（内蒙古大板发电有限责任公司 内蒙古赤峰 025150）
摘 要：汽包炉是火力发电厂中最为重要的设备之一，汽包炉运行中一直存在不少问题，面临着许多需要优化的地方。本文就600MW亚临界汽包炉运行的优化进行深入的研究，包括制粉系统和锅炉本体系统的运行优化，所得经济效益和社会效益明显，给同类汽包炉运行优化调整提供了参考。
关键词：汽轮机；低负荷调峰；运行设备；分析
由于机组负荷率的大小对其运行经济性指标有较大的影响，与电厂的节能降耗指标直接相关。因此，分析机组在不同负荷下的运行经济性的变化，优化机组的部分负荷运行曲线、选择机组最佳的定——滑压变负荷运行方式对提高机组运行的经济性指标有着十分积极和重要的作用。
一、汽轮机的负荷调节方式
汽轮机的负荷调节的方式有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节四种。
喷嘴调节和节流调节是定压运行机组采用的负荷调节方式，在外负荷变化时，通过改变调节阀的开度，使进汽量变化，改变机组的功率，与外负荷的变化相适应。
汽轮机采用节流调节，在部分负荷下，所有的调节阀均关小，进汽节流损失较大，在相同的部分负荷下，其内效率相应较低，因此这种调节方式仅适应于带基本负荷的汽轮机。另外，采用节流调节的汽轮机没有调节级，在工况变化时，高、中压级的温度变化较小，故启动升速和低负荷时对零件加热均匀。
9 e6 V" j% d3 Q# N5 u W采用滑压调节的汽轮机，在外负荷变化时，调节阀保持全开，通过改变进汽压力，使进汽量和蒸汽的理想焓降变化，改变机组的功率，与外负荷的变化相适应。在相同的部分负荷下，由于所有的调节阀均全开，节流损失最小。但在部分负荷下，由于进汽压力降低，循环效率随之降低。另外，由于锅炉调节迟缓，在部分负荷下，若所有的调节阀均全开，当负荷增加时，调节阀不能参与动态调节，机组的负荷适应性较差。只有单元机组，或可切换为单元制连接的机组，其汽轮机才能采用复合调节方式。
: U! }6 x; N" S. Q; `2 y+ ?$ ]4 E复合调节方式是上述调节方式的组合。它有两种组合方式：其一是高负荷区采用额定参数定压运行喷嘴调节；中间负荷段采用滑压运行；低负荷区，采用低参数定压运行节流调节，即“定－滑－定”的调节方式。其二是低负荷区，采用低参数定压运行节流调节，其他负荷区采用滑压运行，即“滑－定”的调节方式。由于复合调节方式包含滑压调节方式，也只有单元机组，或可切换为单元制连接的机组，其汽轮机才能采用。在高负荷区采用额定参数定压运行喷嘴调节，节流损失不大，循环效率没有降低，其经济性优于滑压运行方式。
二、机组调峰运行方式及其特点
通常机组的调峰运行方式晚上机组低负荷，280MW或者为超低负荷在200mw左右，因为超低负荷燃烧不稳定，需要投由来稳燃，低负荷运行方式又可以大致分为定压与滑压（变压）运行方式二种。定压运行时靠改变调节汽门开度来控制蒸汽流量而改变其输出功率。变压运行又称为滑压运行，是在调节阀几乎全开的情况下，使调节阀前的主蒸汽压力随负荷的大小而升降。纯变压运行时，改变机组出力是用改变汽轮机进汽压力来完成的，即汽轮机调节阀门均保持全开或接近全开的位置上，很少节流。
汽轮机的变压运行，锅炉的运行方式也变为变压运行方式，将导致整个系统压力的降低，给水泵的出口压力变为变动的运行方式，这种运行方式下，给水泵电功率损失减少；
与定压运行方式相比，低负荷下机组的滑压运行方式具有效率高、节流损失小、对汽轮机负荷变化速度限制小、转子及汽缸等重要部件的寿命损耗小等特点。机组滑压变负荷运行时，通常汽轮机进汽调节阀维持全开或相应阀点位置，通过改变锅炉出口蒸汽参数来适应外界负荷的变化。从热经济角度来说，机组低负荷下滑压运行可以降低调节阀门节流损失、提高高压缸效率、减少给水泵动力消耗，但新蒸汽压力的降低，也会降低机组循环热效率，因此只有当循环热效率的降低小于高压缸内效率的提高、给水泵动力消耗的减少时，采用滑压调节方式才能提高级组热经济性。
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滑压运行机组的结构和运行特点：使汽机结构简化，汽缸受热均匀，并可使高压内外缸尺寸减小，由于高温部件温度变化小、可以降低汽机高压转子、锅炉过热器和管道的寿命损耗，提高运行可靠性。由于高温部件变负荷时热应力小，所以有较好的运行灵活性。机组采用滑压方式变负荷运行时，汽机调节级温度、高压缸排汽温度等汽机级段温度的变化都要较定压方式运行时小许多，因此，机组负荷变动时，汽缸各级温度的变化减小，汽缸和转子的热应力、热变形以及动静部分差胀的变化也小，有益于提高机组设备的使用寿命。
限制变负荷速率的因素是锅炉设备，在变负荷时为避免对材料造成过大的热应力使得机组变负荷速率受到限制。
三、机组参与调峰运行时需要考虑的因素
通常对中间负荷运行机组的二个基本要求是：一是可以带较高的额定负荷、且有较高的运行经济性；二是机组可以在较大的负荷变化范围内运行、且具有较快的负荷变化速率。
对机组参与变负荷调峰运行的性能要求通常有：良好负荷适应性：燃煤机组（燃用设计煤种时）的最低连续稳定运行负荷（在不投油助燃）应≤40％额定负荷。锅炉的最低稳定运行负荷决定于锅炉的燃烧稳定性，但其影响因素也比较多。机组调峰的允许负荷变动率，主要受汽轮机转子疲劳寿命损耗的限制，应尽量从汽轮机的运行和结构上考虑有效的措施，减少汽轮机转子在起动和变负荷过程中的寿命损耗，提高机组的负荷变动率。良好的运行经济性：对不同的部分负荷下的运行经济性进行比较分析，选择最佳方式。为此，我们一般需要首先考虑下述二个方面的因素：
（1）安全性方面
机组启停频率及速率对机组可靠性和寿命损耗的影响分析与计算
机组主辅机设备完好状况及其启停工况变化性能（如机组振动、胀差、汽缸温差等变化；主要辅机投用率等；是否需要消缺或改造等）
回热系统适应性考虑（如汽机本体及管道疏水、阀门严密性等；防止汽轮机进冷汽/水措施）
其他（如相关设备或系统的可靠性分析及其对频繁启停的适应性等；运行中的操作方式；汽机旁路系统的配置；机组温态、热态/极热态启动性能与试验等；）
（2）经济性方面
机组启、停机一次的所需时间及其能耗水平（如水、蒸汽、燃油/煤、厂用电的消耗量等）机组采用滑压运行方式可以减少汽机高温部件的寿命损耗，但对锅炉来说，在同一工况下，锅炉各部不仅在启停时发生温度变化，而且在变负荷时因变压运行蒸汽饱和温度也发生变化，使锅炉炉膛水冷壁受到热疲劳和交变应力的影响，运行条件要比定压运行时苛刻些，所以在实际运行中需要加强监视。
在充分考虑了上述因素的基础上，然后我们可以进行机组启停机和低负荷下运行经济性的计算分析和比较，并从中选取机组在低负荷运行条件下的合理、经济的运行方式，达到提高电厂整体运行经济性水平的目的。
四、机组变负荷运行及其经济性分析
分析具有再热的机组汽轮机内效率，蒸汽在低压缸中的工作过程对定压和滑压方式都是一样的，因此，定压或滑压的运行方式只会对高压缸的效率产生影响。试验表明，由于在滑压运行中，高压缸前后的蒸汽压比值实际上是与流量无关。因此，在负荷变动工况下汽机高压缸的焓降和内效率变化不大，对于采用定-滑-定复合滑压运行方式的
机组来说，其高压缸效率在较大的负荷变化范围内基本变化不大、维持在较高的水平。
对于机组循环效率的分析表明，采用定压运行方式的机组，在低负荷下其循环效率会随蒸汽流量的降低而降低；但对于滑压运行方式来说，其循环效率也会随着机组负荷的降低而降低，不过由于这时候有可能保持汽轮机前的进汽温度不变，所以其变化趋势比较平缓些。主蒸汽压力越高，则收益也会越大些。过去曾有报告设想机组在低负荷下滑压运行工况时，可以提高汽轮机前的进汽温度来达到提高机组循环效率的目的。由于此时机组是处于较低的进汽压力下工作，所以进汽初温的提高需要考虑到锅炉过热器的设计安全特性；同时还应注意到蒸汽初温的改变也将会影响到汽机高温部件温度状态的改变和相应应力水平的改变；另外考虑到机组部件在设计时的选材特性也不可能允许有较大的温度提高，所以目前通常是采用维持汽轮机前进汽温度不变的低负荷滑压运行方式。
五、结束语
这篇文章结合实际，主要研究分析了600mw亚临界汽包炉火电厂低负荷调峰对运行设备危害。笔者希望能够给予读者一些借鉴。
论文作者:郑天龙
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
标签：负荷论文; 机组论文; 汽轮机论文; 方式论文; 汽机论文; 蒸汽论文; 锅炉论文; 《电力设备》2016年第7期论文;