的约占总发电量的1%-1.5%。汽轮机作为电厂的核心设备，其运行效率的高低直接影响着电厂的发电效率和实际效益。现以国家电投集团江西分宜发电厂为研究对象，对该电厂现有汽轮机出现的问题进行了分析，并有针对性地提出了优化措施，为提升该电厂的发电效率和运营效益提供了充足的保障。
关键词：汽轮机变负荷；运行状态；经济运行
中图分类号：TK269文献标识码：A
1、电厂汽轮机概述
600MW超临界，一中间再热，单轴，三缸四排蒸汽冷凝汽轮机由电厂汽轮机厂生产。高压缸和中压缸与缸结构组合，两个低压缸对称分开。单位类型为N600-16.67 / 518/538。这种类型的蒸汽轮机是由Hitachi Technologies生产的蒸汽轮机。该装置设计的阀门管理方法遵循日立提供的典型蒸汽分配方法。在低负荷下，四个高压调节门保持一定的开度，接近单阀模式，调节门的压力损失大。这样，蒸汽轮机整周进入蒸汽，加热均匀，热应力小，涡轮机受到大的热冲击和部分蒸汽进入时的运行不稳定，适合携带基本负荷。然而，由于调节门在部分负荷下的压降增加，高压气缸的效率将显着低于在典型的正向阀模式下运行的单元的效率，这影响了经济效率。在低负荷调峰操作期间装置。
2、不同运行方式对经济性的影响
不同的运行方式将使冷凝器的辅助设备处于不同的工作状态，这将导致汽轮机在不同运行方式下的理想循环热效率不同，从而影响其经济性。具有滑动压力和恒定压力的装置的初始温度和初始压力是相同的。加热后的蒸汽温度等于设计值，每台机器的再加热压力损失基本相等，则中压缸的入口压力相同。低压缸的热线在不同的运行模式下是相同的，只需要比较高压缸的热经济性。两种主要运行模式在可变负载下具有不同的主蒸汽温度，这会影响中压缸和低压缸的效率。滑动压力操作单元的蒸汽温度是恒定的，并且每个负载下的新蒸汽的体积流量基本不变，这与焓降和内部效率相同。具有节流和蒸汽分配以及恒压操作的装置在部分负荷下失去大量节流，其具体差异与诸如调节级的设计和喷嘴组的数量等因素有关。随着蒸汽参数的增加，单元中进料泵的功耗与主机功率的比例也增加。当直流炉的新蒸汽压力为250ata时，进料泵的功耗增加到4％。进料泵的滑动压力操作降低了部分负荷下的功率消耗，并且负荷由于设计值而降低。如果负荷下降很多，则采用滑动压力操作模式。在超临界压力下初始压力降低到一定负荷，并且滑动压力操作模式是经济的。初始压力低的装置和滑动压力操作模式的设计不太经济。具有节流和蒸汽分配以及恒压操作模式的装置的热经济性低。对于负载低于50％的恒压操作锅炉，难以保持新的温度。当负荷减少10％时，新蒸汽的温度下降10℃，并且在较低负荷范围内新蒸汽的温度可以保持较低。
3、发电厂汽轮机的经济运行优化策略
3.1、针对配汽问题的优化措施
为应对发电厂火电机组汽轮机因所受负荷突然发生变化，而导致能量损失过大的问题，笔者根据多年实际工作经验，提出以下优化调节配汽方式的改善措施：把过去的复合型配汽方式（即汽轮机启动过程中，其配汽方式为由低负载时的单阀门调节逐渐转变为高负载时的顺序阀调节），改成更先进的三阀式配汽方式（即汽轮机启动过程中，其配汽方式为单阀门调节转为顺序阀调节，再转为单阀门调节）。配汽方式更改后，能够在配汽过程中更好地优化负荷的作用，进而使汽轮机在低负荷运行过程中，其能量损失更低，汽轮机的工作效率更高，但在调节期间必须准确校核调节级的大小。
3.2、调节汽阀漏汽情况分类
根据调节蒸汽阀的蒸汽泄漏的位置和原因，可分为以下三种情况：第一，调节阀盘和蒸汽阀的阀座不要紧密连接，使蒸汽泄漏到装置中；第二，阀座和蒸汽柜的接合面不紧。例如，存在气泡或组装间隙，蒸汽将绕过阀盘并进入蒸汽轮机的内部；第三，调整蒸汽阀盘的草皮侵蚀或过大的径向间隙。如果蒸汽阀略微移动，将导致蒸汽流量急剧变化，由于节流阀对蒸汽阀的初始打开具有很大影响，因此蒸汽阀的阀体最可能在初始开口附近被腐蚀。
3.3、高压缸调节门管理曲线优化
该装置通过文献中描述的方法针对高压缸调节门管理曲线进行了优化。首先，分别测量每个高压缸调节阀的流量特性，确定每个调节门的开度与流量之间的关系;然后，将单元轴振动和单元温度结合起来，确定调节门的开启顺序;最后，根据测得的流量特性曲线和确定的调节门开启顺序设计了高压缸调节门的管理曲线。高压气缸调节门管理数据的原始设计，高压气缸调节门管理曲线如图1所示。从图1中可以看出，当机组的指令从22％到80％时总阀位，四个高压缸调节门几乎同时打开，均保持一定的开度。因此，在低负荷时，四个调节门处于节流状态，这将不可避免地增加节流损失并降低高压缸的效率，这会影响该单元的调峰操作的经济效率。从节能的角度出发，首先打开两个高压缸调节门，然后打开另外两个高压缸调节门，减少节流损失，提高高压缸的效率，减少热量单位消费率。
通过改变门打开的顺序可以改变轴的振动和瓷砖的温度，但是轴的振动和瓷砖的温度是矛盾的。增加轴承衬套的力可以减小振动，但是增加瓷砖的温度。该单元与文献中描述的单元类型相同。但是，由于轴承衬套的力不同，1号和2号轴承的温度很高。如果根据文献进行优化，则轴承温度将进一步升高。影响装置的安全运行。为了防止1号和2号轴承的温度在优化后增加，经过不同组合的计算和试验，确定采用1 / 4-2-3的开启顺序，即是，1号和4号的高压缸调节门同时打开，然后打开2和3个高压缸调节门。考虑到中压缸启动方式的需要，在阀门总位置指令超过20％后，打开下一个高压缸调节门;为了使高压缸在启动过程中进入蒸汽，首先同时调节四个高压缸，开到19％，然后逐渐关闭2和3调整门到10％。该方法考虑了调节门打开顺序和调节流量上的门喷嘴数量的效果，可以看出，每个单元由于个体差异而具有其自身的特性，并且高压缸调节门的打开顺序必须根据单元的实际操作来确定。
图1 原设计高压调节门管理曲线
图2 高压缸进汽示意图
结束语
本文分析了复合滑模运行方式的优越性，并比较了不同变负荷运行方式对机组热经济性和安全性的影响。 汽轮机组在高负荷时采用恒压运行效率; 部分负荷下的滑压运行，温度变化和高压缸排汽温度变化小，与恒压运行相比，热经济性得到改善，可有效降低汽轮机热应力，以提高设备的操作安全性。
参考文献：
[1]张希富.火电厂大型汽轮机变负荷运行能耗分析与优化[D].长沙理工大学,2014.
论文作者:张艳群
论文发表刊物:《中国电业》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/11
标签：蒸汽论文; 高压论文; 负荷论文; 汽轮机论文; 温度论文; 压力论文; 方式论文; 《中国电业》2019年第16期论文;