蔡軍

摘 要：為了應(yīng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的變動(dòng)，調(diào)峰電廠汽輪機(jī)經(jīng)常需要變負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)偏離額定工況時(shí)，汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性能會(huì)有明顯的降低。對(duì)汽輪機(jī)的變負(fù)荷運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)是解決這一問題的關(guān)鍵。首先介紹了定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行兩種汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行方式；其次對(duì)汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析；最后結(jié)合實(shí)例對(duì)不同運(yùn)行方式的能耗進(jìn)行對(duì)比，得出滑壓運(yùn)行方式更適合部分低負(fù)荷運(yùn)行的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組；變負(fù)荷；定壓運(yùn)行；滑壓運(yùn)行；能耗

中圖分類號(hào)：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）02-0124-01

汽輪機(jī)的額定工況一般為其效率最優(yōu)的工況，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)偏離額定工況時(shí)，汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性能會(huì)有很明顯的降低，進(jìn)而降低整個(gè)機(jī)組的熱效率。為了解決這個(gè)問題，需要我們?cè)跈C(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，對(duì)汽輪機(jī)的變負(fù)荷運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，從而提高機(jī)組在變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的熱效率。

本文主要對(duì)不同運(yùn)行方式下，電廠汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行能耗進(jìn)行了分析和研究，并從中選出最優(yōu)的運(yùn)行方式。通過對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)整，可以顯著地降低機(jī)組的能耗，提高機(jī)組運(yùn)行的熱效率和安全性。

1 汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行方式簡(jiǎn)介

汽輪機(jī)的變負(fù)荷運(yùn)行方式可以分為定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行兩種。

定壓運(yùn)行的調(diào)節(jié)方式在本質(zhì)上是一種量調(diào)節(jié)的方式，是在不改變蒸汽的壓力和溫度的前提下，通過對(duì)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行調(diào)整，來改變汽輪機(jī)進(jìn)氣量，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)[1]。

定壓運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)組的配汽方式主要分為兩種，即節(jié)流配汽調(diào)節(jié)和噴嘴配汽調(diào)節(jié)。

滑壓運(yùn)行的調(diào)節(jié)方式在本質(zhì)上是一種質(zhì)調(diào)節(jié)的方式，是通過改變蒸汽的壓力和溫度，而不對(duì)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)[2]。

滑壓運(yùn)行方式主要有三種：純滑壓運(yùn)行方式、節(jié)流滑壓運(yùn)行方式、復(fù)合滑壓運(yùn)行方式。

2 汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性比較

2.1 不同運(yùn)行方式下的熱經(jīng)濟(jì)性的比較

不同運(yùn)行方式下的熱經(jīng)濟(jì)性的比較分為以下幾個(gè)方面：調(diào)節(jié)閥的壓力損失、機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率、機(jī)組的循環(huán)熱效率、主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度的影響和給水泵的耗功。文獻(xiàn)[3]通過對(duì)以上幾個(gè)方面的分析得出“定-滑-定”的調(diào)節(jié)方式是最佳的全負(fù)荷運(yùn)行方式。所以，目前在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)方式的選擇上，普遍采取復(fù)合調(diào)節(jié)方式，在機(jī)組負(fù)荷處于額定區(qū)域以及較低的負(fù)荷區(qū)域時(shí)，采用定壓的運(yùn)行方式；在機(jī)組負(fù)荷處于中等區(qū)域時(shí)，采用滑壓的運(yùn)行方式。

2.2 汽輪機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性比較

文獻(xiàn)[4]指出，汽輪機(jī)的汽耗率、熱效率和絕對(duì)電效率是衡量機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性能的主要指標(biāo)，所以可以通過上述三個(gè)指標(biāo)來對(duì)汽輪機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行比較。

汽輪機(jī)的汽耗率用d來表示，它的含義是機(jī)組產(chǎn)生1KW·h的電能時(shí)，對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)的蒸汽消耗量，即主蒸汽流量D0與發(fā)電機(jī)電功率Pc的比值：

（1）

汽輪機(jī)的熱耗率用q來表示，它的含義是機(jī)組產(chǎn)生1KW·h的電能時(shí)，對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)的煤的消耗量，即汽耗率d與鍋爐給水焓hfw和主蒸汽焓h0差值的乘積：

（2）

絕對(duì)電效率可以用來表示，它的含義是發(fā)電機(jī)的功率pc與循環(huán)吸熱量q的比值：

（3）

3 汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行的能耗分析

由上文可知汽輪機(jī)的汽耗率、熱效率和絕對(duì)電效率是衡量機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性能的主要指標(biāo)，而且這三個(gè)參數(shù)之間的趨勢(shì)是一致的，所以只需要選擇一個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析就可以。

本文選取絕對(duì)電效率作為研究對(duì)象，以某600MW機(jī)組為例，選取175MW、245MW、305MW、450MW、600MW 5個(gè)工況進(jìn)行研究，將汽輪機(jī)參數(shù)代入公式（3）可以得到圖1的計(jì)算結(jié)果。

通過對(duì)圖1進(jìn)行分析可得隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，滑壓運(yùn)行方式下機(jī)組的絕對(duì)電效率要高于定壓運(yùn)行方式，而在高負(fù)荷時(shí)，兩種運(yùn)行方式的差別并不明顯。

4 結(jié)語

本文主要對(duì)電廠汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行能耗進(jìn)行了分析和研究。對(duì)比了定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行兩種汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行方式的能耗，最后得出滑壓運(yùn)行方式下機(jī)組的絕對(duì)電效率要高于定壓運(yùn)行方式的結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔映紅，王慧杰，馬曉芳.汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的研究[J].電站系統(tǒng)工程， 2002，18（6）：23-26.

[2]郭江龍，常澍平，馬曉芳.汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的研究[J].華中電力，2007，20（2）：12-14.

[3]張希富，王運(yùn)民，何健，等.汽輪機(jī)復(fù)合滑壓運(yùn)行滑壓曲線的求取方法[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2014，56（1）：50-52.

[4]張春發(fā)，王慧杰，宋之平，等.火電廠單元機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行初壓的定量研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（4）：36-40.