孫志強(qiáng)

大唐長春第二熱電有限責(zé)任公司

火電大機(jī)組調(diào)峰運行方式淺析

孫志強(qiáng)

大唐長春第二熱電有限責(zé)任公司

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國各電網(wǎng)容量在不斷增加，高參數(shù)大容量的機(jī)組也在不斷出現(xiàn)。從電網(wǎng)的組成上來看，中小機(jī)組來負(fù)擔(dān)尖峰負(fù)荷的情況越來越少，因此，解決峰谷差問題迫在眉睫。筆者在本研究中從經(jīng)濟(jì)和安全方面考慮，闡述了火電大機(jī)組常見的幾種調(diào)峰運行方式，并結(jié)合實際情況對這幾種方式進(jìn)行了分析比較，為相關(guān)行業(yè)提出了參考建議。

火電；大機(jī)組；調(diào)峰

前言：

我國電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)通常都是以火電為主，小部分水電又基本是徑流式，當(dāng)遇到豐水期時不能棄水調(diào)峰，在這種情況下火電大機(jī)組調(diào)峰運行方式已成為潮流?；痣姶髾C(jī)組的最佳調(diào)峰運行方式與機(jī)組的性能、調(diào)峰頻率、尖峰負(fù)荷、工作量和相關(guān)費用等有關(guān)，常見的火電大機(jī)組調(diào)峰運行方式包括低負(fù)荷運行、兩班制啟停運行、少汽無功和低速旋轉(zhuǎn)熱備用運行等，本研究通過分析對比這幾種運行方式為相關(guān)行業(yè)提出參考建議。

1.低負(fù)荷運行

火電大機(jī)組調(diào)峰的低負(fù)荷運行方式是帶基本負(fù)荷的大機(jī)組負(fù)擔(dān)尖峰負(fù)荷運行的，這種運行方式的最小負(fù)荷受到火力穩(wěn)定性等因素的影響，調(diào)峰頻率由機(jī)組技術(shù)上可行的最小負(fù)荷決定。實際能夠應(yīng)用的低負(fù)荷運行方式包括定壓運行、變壓運行、混合壓運行等。其中混合壓運行是在一部分負(fù)荷帶應(yīng)用定壓運行，另外的一部分負(fù)荷帶應(yīng)用變壓運行的運行方式。從運行的安全方面來考慮，與定壓運行相比，變壓運行由于蒸汽溫度的變化幅度較小，使得汽輪、汽缸、汽包以及管座等位置的熱效應(yīng)力過大，這樣更有利于安全運行。當(dāng)應(yīng)用變壓運行方式時，循環(huán)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的使用時間都比定壓運行方式要小。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，應(yīng)用變壓運行方式的給水壓力隨著負(fù)荷的降低而降低，與定壓運行方式相比少耗費了大量的泵功和廠用電。此外，變壓運行方式調(diào)整節(jié)流時的損耗比較低，效率不高，所以汽輪機(jī)的效率可以基本穩(wěn)定在較大的層次上。應(yīng)該指出，由于不同機(jī)組的結(jié)構(gòu)、配置和熱力性能不同，轉(zhuǎn)折點負(fù)荷有較大的區(qū)別，必須通過試驗來確定。根據(jù)以上分析，建議大容量火電機(jī)組以低負(fù)荷運行方式擔(dān)負(fù)調(diào)峰任務(wù)時，宜采用“定壓-滑壓-定壓”的混合壓運行方式。

2.兩班制啟停運行

兩班制啟停的運行方式是負(fù)責(zé)調(diào)峰責(zé)任的機(jī)組在白天正常工作，當(dāng)晚上機(jī)組負(fù)荷最小時停止工作，第二天的早晨再重新啟動機(jī)組開始運行。這種火電大機(jī)組調(diào)峰運行方式的調(diào)峰區(qū)域比較大，但是操作步驟比較復(fù)雜，對機(jī)器的使用年限影響也較大。兩班制啟停運行方式每天都對機(jī)組進(jìn)行啟停，機(jī)組的各個部件每天受到強(qiáng)烈的溫度起伏以及由此產(chǎn)生的交變熱效應(yīng)力，所以造成各個部件的嚴(yán)重?fù)p耗，減少機(jī)組的使用壽命。因此，針對負(fù)責(zé)尖峰負(fù)荷或者有中間負(fù)荷的設(shè)備，設(shè)備的廠家通常都會對設(shè)備的啟停方法、頻率和使用壽命進(jìn)行嚴(yán)格的檢核。運用兩班制啟停運行方式時，啟停的頻率比較大，增加了操作人員的工作強(qiáng)度，導(dǎo)致發(fā)生事故的機(jī)會增多，所以對機(jī)組的智能化水平也提出了更高的要求。

3.少汽無功和低速旋轉(zhuǎn)熱備用運行

少汽無功的運行方式是鍋爐停止工作，機(jī)組繼續(xù)工作，發(fā)電機(jī)在電動的狀態(tài)下運行，機(jī)組不電網(wǎng)解列，處于熱備用狀態(tài)。周邊設(shè)備的抽汽作用和母管產(chǎn)生的一小部分蒸汽可以降低鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的溫度。與兩班制啟停運行相比較，這種運行方式增加了一個蒸汽運行過程，不進(jìn)行沖轉(zhuǎn)和開網(wǎng)的步驟。少汽無功的運行方式下，煤消耗量的多少和供汽方法、機(jī)組設(shè)備的工作方法以及操作人員的操作規(guī)范有關(guān)，計算方法和兩班制啟停運行方式基本一致。通常情況下，少汽無功的運行方式汽輪機(jī)葉片蒸汽的熱能損耗比較多，那么在經(jīng)濟(jì)方面也就不如兩班制啟停運行方式了。低速旋轉(zhuǎn)熱備用運行方式和少汽無功運行方式不同，這種運行方式是將汽輪機(jī)負(fù)荷降到零，發(fā)電機(jī)解列，汽輪機(jī)在低于轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速的某一轉(zhuǎn)速下運行，處于熱備用狀態(tài)。

4.不同調(diào)峰運行方式之間的分析比較

從調(diào)峰幅度的角度來看，兩班制啟停運行、少汽無功和低速旋轉(zhuǎn)熱備用運行方式都能夠達(dá)到百分之百，低負(fù)荷運行方式則通常都低于百分之五十。從安全的角度來考慮，在一定的負(fù)荷變化范圍內(nèi)，低負(fù)荷運行方式的安全性最高，兩班制啟停運行方式的安全性最低，操作過程中容易出現(xiàn)紕漏，發(fā)生事故的幾率也高，而少汽無功運行方式的安全性一般。從機(jī)動性的角度來看，低負(fù)荷運行方式的機(jī)動性最高，兩班制啟停運行方式由于需要每日啟動，且啟動較慢，因此機(jī)動性也較低，而少汽無功運行方式由于不用進(jìn)行沖轉(zhuǎn)和開網(wǎng)等比較繁瑣的操作步驟，啟動比較快，機(jī)動性也優(yōu)于兩班制啟停運行方式。從操作量的降低來考慮，低負(fù)荷運行方式的操作量比較少，兩班制啟停運行方式的操作量最多，而少汽無功運行方式的操作量則一般。從經(jīng)濟(jì)性的降低來考慮，低負(fù)荷運行方式的機(jī)組效率比較低，運行的時間越長，所造成的經(jīng)濟(jì)損失就越大，而兩班制啟停運行方式和少汽無功運行方式則沒有效率低下的情況，但是啟停對設(shè)備的損耗也很大，經(jīng)濟(jì)上合理的火電大機(jī)組調(diào)峰運行方式與最低負(fù)荷的持續(xù)時間有關(guān)。對單臺機(jī)組來講，選擇低負(fù)荷運行方式或兩班制啟停運行方式或少汽無功運行方式的臨界時間是一定的，如果低負(fù)荷的持續(xù)時間大于臨界值，應(yīng)該停運，把負(fù)荷分配到別的機(jī)組。采用兩班制啟停運行方式由于機(jī)組啟停消耗較大，當(dāng)少于低負(fù)荷運行時，因機(jī)組效率降低會多消耗燃料量，考慮到機(jī)組安全性和操作方便，該機(jī)組應(yīng)該采用低負(fù)荷運行方式。

結(jié)語：

當(dāng)帶基本負(fù)荷的機(jī)組運行時，必需明確機(jī)器部件的改進(jìn)以及操作規(guī)范的重要性，加強(qiáng)對機(jī)組動態(tài)的監(jiān)測。當(dāng)給水壓力影響鍋爐熱循環(huán)以及熱力供應(yīng)的穩(wěn)定時，應(yīng)該應(yīng)用混合變壓運行方式，這樣不僅可以保持機(jī)組的經(jīng)濟(jì)和安全，操作過程也非常簡便。如果機(jī)組的最低負(fù)荷時間較短，應(yīng)該選擇低負(fù)荷調(diào)峰運行的方式，如果機(jī)組的最低負(fù)荷時間較長，則應(yīng)該選擇兩班制啟停運行方式。如果想達(dá)到機(jī)組最佳調(diào)峰運行水平，除了應(yīng)該重視電網(wǎng)負(fù)荷性質(zhì)、機(jī)組的經(jīng)濟(jì)和安全，還應(yīng)該重視機(jī)組的管理方法以及操作規(guī)范等。

[1]胡建濤，常本輝，田富軍等.火電大機(jī)組調(diào)峰方式簡析[M].中國科學(xué)信息資源研究利用出版社，2013（23）：124-125.

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