火电厂单元机组应用研究

牛越飞 王国良 张鑫 张正宇 鲍徐达

【摘 要】随着电力工业的发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。机组容量增大以后，对其可靠运行则提出了更高的要求，于是乎就出现了单元机组。

【关键词】单元机组；启动；停运；滑参数

一、单元机组启停的概念

单元机组在工作时，由一定的要求，一方面要保障安全，另一方面要考虑到经济效益。正因为如此，启动或者是停运的时候，第一位的一定是要确保安全。其次，应该提高运行的效率，以期达到最优的启动与最优的停机。

从锅炉投料，油枪喷火开始，各项参数会在短时间内产生巨大的波动，产生的蒸汽对管道进行热量传导，让其继续上升，便可以到汽轮机内部进行各种形式的热量传递与转化。在此过程中，转子开始静止，后来随着蒸汽的推动，速度有所提高，到达额定值，并带着发电机运转，这一过程就叫做机组的启动。而停机（或停运）则是一个顺序相反的过程，汽轮机由正常运转开始，到机组停止工作，这要通过下降蒸汽温度、减小汽压、解列等操作来实现。

火力发电厂的各个单元在开机的时候，温压都不一样，也就带来了不一样的膨胀值，这也就产生了热应力甚至是热变形，损耗机组中各设备的寿命而且膨胀也会使转子产生移动，导致轴向位移。所以，在启停的时候，应该尽量避免热膨胀，降低热应力，削弱热变形，使轴向位移维持在良好的范围内，这就需要采取合理的措施来调整启动或者停机。

二、单元机组和母管制机组的区别

在火力发电厂里，热力系统可以分为两种，一个是母管制，另一种就是单元制，典型的两种系统如下图所示。

母管制系统 单元制系统

母管制机组。由名字就可以看出，这是系统有一个共用的，通过蒸汽的管道，这就叫作母管。母管联通着每个锅炉的蒸汽出口，新蒸汽由锅炉生产出来，被输送到母管，随后送入各个分支管道，再进入各个汽轮机系统内。这种系统中，汽轮机和锅炉都是相互联通的，并不是一一配对的。在母管制系统内，几个锅炉共同为一台汽机送汽，这样的话用汽量的改变会分摊到每台锅炉上。

单元机组中，不再是几台锅炉为一台汽轮机服务，而是一一配对，一台锅炉只负责一台汽机的蒸汽供应。而汽轮机带动发电机完成电力输送，所以就产生了炉—机—电相配合的许多单独的单元，这就叫做单元系统。

单元机组若锅炉不能正常工作，那么该单元中的汽轮机也会跳，这就带来很大的不方便。而母管机组中的锅炉亦或是汽轮机不能正常运行时，其他的设备还可以继续运转，不会耽误生产。在设置方面，它更加的特别的简洁，方便安装。而母管制则有一个母管，布置时会考虑更多的因素，维修的时候也任务量巨大

三、单元机组的启动方式

（一）按冲转进汽的方式分类

对于中间再热式汽轮机，按冲动转子时的进汽方式分为高中压缸启动和中压缸启动两种。

（二）按控制进汽量的阀门分类

在开始冲转的时候，可以选择以下几种方法来合理地调节新蒸汽的流量。其一是使用调节阀，其二是使用自动主汽阀控制，其三是采用电动主闸阀调整，其四是使用自动主汽阀或电动主闸阀的旁路来实现。

（三）按启动前金属温度或停运时间分类

可以分为四种启动方式。

（四）按蒸汽参数分类

如果将新产生的蒸汽的各项指标作为划分标准，那么可以分为额定和滑动参数启动两种。滑参数启动，最清洁也最平稳。滑参数启动更加高效，而且十分安全。

四、单元机组的停运

单元机组是与启动相反的过程，需要经历与启动过程相反的一系列动作，停运不是单独的某个设备或是系统停止工作，而是整个机组，这其中包括锅炉、汽轮机以及发电设备，需要将各个设备冷却并且检查各项数据是否在合理范围，确保各项指标正常，单元机组的停止运行有很多情况，各个情况之间有联系也有区别。

单元机组的停止运行在一般情况的时候时，采用正常停运，或者是当调峰需要，一步步正常的按照计划操作。而当遇到非正常情况，比某个设备出现故障的时候，就不能采取正常的操作，此时需要迅速制止更大的危险出现，所以装置会自动跳闸，或者是人为主动的操作使其停止工作。

故障停运根据情况紧急程度的不同，分为两种情况，第一种是一般情况是的停运，另一种是当出现紧急情况的时候，以最快的速度停下机组。而正常情况也是一样，根据不同的情况采取不同的措施，一种情况是停机以后进行检修，又或者是直接进入备用状态。停止运行过程中蒸汽参数又会发生很大的波动。所以可分为额定参数停运和滑参数停运两种方式。方法的选定按照实际来说。正常停机如果是以检修为目的，希望机组尽快冷却下来，获得更好的经济效益，则可选用滑参数停机方式。

五、汽轮机滑参数停机

机组停运过程当中存在着很大的不安全因素，因为不同部位的温度变化十分的不均匀，所以轴位移、热膨胀、热变形、热应力会有许多不确定因素产生。所以应该根据停机的工况确定不同的方式来停机，这里重点介绍滑参数停机。

滑参数停机，在汽轮机近汽机构上调节速度的阀门全部开启或者一部分打开的时候，通过锅炉部分蒸汽参数的改变来减少汽机所带的负荷，冷却机组。同时这一种方式可以使各设备更加匀称冷却，还可以具备速度极快的优点。

锅炉出口过热参数的降低速率与汽机设备的冷却条件息息相关。在滑停的过程当中，调节阀门的状态全开，汽缸蒸汽流通室内蒸汽流量较大，但其参数较低，各个部位得以匀称冷却，并且持续的降低，可以保持在合理数值范围内。还有利于汽包、汽缸的均匀冷卻，上下壁温差小；停机后，可使汽轮机缸温降低到较低水平，是缩短汽轮机检修工期，提高机组等效可用系数的重要手段。

六、小结

本文而后汽轮机组的开机与滑停做了简单介绍。对单元机组做了介绍并且说明了各种启动方式，阐述了滑参数启停的过程与特点。

【参考文献】

[1]章德龙.单元机组集控运行.北京：水利电力出版社，1993.

[2]陈庚.单元机组集控运行.北京：中国电力出版社，2001.

[3]楼波.单元机组运行.北京：中国电力出版社，1999.