大唐西安热电厂 陕西省西安市 710302
摘要：随着经济的发展，以前的纯凝式机组已不适应当前的工作状况，所以要将其进行改造，这样能够为企业带来综合效益，而且这对环境非常有益，可节约能源。通过对供热机组进行分析，然后进行工况的计算，同时结合相关条件进行曲线的绘制，这样可计算出电负荷的最大、最小能力。通过调峰能力试验可进行验证，这为机组参与到电网调峰中具有非常积极的意义。
关键词：大容量纯凝式机组；供热；调峰能力
随着社会经济的发展，热负荷不断增长，这使得越来越多的大型纯凝汽式发电机组升级改为热电联产机组，这样不仅提升了供热质量，还能够节约能源、改善环境。另外，纯凝式发电机组的改造会产生一定的影响，这会使可调度有功电负荷区间受到影响。而且电力消耗量的增大也会制约到整个电网的调峰能力。可进行供热机组在满足条件下的电网调峰能力的分析，这样对电网安全稳定的运行有着重大的作用。
1、纯凝机组供热改造的主要类型
纯凝机组在改造方面可按供热抽汽口位置进行划分，这可分为热再抽、高排抽汽供热以及中排抽汽供热。热再抽供热抽汽克服了一些限制，这超越了锅炉受温度影响的条件以及抽汽量上的不足，这并不会使其安全、正常运行受到影响。但是抽汽量会受到叶片的干扰。高排抽汽供热从汽轮机的高压缸中排气。这样会使供热量和再热冷段抽汽受到影响，这与锅炉再热器的温度以及高压缸的末级叶片工作程度有着直接的联系[1]。对于中排抽汽供热，其在汽轮机内部链接有低压缸，通过连通管进行连接，一旦机组的负荷发生变化则其中排压力也会受到影响。在其低压缸进气前加有一控制阀，可在低压缸压力低时进行节流，从而使气压保持稳定。调节阀可进行控制，若抽汽量增大，蝶阀变小会提升中排温度，将中排温度进行控制能够使排气缸和转子末级叶片的安全得到有效控制[2]。除了抽汽口位置外，抽汽口的数量也得以改变，这可分成单抽汽与双抽汽式的供热机组。其中单抽汽的机组可分成高压与低压两个部分，这相当于将两台汽轮机进行组合，一台凝汽式汽轮机组与一台背压式汽轮机。锅炉中的蒸汽可保留在汽轮机的高压部分，然后这部分蒸汽会在这部分受到高压，然后膨胀，当其达到一定的程度之后会进行划分，这样能够分成两个部分，一部分会分给用户，保留的那部分会继续进行做功，其最终也会排入到凝汽器中。而双抽汽式汽轮机组在产生电能的同时可使用两个压力，这样可提供不同压力的抽汽给用户[3]。
2、供热改造机组运行特性变工况计算
进行机组的改造除了需要了解机组的构成之外，还需要对机组的运行特性进行了解、认识，这样才能够进行机组调峰能力的分析。当前具有一些机组运行特性的获取方法，即通过机组制造厂商获取或者通过进行试验获取机组运行特性。试验的进行首先需要构建模型，这一过程需要制造厂商提供相关的设计资料，然后结合其进行热力系统变工况的计算，这样可得到供热机组的相关参数，比如电功率、蒸汽流量与供热抽汽量之间的关系等等。这一过程涉及到了变工况的计算，这一计算较为复杂，而且这种计算较为特殊。汽轮机或者机组的进气流量发生变化会致使机组中的热力参数发生变化，这样会使汽轮机数据发生膨胀过程线的现象。按照汽口划分机组的方式进行热力近似计算，这样能够计算出热力系统的变工况。首先计算基准工况的热系统，这一计算过程有着众多的数据，像状态、蒸汽流量、汽轮机叶片以及同流部分的结构数据等等，这些数据可通过设备制造商的系统图或者参数中获取。对于改造机组要将初凝额定工况视为基准工况，接着进行抽汽压力的分区计算，这一计算要满足福留格尔公式，这可分为三个或者两个区段，然后每个区段通过该公式进行计算。和常规的热力系统变工况具有一定的差异，供热汽轮机特性对蒸汽量和供热抽汽量有一定的要求，这需要满足一定的比例然后计算机组的功率。而双抽机组的计算也具备一定的要求，这首先要进行高低压抽汽量的设定，一旦发生变化，热力系统参数就会产生变化。若要进行计算则要首先设定初值。设定好初值之后进行抽汽压力的分区计算，然后使用迭代法进行工况变动的确定，这些迭代值要保持在误差范围内，这样就能够得到各级抽汽压力的精确值，也能够得出不同抽汽量下不同汽轮机所对应的发电功率。通过设定不同的抽汽量同样可通过迭代法进行发电功率的计算。然后依照变工况的结果，降低主汽流量，这样能够降低机组的最低发电负荷。机组在实际的运行过程中，主汽流量变动范围会收到时多种安全边界条件的限制，但供热机组的调峰能力核定的边界包括满足锅炉最大连续蒸发量、汽轮机最大进汽量等等。一般中压排汽温度最高可达385摄氏度，在实际的运行过程中不可超过380摄氏度，一旦超过这一温度很有可能对机组产生影响。
结合变工况进行计算，若中排抽气量为100t/h，则主蒸汽流量不能低于880t/h。若低于次数值会使压缸排气温度超过安全限制值。变工况结果如表1、2所示。
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3、供热改造机组的调峰能力分析
机组实际供热量可和工况图进行对比，然后根据工况图进行机组电负荷调峰范围的改动。一旦增大供热抽汽量将会减小机组的调峰范围，这一范围的程度则直接反映着机组的调峰能力。接着对得到的数据进行分析，计算，以供热抽汽量为横坐标轴，以机组负荷为纵坐标轴进行曲线的绘制，这样就得到了机组抽汽量、调峰能力的关系。可见图1。
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图 1 机组低压供热量与调峰能力关系曲线
根据图可知，机组供热量为0，机组会处于纯凝工况，电负荷可调整范围会增大到最大值。机组对外供抽汽量的增加使机组调峰能力减弱。根据曲线图可知需要供热抽气量可得出相应的调峰能力范围。
4、结束语
纯凝机组的改动会对机组产生一定的影响，这致使机组的调峰能力受到影响，从而降低幅度和供热抽汽量。所以，机组供热调峰范围要结合实际的供热情况进行调整。通过对机组改造进行分析可使电网科学、合理安排供热机组运行方式，这对今后机组调峰能力的提升具有非常重要的意义。
参考文献
[1]唐江, 王学栋, 赵玉柱, et al. 凝汽机组高背压供热改造后的性能指标与调峰能力分析[J]. 发电技术, 2018, 39(05):71-77.
[2]赵玺灵, 付林, 王笑吟, et al. 分布式热泵调峰型燃气热电联产烟气余热回收供热系统建模及模拟分析[J]. 太阳能学报, 2018(10):2779-2787.
[3]冯树臣, 张金祥. 超临界纯凝机组灵活性调峰控制技术研究与应用[J]. 电力科技与环保, 2019, 35(01):44-46.
论文作者:苏琳博
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
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