负荷响应裕量大致在2%Pe左右，机组能响应AGC状态下负荷调节的需要；“调门全开”工况是理论上汽机节流损失最小的工况。

表2 为机组各滑压优化工况下主汽压及调门阀点运行状态的对比。

通过试验的方式对上述（“调门全开”、“优化滑压”、“参考滑压”和“日常滑压”）4种运行方式进行经济性分析比较，将各工况试验计算结果数据，绘制成发电热耗、供电煤耗与发电机输出功率的关系曲线，分析比较不同滑压方式下机组运行经济性。图1和图2分别为几种运行方式下的热耗率和供电煤耗情况：

从图1中几条数据曲线差异来看，调门开度45%的“優化滑压”方式热耗曲线与“调门全开”滑压方式热耗曲线非常接近，此两种运行方式的经济性差异非常小。而调门开度在35%的“参考滑压”方式在较低的负荷段时（500MW～700MW），接近于“优化滑压”方式。

图2为4种运行方式下机组供电煤耗率随负荷变化的情况，纵坐标为基于发电热耗、锅炉效率、厂用电率和管道效率计算出的供电煤耗率，横坐标为修正后发电机功率。

图1曲线与图2曲线比较可知，各负荷工况下机组滑压运行方式供电煤耗最大差异在2g/kWh以内。由于同负荷工况机组不同滑压方式锅炉效率、厂用电率、管道效率采用同值，因此不同滑压方式供电煤耗差异与发电热耗差异规律相同，即“调门全开”方式煤耗最低，“优化滑压”方式次之，“参考滑压”方式第三，“日常滑压”方式相对最高。

结语

采用上述滑压优化方式后汽机调门的综合运行阀位大致在35%～40%，此时调门压损大致在9%左右。对比现有运行方式，在滑压优化后其煤耗可下降约0.5g/kWh。

假设机组年上网小时数6000h，按照机组负荷率75%计算，百万机组每年煤耗可节省近2250t，按现有煤价500元/吨计算，将为机组运行经济性带来巨大的提升。

参考文献

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