楊建平

（華電包頭發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭0140 13）

0 引言

面對(duì)當(dāng)前電力行業(yè)節(jié)能減排的嚴(yán)峻形勢(shì)，汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性愈加重要。在機(jī)組變工況運(yùn)行時(shí)，尤其帶低負(fù)荷時(shí)，滑壓與定壓兩種不同運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響很大。定壓運(yùn)行節(jié)流損失大；滑壓運(yùn)行可以提高高壓缸內(nèi)效率及蒸汽溫度，并降低給水泵電耗，但由于壓力降低致使循環(huán)熱效率降低缺點(diǎn)。因此對(duì)機(jī)組運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，是對(duì)機(jī)組節(jié)能一項(xiàng)較為有效的措施。本文針對(duì)600 MW機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中如何降低汽輪機(jī)的熱耗，提高機(jī)組運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性，采用不同工況下兩種運(yùn)行方式進(jìn)行試驗(yàn)研究分析，確定機(jī)組變工況時(shí)最佳滑壓運(yùn)行曲線。

1 滑壓曲線理論依據(jù)

對(duì)再熱機(jī)組來(lái)說(shuō)，中壓調(diào)節(jié)汽門在各工況下均保持全開，工況變化時(shí)再熱蒸汽參數(shù)變化不大，故中低壓缸的內(nèi)效率基本保持不變（假設(shè)機(jī)組背壓變化不大），則汽機(jī)內(nèi)效率的變化主要在于高壓調(diào)閥節(jié)流引起的高壓缸內(nèi)效率變化（調(diào)閥全開下的汽機(jī)內(nèi)效率視為常數(shù)）。

依據(jù)以上要求，在充分借鑒機(jī)組制造廠家及多方經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的分析判斷，得出制滑壓曲線須遵守的原則，如下所示：

（1）盡量保證閥點(diǎn)運(yùn)行。一般順序閥運(yùn)行機(jī)組，高壓調(diào)節(jié)閥開啟的順序?yàn)椋?1、2→#3→#4。根據(jù)滑壓運(yùn)行負(fù)荷范圍300～600 MW，盡量保持“#1、2高壓調(diào)節(jié)閥全開”、“#3高壓調(diào)節(jié)閥全開”、“#4高壓調(diào)節(jié)閥全開”這三種閥點(diǎn)是最理想狀態(tài)。但實(shí)際運(yùn)行中此種情況較少，若能保證上述閥點(diǎn)開度在60%以上，根據(jù)閥門特性認(rèn)為此時(shí)閥門節(jié)流損失最小，經(jīng)濟(jì)性最高。

（2）充分考慮高壓調(diào)節(jié)閥的重疊度。由于汽機(jī)廠家考慮到調(diào)門開啟對(duì)汽機(jī)應(yīng)力的影響，為保證機(jī)組的安全性，進(jìn)行了調(diào)門重疊度考慮。在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)上一個(gè)調(diào)門開度大于85%時(shí)，下一個(gè)調(diào)門即將開啟。為了避免下一個(gè)調(diào)門開啟的節(jié)流損失，要考慮高壓調(diào)節(jié)閥的重疊度對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響。

（3）考慮滑壓曲線對(duì)機(jī)組AGC及CCS響應(yīng)的影響，滑壓曲線盡量要平滑，斜率要小，減少對(duì)鍋爐燃燒的擾動(dòng)，保證機(jī)組運(yùn)行的安全性。根據(jù)鍋爐燃燒優(yōu)化的要求及機(jī)組適應(yīng)負(fù)荷的響應(yīng)，按照15 MW/min的響應(yīng)速度及壓力跟蹤，發(fā)現(xiàn)滑壓曲線應(yīng)平滑，斜率要小，否則鍋爐燃燒調(diào)節(jié)幅度過(guò)大，容易出現(xiàn)鍋爐超壓、超溫現(xiàn)象。

（4）要考慮低壓運(yùn)行對(duì)高壓缸排汽溫度的影響，避免高壓缸排汽溫度過(guò)高對(duì)機(jī)組安全造成一定的影響。滑壓運(yùn)行時(shí)進(jìn)汽壓力降低使得蒸汽比熱下降，高壓缸排汽溫度上升，循環(huán)吸熱量減少，循環(huán)熱效率提高，并且因給水流量減少而降低小汽機(jī)耗汽量，增加汽輪機(jī)作功量。但高壓缸排汽缸溫度過(guò)高，易造成再熱汽溫上升，再熱器超溫，同時(shí)減溫水量增加，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低。

（5）滑壓曲線要適應(yīng)運(yùn)行人員操作。基于不同負(fù)荷下主汽壓力、閥門開度等參數(shù)，來(lái)制定滑壓曲線，從而使滑壓曲線更能適合運(yùn)行人員的操作習(xí)慣。

表1#1機(jī)組滑壓運(yùn)行參數(shù)（2012年8月7日～10日）

2 滑壓運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

根據(jù)600 MW機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)及滑壓曲線的制定原則，通過(guò)對(duì)#1、#2機(jī)組下述負(fù)荷點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行分析判斷。其中表1、表2分別為#1、#2機(jī)組的滑壓運(yùn)行參數(shù)。

（1）540 MW工況參數(shù)分析。#3高調(diào)門開度大于31%，主汽壓力在16.2 MPa，機(jī)組的節(jié)流損失相對(duì)較小，而考慮到機(jī)組的壓力越高，主蒸汽焓值越高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性越高的原則，建議采用額定壓力16.7 MPa。

（2）480 MW參數(shù)分析。#3高調(diào)門開度26%，主汽壓力15.5 MPa，考慮到#3高調(diào)門開度太小，節(jié)流損失調(diào)大，適當(dāng)降低主汽壓力，盡量保證#3高調(diào)門保持在50%左右，建議保持主汽壓力在15.1 MPa。

表2#2機(jī)組滑壓運(yùn)行參數(shù)（2012年8月7日～10日）

（3）420 MW參數(shù)分析。#3高調(diào)門處于可開可關(guān)的臨界狀態(tài)。根據(jù)閥點(diǎn)要求，保持#1、2高調(diào)門全開，#3高調(diào)門全關(guān)為最佳狀態(tài)，但該負(fù)荷下機(jī)組真空易造成#3高調(diào)門開啟，建議#1、2高調(diào)門全開，#3高調(diào)門開度大于35%為較經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。根據(jù)該負(fù)荷下運(yùn)行參數(shù)3分析，在主汽壓力保持13.6 MPa，可在真空變化的情況下，始終保持#3高調(diào)門開度大于35%。建議該負(fù)荷下主汽壓力保持在13.6 MPa。

（4）360 MW參數(shù)分析。機(jī)組一般晚高峰后運(yùn)行，這時(shí)機(jī)組在較高真空下運(yùn)行。通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，#3高調(diào)門也有時(shí)會(huì)開啟開，通過(guò)提高主汽壓力，盡量保證#3高壓門關(guān)閉運(yùn)行，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性更高。取該工況下參數(shù)1分析，建議主汽壓力保持在13.3 MPa。

（5）300 MW參數(shù)分析。機(jī)組一般晚高

峰后運(yùn)行，這時(shí)機(jī)組在更高真空下運(yùn)行。根據(jù)該工況下的參數(shù)分析，在主汽壓力12 MPa時(shí)，#1、2高調(diào)門開度均大于50%，而這時(shí)如果真空稍高一些，#1、2高調(diào)門開度會(huì)變小，建議適當(dāng)降低主汽壓力，使該點(diǎn)曲線受真空影響更小并且#1、2高調(diào)門開度能在60%以上，節(jié)流損失更小。建議主汽壓力設(shè)定在11.8 MPa。

3 滑壓運(yùn)行區(qū)間對(duì)比分析

通過(guò)表3可以看出，單點(diǎn)負(fù)荷壓力均大于制造廠家設(shè)計(jì)壓力值，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性也相對(duì)較高。通過(guò)表4可以看出，制造廠家指定的曲線在540～480 MW區(qū)間，主汽壓力壓升太高達(dá)1.9 MPa，這也表現(xiàn)在廠家的滑壓曲線實(shí)際運(yùn)行后在CCS控制下，易出現(xiàn)鍋爐超壓現(xiàn)象。根據(jù)鍋爐燃燒優(yōu)化要求，加負(fù)荷率為15/min。在此負(fù)荷區(qū)間，理想的加負(fù)荷時(shí)間為4 min。若按制造廠家1.9 MPa壓升計(jì)算，壓升率約為0.5 MPa/min，也即此4 min不但要增加60 MW的煤量，還要滿足壓升率約為0.5 MPa/min的給煤量，這樣鍋爐燃燒需超前，且給煤量過(guò)大，易出現(xiàn)鍋爐超壓、超溫現(xiàn)象。而制造廠家壓升率均較大，不利于機(jī)組在AGC和CCS下運(yùn)行調(diào)整。

表3 不同工況下機(jī)組的滑壓運(yùn)行區(qū)間值 MPa

表4 不同對(duì)應(yīng)滑壓運(yùn)行區(qū)間壓升率 MPa

4 滑壓曲線投入效果及建議

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的實(shí)際操作、借鑒滑壓曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)滑壓運(yùn)行參數(shù)分析而制定滑壓曲線，如圖1所示，表5為機(jī)組滑壓運(yùn)行區(qū)間值。

在對(duì)滑壓曲線修改后并經(jīng)投入跟蹤，該曲線能很好的配合鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)。并且在不同負(fù)荷下，重新調(diào)整滑壓曲線斜率，制定各負(fù)荷點(diǎn)滑壓壓力，增加部分開啟閥門開度，高調(diào)閥閥點(diǎn)位置較好，最大限度減少了閥門進(jìn)汽節(jié)流損失，平均降低煤耗0.3 g/kW·h，收到較好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)減少鍋爐給煤量，避免了鍋爐超溫超壓現(xiàn)象。

表5 機(jī)組滑壓運(yùn)行區(qū)間值

圖1 機(jī)組滑壓曲線

經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，該滑壓曲線對(duì)于夏季運(yùn)行工況較為合適。針對(duì)其他工況并且在低壓力下運(yùn)行，鍋爐安全性受一定影響，對(duì)此作如下建議：

（1）在機(jī)組變壓運(yùn)行加減負(fù)荷期間，注意主、再熱汽溫，超前調(diào)節(jié)減溫水量，防止過(guò)熱器、再熱器超溫；

（2）注意高壓缸排汽溫度，防止瓦振動(dòng)增大；

（3）對(duì)機(jī)組CCS協(xié)調(diào)特性及汽機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的斜率進(jìn)行優(yōu)化，防止鍋爐調(diào)節(jié)幅度太大出現(xiàn)超溫、超壓現(xiàn)象；

（4）根據(jù)閥點(diǎn)的調(diào)節(jié)原理，建議補(bǔ)充一壓力偏置模塊，使運(yùn)行人員能夠根據(jù)負(fù)荷及閥點(diǎn)情況，增加或減小壓力偏置來(lái)小范圍修改滑壓曲線，使機(jī)組滑壓曲線能在不同工況（真空、負(fù)荷等）下，更靈活、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行；

（5）為了更好的適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行，應(yīng)制定秋冬春季及夏季滑壓曲線。

[1]劉雙白.汽輪機(jī)定滑壓運(yùn)行曲線測(cè)試方法研究[J].華北電力技術(shù)，2007，（12）：9～12.

[2]李千軍，等.國(guó)產(chǎn)600 MW汽輪機(jī)組定滑壓運(yùn)行方式測(cè)試方法研究[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2009，（5）：386～389.