摘要：当汽轮机在偏离设计工况长期运行低负荷时，其热经济性及安全性会降低。系统设计、设备状况、运行方式等因素均能影响变负荷运行下的机组热经济性及安全性，其中运行方式是影响机组热经济性及安全性的重要因素，也是可以进行人为优化的因素。通常，汽轮机在低负荷下的运行方式包括定压运行和滑压运行两种方式。本文首先对变负荷下两种运行方式进行具体分析，随后分析了影响汽轮机运行经济性的关键因素，以及调节方式的差异对经济性的影响，为机组更好地运行提供借鉴。
关键词：汽轮机；负荷运行；经济运行；方式
引言
汽轮机的使用比较广泛，节约汽轮机运行使用的燃料和水，能够有效提高其经济性，增加汽轮机使用单位的经济效益，实现可持续发展战略。在汽轮机的实际运行中，主要应从强化机组凝汽器真空性能、运行中保持额定负荷、确保机组回热系统正常工作、强化生产管理等几个方面入手，综合改善汽轮机的运行经济效益，确保汽轮机的安全运行。
1 汽轮机不同运行方式的介绍
对于汽轮机而言，当处于低负荷的状态之下时，它主要具有两种运行方式，具体而言分别是定压运行、滑压运行范式。第一，定压运行方式。实践中，汽轮发动机组正常运行过程中，主蒸汽压力并不会随着负荷的变化而发生相应的变化，而是保持额定的压力，那么我们将这种汽轮机的运行方式称作为定压运行。就一般情况而言，这种运行方式的汽轮机组主要采用节流配汽、喷嘴配汽两种方式比较多。就节流配汽来讲，其所调节的主要是基于对调速汽门的节流，并降低主蒸汽压力，直至降低至所需负荷为止；喷嘴配汽则与之有所区别，其调节过程中需要4至8个调速汽们来进行，具体方法是对进气度进行一定程度的改变。定压运行节流配汽运行方式主要存在着如下几个方面的特点：第一，在负荷范围内，保持主蒸汽压力值不受影响；第二，部分负荷过程中，调速气门节流较大，以至于汽轮机组所受到的相应损耗也会随之变大；第三，采用定压节流配汽方式的机组，它在结构上并没有对调节级进行使用，因此它的设计与制造都要相对简单；第四，当流量发生一定程度上的变化之时，各级温度并没有出现较为明显的变化，由此可见，这种运行方式对于负荷变化有着较好的适应性。对于喷嘴配汽运行方式而言，它与节流配汽运行方式既存在着相似之处，又表现出了一定程度的差异性，其特点主要表现在以下四个方面：特点一：在所有负荷范围内，保持主蒸汽压力定值；特点二：在该种运行方式运行过程中，节流仅单个阀门开时方可实现，所以节流损失一般比较小；特点三：采用定压喷嘴配汽运行方式的机组而言，它在结构上并没有对调节级进行使用，因此它的设计与制造都要相对简单；特点四：在采用这种运行方式之时，同样的蒸汽流量变化重引调节级后蒸汽湿度变化量，一般比其它运行方式条件下的温度变化要大一些，这对机组的损耗会相对较大。第二，滑压运行方式。对于滑压运行方式而言，它又可以细分为三种，分别为全滑压运行方式、节流滑压运行方式、负荷滑压运行方式。对于全滑压运行方式而言，即当汽轮机滑压运行状态下，调节汽门使其全开，再对负荷的大小进行一定程度上的参考，并由此来对进入锅炉的给水量、燃料量和空气进入量进行适当的调控，以此来促使锅炉出口汽压、流量等，随负荷升降而发生变化。在此过程中，出口汽温一直保持不变，因此汽轮机进汽温度保持固定值。就进汽压力、流量来讲，其总是随着负荷的不断升降而发生一定程度上的增加或者减少，这样一来，便可以运用这一原理对汽轮机的功率进行一定程度上的调节。对于节流滑压运行汽轮机来说，其无需调节级，其中第一级即为全周进汽模式，节流调节汽门关小大约5%～15%的范围之内，然后再进行滑压运行。如果负荷急剧升高，则需对节流调节汽门加大处理；而如果负荷突然出现急速下降现象，则应当及时将调节汽门关小。锅炉燃烧状况更进后，回复调节汽门开度，这样一来，就能够对锅炉的热惯性进行控制，避免对负荷急剧变化的影响。从节流滑压运行方式应用效果来看，也存在着较为明显的缺点和不足，比如节流调节阀门中存在着节流损失问题。实践中，采用复合滑压这种运行方式，汽轮机采用的是喷嘴配汽模式，在高负荷区域范围内进行定压运行。在这种运行方式之下，调节负荷主要是通过启闭汽门来进行调节的。在相对较低的负荷区域之内，仅仅全关最后一个或者两个调节汽门，当负荷发生较为急剧的变化时，便可以及时对调节汽门进行开启或者关闭操作，从而达到应急调节的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 影响汽轮机运行经济性的关键因素
2.1 汽轮机真空系统运行状态的影响
汽轮机要达到最佳的运行状态，需要真空系统正常运行，并且在满足额定进汽量的情况下，才能保证汽轮机进入最佳的运行状态。若是真空度降低，其中的蒸汽含量会逐渐减少，导致汽轮机的运行质量下降，若想使汽轮机恢复正常工作状态，则需要增加真空系统内的进汽量，这会增加汽轮机的蒸汽量损耗，导致汽轮机的经济效益下降。
2.2 负荷的影响
汽轮机只有在保持额定负荷的情况下，确保运行相关参数在合理范围内，才能有效保证其在最佳经济状态下运行。但是，汽轮机在运行过程中，若是偏离额定负荷或是超出运行参数范围，运行状况就会发生严重变化，导致汽轮机运行损耗加大，降低汽轮机运行的经济效益。
2.3 汽轮机回热系统的影响
影响回热系统正常运行的因素较多，若是出现支路泄露、停运或无水运行等情况，会导致回热系统运行异常，使上一级的部分蒸汽流入下一级，增加冷源方面的损失，此时，需要加大对热量的吸收，增加回热系统的运行成本，降低了汽轮机运行的经济性。
2.4 汽轮机运行管理制度存在不足
对汽轮机没有实施有效的管理方式，使其运行或维护、保养等方面出现不足，影响汽轮机的使用寿命和性能，增加汽轮机的维修工作，导致汽轮机出现严重故障。因此，在实际工作中，应强化汽轮机的管理工作，提高其使用性能和寿命。
3 调节方式的差异对经济性的影响
汽轮机在变负荷运行时，会随着运行方式的不同，机组各级的压力、温度和效率也会有不同程度的区别，导致给水泵或凝汽器等设备的工况发生一定的变化，相应的，汽轮机运行的经济性也会随之受到影响。不同的运行方式对机组内的效率、循环热效率和给水泵都会造成一定的影响。滑压运行方式机组的主蒸汽温度是一个定值，虽然汽轮机组受到压力和流量的影响，随着负荷的减小而减小，但是最终的新汽容积量始终维持在一个定值内，所以新汽的容积量不会发生改变，而各级喷嘴和动叶出口的流速也不会发生变化，最终导致内效率发生改变，喷嘴配汽定压运行方式在部分负荷运行状态下的调节级数比偏离设计的最佳值，对效率产生一定的影响。一般条件下，在部分负荷运行条件下的滑压运行机组的锅炉，平均吸热温度会随着吸热压力的下降而下降，冷源平均放热的温度可以在一定程度上保持不变，这样会使理想状态下的循环效率低于定压运行机组的理想循环效率，这种差距是由多种因素共同作用的，包括设计时的初压、再热压力和主蒸汽温度等。大功率的机组在运行时，给水泵的耗功占主机功率的比重会随着蒸汽参数的增加而增加，蒸汽参数越高，给水泵占主机功率的比重就会越大。在滑压运行时，给水泵在部分负荷下的耗功会减小。超过初压临界值的机组，当设计的负荷值减小时，滑压运行方式要比定压运行经济，并且负荷下降得越多，滑压运行方式越经济。低于初压临界值的机组，只有在负荷下降到一定值时，采用滑压运行方式才经济，运行负荷越低，滑压运行方式下的机组越能接受到给水泵耗功减少的补偿，所以先定压后滑压运行的方式最经济。
结束语
该文主要针对汽轮机变负荷运行时经济运行方式进行研究与分析，首先分别介绍阐述了定压运行方式与滑压运行方式，比较了两者之间的相似之处与存在的差异之处，然后在这一基础之上从不同运行方式对机组相对内效率的影响、不同运行方式对循环热效率的影响以及不同运行方式对给水泵耗功的影响三个方面具体分析了不同调节方式对经济性的影响。
参考文献：
[1]赵京吉.汽轮机变负荷运行时经济运行方式的研究[J].科技创新导报.2015（14）
[2]王佐，韩臻，梁天生，张玲华.空负荷运行时汽轮机调节系统的缺陷分析和处理[J].机械管理开发.2018（05）
[3]罗晓明.300MW汽轮机变负荷运行热经济性及安全性研究[J].汽轮机技术.2017（05）
论文作者:刘艳军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：汽轮机论文; 方式论文; 负荷论文; 机组论文; 蒸汽论文; 经济论文; 汽轮论文; 《电力设备》2018年第24期论文;