陳威

（貴州省玉屏大龍發(fā)電有限公司，貴州 玉屏 554001）

1 國(guó)內(nèi)外機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行在線管理情況

國(guó)外在大電站中進(jìn)行機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行在線管理工作已有多年的經(jīng)驗(yàn),其中以美國(guó)和德國(guó)進(jìn)行得較早、較多。在其運(yùn)行優(yōu)化的管理系統(tǒng)中,多由兩個(gè)主要的軟件包組成:一個(gè)是基于熱平衡計(jì)算的軟件包,另一個(gè)是基于仿真的軟件,計(jì)算出在不同運(yùn)行優(yōu)化方式條件下的運(yùn)行參數(shù),進(jìn)行優(yōu)化比較,確定出優(yōu)化后的運(yùn)行方式;也可用來(lái)計(jì)算當(dāng)運(yùn)行參數(shù)變化時(shí)有一些環(huán)節(jié)對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響并作出評(píng)價(jià)。在國(guó)內(nèi)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性亦逐漸給予注意,亦在研究相應(yīng)的軟件及開發(fā)和優(yōu)化運(yùn)行等問(wèn)題。開發(fā)得較早并應(yīng)用得較廣的是能損分析,指出一些運(yùn)行參數(shù)的偏差對(duì)熱經(jīng)濟(jì)的影響。在優(yōu)化運(yùn)行方面有循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)調(diào)度,機(jī)組間的負(fù)荷優(yōu)化分配,低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行方式,都取得一些效果,對(duì)推動(dòng)我國(guó)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行起著積極的作用。

2 一些主要運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量

在線準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)是正確分析指導(dǎo)優(yōu)化運(yùn)行的必要依據(jù)或前提。

2.1 主蒸汽流量與再熱蒸汽流量

對(duì)現(xiàn)代大型汽輪機(jī)而言,主蒸汽和再熱蒸汽流量是確定汽輪機(jī)效率、各段抽汽壓力和監(jiān)視通流部份狀況(流量與壓力的關(guān)系)的主要參數(shù),現(xiàn)因?yàn)闇p小主蒸汽和再熱蒸汽的壓力損失,設(shè)備投資大,流量孔鈑安裝運(yùn)行后,拆下檢查、檢修維護(hù)困難,再熱蒸汽管道多、管徑大等原因,現(xiàn)代大機(jī)組一般不再裝流量測(cè)量裝置,主蒸汽流量亦已有并開始日益增多不裝流量測(cè)量裝置。有一些文獻(xiàn)介紹用調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)后壓力計(jì)算求出主蒸汽流量。調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)后壓力作為新汽流量的調(diào)節(jié)訊號(hào)是可行的,但作為計(jì)算機(jī)組運(yùn)行中的熱力特性和通流部份狀態(tài)則是有不夠準(zhǔn)確的,因新汽溫度、調(diào)節(jié)級(jí)效率、前軸封漏汽、高壓加熱器的使用與否和再熱壓力的慣性等都影響到機(jī)內(nèi)實(shí)時(shí)流量的計(jì)算。另外用調(diào)節(jié)級(jí)后壓力(甚至加了溫度修正)來(lái)確定流量,又用此流量來(lái)檢查壓力與流量關(guān)系、通流部分有無(wú)變化,實(shí)質(zhì)上是犯了用自己證明自己的邏輯錯(cuò)誤。

2.2 軸封漏汽量

在汽輪機(jī)熱力試驗(yàn)及分析中,一個(gè)困難的問(wèn)題是軸封漏汽量問(wèn)題。軸封漏汽量不只是對(duì)主流量的影響修正問(wèn)題,更主要的是因軸封漏汽中很大一部份與回?zé)岢槠爸髌飨嗷?使這些汽流的溫度改變,影響到對(duì)汽輪機(jī)各相應(yīng)段的效率的計(jì)算,這也是很多機(jī)組在試驗(yàn)后很難畫出正確的汽態(tài)線和進(jìn)行熱力循環(huán)計(jì)算的主要原因之一。例如引進(jìn)300Mw機(jī)組,其高中壓缸間的中間分隔軸封漏汽有部分回流到高壓缸排汽,引起對(duì)高壓缸的排汽溫度升高,依此計(jì)算出的高壓缸效率偏低,這便引起高壓缸效率和高壓缸通流部分效率問(wèn)題,因現(xiàn)在尚不能正確測(cè)定通流部分后蒸汽的溫度,故不測(cè)定這部分漏汽量,則不能正確確定高壓缸效率變差的原因。總之,研究如何較準(zhǔn)確地求出軸封漏汽量仍是值得研究的課題,制造廠應(yīng)考慮留有必要的測(cè)點(diǎn)位置。

3 對(duì)比工況的確定

3.1 對(duì)比工況的選定

在進(jìn)行能損分析時(shí),總是將當(dāng)前運(yùn)行中的一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與一對(duì)比工況相比,找出一些指標(biāo)與對(duì)比工況的同一指標(biāo)的差距、引起的能損的增大及效率變壞,指出運(yùn)行人員努力的方向。因此,預(yù)先準(zhǔn)備可提供應(yīng)用的對(duì)比工況應(yīng)是:(1)能準(zhǔn)確全面提供所需的信息;(2)可滿足運(yùn)行中各種可能遇到的工況;(3)效率較高的工況,或是一優(yōu)化運(yùn)行的工況。對(duì)比的工況應(yīng)當(dāng)是一真實(shí)工況,亦即是檢修后真實(shí)有軸封漏汽并且混入主汽流或是進(jìn)入回?zé)岢槠?使用過(guò)熱器、再熱器減溫水、而不是設(shè)計(jì)條件下的理想工況,更不是額定工況下的設(shè)計(jì)工況,否則對(duì)比的差異和引起的損失并不是運(yùn)行人員努力可達(dá)到的條件。

3.2 對(duì)比工況數(shù)據(jù)的取得

由于在機(jī)組狀態(tài)良好下能進(jìn)行的試驗(yàn)只能是有限的工況,而真實(shí)運(yùn)行工況是多種多樣的,為進(jìn)行對(duì)比,找出對(duì)比工況的一種辦法是將有限的試驗(yàn)工況點(diǎn)擬合成曲線或者方程,可很方便地查出或算出在現(xiàn)在條件下各熱力指標(biāo)數(shù)值;或者根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立機(jī)組的靜態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型,是可以具有相當(dāng)精確能滿足要求的,并且可以隨著運(yùn)行工況隨時(shí)算出對(duì)比工況,以便查找出運(yùn)行的偏差所引起的損耗。

4 能損分析計(jì)算方法

4.1 等效焓降法、循環(huán)函數(shù)法、等效抽汽法

算法在熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析中,熱力系統(tǒng)的研究工作者對(duì)不同疏水流動(dòng)等方案比較其經(jīng)濟(jì)時(shí),研究出了等效焓降法、循環(huán)函數(shù)法和等效抽汽法等方法。這些方法只是分析時(shí)的著眼點(diǎn)不同,但都是根據(jù)熱力循環(huán)的熱平衡計(jì)算,故在能損分析計(jì)算中是等效的,實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)自己認(rèn)為方便決定采用任一種方法。這些方法都是先根據(jù)一已知工況熱力循環(huán)的各參數(shù),常較多是制造廠提供的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),從全面性熱力系統(tǒng)熱平衡計(jì)算事先求出各級(jí)抽汽的抽汽率、抽汽不足系數(shù)和等效焓降;進(jìn)汽多耗系數(shù)及內(nèi)功少作系數(shù),以及抽汽率和等效抽汽焓等,然后用這些已求出的數(shù)據(jù)作系數(shù)計(jì)算局部改變的經(jīng)濟(jì)性,這些方法曾對(duì)熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)起了積極的作用。但在電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析中,若分析對(duì)比的工況,是與當(dāng)時(shí)運(yùn)行工況流量相同、工作狀態(tài)良好、運(yùn)行條件已經(jīng)優(yōu)化的工況相比,以尋出偏差、計(jì)算出對(duì)熱耗的影響指導(dǎo)運(yùn)行。如此,若用前述方法不可能先算好各工況下的各系數(shù),須先在線進(jìn)行熱平衡計(jì)算,求出各抽汽的系數(shù),求出各偏差對(duì)熱耗的影響。因現(xiàn)在電廠機(jī)組已經(jīng)普遍配用計(jì)算機(jī),熱平衡計(jì)算即使多次迭代費(fèi)時(shí)亦甚少,當(dāng)可直接進(jìn)行熱平衡計(jì)算求出偏差的影響。

4.2 偏差大小

再者,前述的幾種熱力系統(tǒng)計(jì)算方法,其前題都是小偏差,亦即運(yùn)行中參數(shù)的偏差對(duì)汽態(tài)線的影響很小,故可認(rèn)為產(chǎn)生偏差后汽態(tài)線不變,若偏差使對(duì)比的汽態(tài)線與現(xiàn)運(yùn)行工況的汽態(tài)線相差較大,已不再是小偏差,根本不能再用小偏差的算法來(lái)計(jì)算對(duì)比現(xiàn)在運(yùn)行中的能損。但什么是小偏差,大家尚沒有共識(shí),例如新汽溫度偏差5℃或者初壓偏差1MPa。若不考慮汽態(tài)線修正將引起15kJ/kw·h的計(jì)算偏差,能不能還算小偏差,便值得研究,以期達(dá)到共識(shí)。

4.3 計(jì)算方法討論

在電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中有些問(wèn)題引起運(yùn)行參數(shù)較正常偏差較大,但有些單位或文獻(xiàn)中在熱力系統(tǒng)發(fā)生甚大偏差時(shí),如高壓加熱器全部停用,變動(dòng)遠(yuǎn)超出小偏差范圍,但仍用上述小偏差方法分析,則所引起的誤差將更大,顯然是不合適的。另一個(gè)問(wèn)題是當(dāng)一個(gè)小偏差存在,可認(rèn)為對(duì)汽態(tài)線的影響很小,可以忽視,認(rèn)為汽態(tài)線不變,抽汽參數(shù)不變;但實(shí)際電廠中汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí),總是有很多偏差存在,這些偏差的共同存在,即使這些偏差都是小偏差,但因同時(shí)存在,其共同的影響使汽態(tài)線的變化遠(yuǎn)較一個(gè)小偏差的影響大多,亦應(yīng)不能再按小偏差計(jì)算。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)上述電廠汽輪機(jī)的分析,我國(guó)電廠現(xiàn)在采用的能損分析只指出某些熱力指標(biāo)的偏差及引起的熱損失,對(duì)運(yùn)行能起一定的積極作用。但是在準(zhǔn)確確定運(yùn)行中參數(shù)與當(dāng)時(shí)運(yùn)行工況相應(yīng)優(yōu)化的對(duì)比工況,對(duì)不穩(wěn)定工況的處理均尚須進(jìn)行深入的研究。另一方面不能指出產(chǎn)生這種偏差的原因,亦未指導(dǎo)運(yùn)行人員如何消除此偏差和應(yīng)采取的措施。除熱力特性以外,對(duì)其他運(yùn)行特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析,以保證機(jī)組全面安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將起更大的作用。

[1]楊玉婷等.汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)時(shí)能損監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2000-12-20.