（国网新疆电力公司电力科学研究院 新疆乌鲁木齐 830011）
摘要：从当前国内火力发电机组电力生产运行的实际情况来看，其存在电源结构不合理，电网调峰能力不足等问题。所以本文基于科学合理依据，从供热期间与非供热期间两方面来探析当前电网供热机组深度调峰下汽轮机的主要系统特性。
关键词：火力发电机组；汽轮机；深度调峰；供热；非供热；系统特性
国内火力发电机组要做到对调峰试验过程的深度把握，掌握机组热力性能，分别通过汽轮机侧的供热机组在供热期间与非供热期间来进行热力性能测试和热力计算，进而达到机组深度调峰效果，提高火力发电机组的深度调峰功能，满足电网接纳更多风电，提高企业经济效益。
一、火力发电机组深度调峰的主要运行方法简析
第一，它具有机组炉膛灭火事故预想功能，且拥有较好的火检与助燃系统，不但具有防护作用，同时也能保证燃料快速投入。
第二，在低负荷运行状态下，如果所燃烧煤种没有保障，可根据炉膛负压波动状况来进行提前助燃。同时要做到科学配煤，特别是在低负荷状态下要配置那些挥发能力较高的煤种，例如褐煤等等。
第三，在深度调峰过程中要确定一次风速，也要确保低负荷状态下煤粉的浓度，目前像直吹式制粉系统比较常用，它能够兼顾对煤粉浓度的控制与一次风速的精确出力。
第四，在分层投运燃烧器中，它能够集中供应二次风，避免出现分散状况，对运行氧量也有一定优化作用。
第五，如果机组给煤量、风量、负压等等调节幅度过大，可采用手动控制方法重新调节控制。
第六，要保证磨煤机与燃烧器在投运方面尽可能保持均匀对称。做到对炉膛负压的低水平维持。
第七，在冬季应该防治空气预热器在低温状态下被腐蚀，或者出现暖风器的泄漏与堵塞现象。
第八，要不断强化超临界机组锅炉中对各个阶段壁温的有效监控，包括对机组锅炉汽包上下水位及温差的监视。
第九，要实现对低负荷机组运行方式的优化，同时降低机组煤耗。
第十，要严格控制水处理过程，特别是围绕凝结水系统与低压给水系统的空气漏入问题。可以采用深度火电调峰技术，首先设立预期目标，然后在汽轮机供热机组的供热期与非供热期进行分别调节。例如在在东北地区的非供热期，就可以将电网调峰增加11%以上，并适当调整7%~10%的机组平均最小负荷，完成上述操作就能大幅度提升火电发电机组支持下整个电网的调峰能力[1]。
二、火力发电供热机组深度调峰下汽轮机的系统特性研究
（一）火力发电供热机组非供热期深度调峰下的汽轮机系统特性
如果供热机组处于非供热阶段，要按照上述深度调峰技术要点来展开调峰试验，并进一步进行研究。在试验过程中要做好安全监视与相应防范措施，保证在热力试验过程不出现任何泄漏点问题。一般来说，火力发电供热机组会在50%~75%负荷的额定压力条件下定压运行或滑压运行，并对其在不同负荷下的运行状况进行观察分析，看供热机组分别在定压运行状态下与滑压运行状态下的系统特性，以下给出火力发电供热机组非供热期间深度调峰在5个试验工况下的汽轮机系统负荷运行参数，如表1。
表1火力发电供热机组非供热期间深度调峰在5个试验工况下的
汽轮机系统负荷运行参数
（二）火力发电供热机组供热期深度调峰下的汽轮机系统特性
火力发电供热机组在供热期深度条凤霞的汽轮机应该根据抽气工况的不同来选取不同数量的的参数工况点，然后再加以理论计算与现场验证，论证在供热期深度调峰下汽轮机的发电机端功率与抽气流量等系统特性，然后再进行公式拟合。这里以300MW火力发电供热机组为例，首先来创建它的热定电数学模型。
1热定电数学模型的创建
在火力发电供热机组的采暖热负荷状态下来创建热定电数学模型，保证在最小负荷的数学模型中，明确功率N（MW）与采暖流量Fd（t/h）之间的关系，如下：
当0＜Fd＜260时，N=150
当260≤Fd≤520时，则可以围绕功率N建立最大负荷数学模型（THA），得出以下计算式：
N=（0.0302xFd2-186.088xFd+302779.39）/1000
最后得出：0＜Fd≤500
基于上述数学模型来计算出在不同工业负荷状态下300MW火力发电供热机组的采暖符合机组最大与最小负荷，再通过计算、包括与实际机组运行状况对比来证实所创设数学模型的准确性。以下给出300MW火力发电供热机组深度调峰下24h以内的汽轮机实际功率与计算功率对比曲线，如图2。
图2 300MW火力发电供热机组深度调峰下24h内的汽轮机实际功率与计算功率对比曲线
总结来说，火力发电机组在深度调峰试验过程中要从供热期与非供热期来判断汽轮的实际系统特性，最终得出机组能耗试验结果，同时发现在最佳负荷运行曲线下的机组问题，创建热定电模型，求得每一时刻中机组的最大与最小发电负荷，为进一步的季节深度调峰提供精确数据参考。客观讲，这一方法对研究汽轮机系统特性具有普适性，值得被广泛推广[2]。
三、火力发电机组深度调峰与常规调峰的对比分析
传统火力发电机组采用常规调峰，客观讲它不能发挥汽轮机应有系统特性，而采用深度调峰则能够在汽轮机系统性能发挥乃至火力发电机组的生产经济效益提升方面起到促进作用，如表1。
表1 300MW机组深度调峰汽轮机系统性能前后对比
根据上表1所述，在300MW火力发电机组深度调峰前后，其汽轮机系统性能发生巨大变化，经济性影响也较大，特别是发电收益与燃料成本的变化幅度较大。最后可以总结出其收益总计大约等于每小时发电收益与每小时燃烧成本之差。在机组调峰运行过程中，机组自身的负荷会不断降低，而供电煤耗则会有明显增加，经济性有所下降。从数据中也可以看出，300MW火力发电机组每小时可能会损失6000元左右，这造成了实际经济损失比收益更多的现象。所以为了解决问题，满足火力发电厂电网调峰现实要求，可以在基于政策方面给予一定补偿，在机组深度调峰后提升每千瓦时内供电煤耗，同时有效控制机组燃料销量的下降，以满足电网调峰现实需求。这样做也非常有利于火电厂接纳更多可再生能源，最后达成节能减排目标[3]。
总结：
本文简要探析了火力发电机组在深度调峰下汽轮机的系统特性，分别从供热机组的供热期与非供热期进行深入探讨，并简要解读了深度调峰前后所带来的经济性对比。总体来看，深度调峰会提升火电厂的节能减排效率，优化汽轮机系统特性，但对火电厂生产经济性会产生一定影响，就这一点来讲，火电厂在未来的深度调峰研究实践过程中还有待进一步深入。
参考文献：
[1]解春林.火力发电机组深度调峰下汽轮机系统特性研究[D].华北电力大学(保定),2013.30-39.
[2]邢振中,冷杰,张永兴等.火力发电机组深度调峰研究[J].东北电力技术,2014,35(4):18-23.
[3]邢振中.火力发电机组深度调峰技术研究[D].华北电力大学(北京),2013.44-52.
作者简介：
徐强（1985.02-），男，新疆乌鲁木齐，华北电力大学自动化学士，职位：技术监督室主任 单位:国网新疆电力公司电力科学研究院。
论文作者:徐强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/8
标签：机组论文; 火力发电论文; 汽轮机论文; 深度论文; 负荷论文; 系统论文; 特性论文; 《电力设备》2017年第23期论文;