摘要：汽轮机组是发电厂中重要的发电设备，汽轮机组在低负荷运行中会由于低负荷调峰运行时间过长，而降低热经济性，这大大影响了热能的利用效率。为了更好的完成电力生产，满足社会发展需要，电厂必须重点研究汽轮机组的滑压运行经济性，进而掌握汽轮机组在低负荷运行时的最佳运行参数，通过调整运行方式提升汽轮机组的滑压运行经济性。本文就是特别针对135MW型汽轮机组做出的技术分析，凭借对热耗率的分析，找出影响汽轮机组滑压运行经济性的原因，以供参考。
关键词：汽轮机组；滑压运行；热耗率
引言：近年来，随着城市用电量的增加，让电网用电高峰及用电低谷的差距明显增大，汽轮机组在低负荷调峰运行状态下的运行时间明显增加，而汽轮机组在低负荷运行状态下的热经济性较低。因此，技术人员必须找出汽轮机组在低负荷运行状态下的最佳运行参数，这样才能最大限度让汽轮机组发挥功效，从而减少燃煤的使用量。135MW汽轮机很多都是在150MW单缸汽轮机的基础上改进而来的，其对单缸汽轮机的热力系统进行了改进，延长了汽轮机末级叶片，提高了低压气缸的气流流通性，进而可以提升汽轮机组的整体性能。
一、汽轮机组的简介
（一）135MW汽轮机组的结构
电厂中使用的135MW汽轮机组大体分为单缸、双缸型，单缸型的汽轮机组比双缸机组的重量更轻，机组结构更加简单，其采用单缸单转子结构，可以实现中间再热，单向排气，并且具有超高压性能，相比于135MW双缸汽轮机组更加轻便，凭据尺寸均小于双缸汽轮机组7-9M，由于结构简单，相对重量也得到了减轻。使用双缸型135MW汽轮机组，可以实现对汽轮机组的调峰运行。双缸型135MW汽轮机组使用的热力系统由一级除氧器、二级高压加热器和三级低压加热器组成，低压加热器设计在凝汽器蒸汽入口处，其背压可以达到９．7ｋＰａ，热耗率为8530.8ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）。
（二）汽轮机组的运行方式
汽轮机组的运行方式分为4种，分别为定压运行、滑压运行、阀点滑压运行以及复合滑压运行。定压运行方式是指汽轮机组在常规运行状态下，主蒸汽压力维持在一个稳定数值范围内，在定压运行方式下，其主蒸汽压力数值不受到因负荷量的影响。使用定压运行方式的汽轮机可以通过单阀调节的方式调整气流，也可以利用多阀调节的方式控制气流。
滑压运行方式是指利用高压调速阀全开的方式，调整锅炉气压，进而调整汽轮机组的负荷量。通过锅炉气压调控负荷的方式，具有较好的节能效果，其损耗的能量较低，但是也存在负荷量响应速度较慢的问题，所以不能单纯依靠锅炉压力来调节负荷。
阀点滑压运行方式是指控制高压调速阀的阀点，其具体阀点需要根据汽轮机组的型号决定，不同汽轮机组的阀点也有所不同。控制高压调速阀后，确保其他阀门不开启或轻微开启，减少高压调节阀的节流损失，保证主蒸汽温度在额定范围，通过控制燃料使用量来控制压力、调整负荷量，这样可以显著提升负荷量相应速度，并且具有较高的经济性。
复合滑压运行方式是一种滑压运行与定压运行相结合的运行方式，其通过控制高压调节阀来调控负荷，这样可以压力保持在额定范围内；在低压符合去，可以控制压力在低压水平，进而实现定压运行；在中间负荷区域可以通过调节气门的方式通过锅炉气压调节符合。
二、经济性的计算方式及特点
计算汽轮机组热耗率的具体公式如下：
公式中的qt指的是热耗率，其使用的单位为ｋj／（ｋw·ｈ）；Ｆｔｈｒ为锅炉内部的蒸汽流量，单位为ｋｇ／ｈ；Ｈｔｈｒ代表蒸汽的焓 值，单位为ｋj／ｋｇ；Ｈｆｆｗ代表锅炉给水焓值，单位为ｋj／ｋｇ；Ｆｃｒｈ代表再热冷段的蒸汽流量，Ｈｃｒｈ和Ｈｈｒｈ分别表示再热冷段和热段的蒸汽焓 值；Ｆｒｈｓ表示再热减温水流量；Ｈｒｈｓ表示再热减温水焓值，ＷＣＧ代表经过两次减压后的机组功率，单位为kw。
135MW汽轮机组延长了汽轮机末级叶片的长度，可以增加蒸汽的流速，同时可以减少能量损失，在调节级位置的叶栅使用子午面收缩结构，这样可以有效减低静叶栅前端区域的负荷量，进而保证能量不会在叶栅位置流失。在静叶栅位置的叶片高度相对较低，通常为ｌ／ｂ≤０．45，这样可以有效提升调节级的工作效率，具体可提升1.6%的效率。
三、滑压运行的经济性对比试验分析
（一）对比试验
在对比试验中将待试验机组进行不同运行负荷情况加以采集，试验时让汽轮机组使用最优运行方式，选择135MW、120MW以及100MW的负荷工况进行运行，运行方式使用滑压运行，对不同负荷工况条件下的热耗率数值进行统计，得到的具体参数，如表1所示：
表1为135、120、100MW负荷工况滑压运行试验结果
（二）不同负荷工况下滑压运行经济性分析
根据表1中所显示的参数数值，可以得出：在１００ＭＷ与１２０ＭＷ的负荷工况条件下，其滑压工况1中的热耗率要小于滑压工况2的热耗率，主要原因在于滑压工况2中的蒸汽压力比滑压工况1的蒸汽压力更低，蒸汽压力较低的原因为滑压工况2中高调速阀的开启程度要高于滑压工况1的开启程度，尽管其蒸汽压力数值降低可以提升高压缸效率，并且也能减少供水时所需的电能，但是其主蒸汽指标过低，就会造成汽轮机组热循环效率的下降，进而增加热能的损失。在对比分析中可以看出，135MW、１２０ＭＷ以及１００ＭＷ负荷工况滑压运行的热耗率都相对较低，使用滑压运行可以提升高压缸的运行效率，减少供水设备的电力消耗，同时可以让锅炉的吸热量降低，进而让热量消耗显著减少，可有效的提升热循环效率。
（三）（三）滑压运行经济性差异的原因
汽轮机组在以滑压运行方式的运行条件下，技术人员还对汽轮机组的阀点进行了检测，在2阀点或3阀点开启的状态下，关闭其他阀，这样可以发现高速调节气阀的节流损失较小，此时滑压运行效率显著提升。选择开启135MW的2个高速调气阀，此时1阀点、2阀点全部打开，3阀、4阀关闭，在滑压工况条件下与定压工况进行了对比，对比中发现两个高速调气阀全部打开后，滑压运行的主蒸汽压力得到了降低，但是高速调气阀没有节流损失，显著提升了高压缸效率，起高压缸效率高于定压运行工况的9%左右，而与普通滑压运行相比，采用两阀全开的方式进行滑压运行，可以提升4.2%的高压缸效率。
两阀全开式滑压运行与135MW符合定压及滑压运行相比，可以有效降低运行时的热耗率，汽轮机组的阀点无法进行滑压运行时，调速气阀重叠度的实际运行数值要高于设计数值，在相关的流量升程关系参数表中也有所体现，从相关的关系曲线图中可以发现阀点开启与高压调节级流量的增长有直接关系。当汽轮机组不能调整阀点进行滑压运行，就会增大节流损失，让高压缸效率有所下降，这也是滑压运行的经济性低于定压运行的主要原因。
结束语：综上所述，135MW汽轮机组在使用滑压运行方式完成电能生产工作时，影响其经济性的主要原因就是汽轮机组阀点无法调整，通过改进汽轮机组的内部结构，减少能量流失，提高阀点控制能力，就可以让135MW汽轮机组在滑压工况下的经济性得到提升。
参考文献：
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[3]赵伟光，赵鸿凌，林钧延.135MW汽轮机组能耗诊断分析[J]. 东北电力技术,2008(5):86-87.
论文作者:何德安
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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