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摘要：截至至今，我国电力市场开始获得全面新生机遇，涉及火力发电机组运行安全、经济、生态环保控制要求，也朝着更为严格的方向过渡扭转。在此类背景控制范畴之下，涉及高运转效率、高参数、大容量范畴的机组，开始全面扩散到既有电力建设空间之中，如今已经逐渐转化成为火力发电的主力机组架构。
关键词：节能环保；大型火电厂；热机设备；选型
一、汽轮机主设备选型优化
1、机型比选
大型汽轮机按高压缸结构分主要有中分面型和圆筒型2种机型。中分面结构为传统机型，随着压力、温度等参数的不断提高，中分面变形漏汽的问题越来越突出。圆筒结构的高压缸将蒸汽内压力分散到整个圆周，较好地解决了高压缸变型的问题，可以适应更高的压力和温度，目前这种结构形式已逐渐占据主导地位。
根据通流部分焓降分配方式的不同，也可将汽轮机分为反动式和冲动式2种机型，理论上这2种方式各有优势。一般来说，反动式机组由于每级焓降相对较小，所以级数较多，每一级的气动效率要稍高，同时由于级间的压差较小，汽封损失也相对较小。因此，反动式机组理论上效率要稍高一些，其主要缺点是由于级数较多而导致制造加工成本偏高，但相对于更高的热力效率收益来说，较高的制造成本是可以接受的。
2、调节方式比选
目前主流大型汽轮机主要有喷嘴调节和节流调节2种调节方式。喷嘴调节采用大焓降但效率较低的调节级，部分进汽，通过改变喷嘴开启的个数和开度调节蒸汽流量；节流调节不设调节级，通过改变进汽调节阀的开度调节蒸汽流量。喷嘴调节方式本效率较高，但由于调节级效率低而导致高压缸缸效偏低；节流调节方式本身效率较低，运行中需要在保证调节速度和降低阀门节流损失之间找到合理的平衡点，但由于不设调节级，因此高压缸可以保持较高的效率。另外，节流调节方式由于高压第一级静叶片焓降较小，因此第一级动叶片进汽温度较高，需要考虑专门的冷却保护措施。综合看来，2种调节方式各有利弊，如果机组在电网中以带基本负荷为主，则节流调节方式效率较高;如果电网对负荷变化响应速率要求较高，则喷嘴调节方式适应性较好。
3、中低压缸分缸参数确定
不少大型机组存在低压缸五、六段抽汽温度偏高的问题。由于低压内缸中分面螺栓限于结构原因很难设计成热紧式，运行时有可能由于紧力不够而在进汽室处造成中分面张口，使得漏汽进入抽汽口而导致抽汽温度升高。低压缸进汽压力、温度越高，这一趋势越明显。因此，选择较低的中压缸分缸参数，有利于解决低压缸抽汽温度偏高的问题。另外，降低低压缸进汽温度，也提高了低压转子长期安全运行的可靠；同时，将更多的焓降分配在效率较高的中压缸上，从整体上对提高汽机的内效率有所帮助。
4、汽轮机铭牌出力优化
关于汽轮机考核工况，我国过去一般沿用DL/T892—2004标准，分为汽轮机性能考核(turbineheatacceptance，THA)工况、汽轮机额定铭牌出力(turbineratedload，TRL)工况、汽轮机最大连续出力(turbinemaximumcontinuerate，TMCR)工况和阀门全开(valvewideopen，VWO)工况。其中THA工况对应额定铭牌出力、额定背压以及0%补水率;TRL工况对应额定铭牌出力、11.8kPa背压及3%补水率;TMCR工况对应TRL工况蒸汽流量、额定背压及0%补水率;VWO工况其蒸汽流量与锅炉最大连续蒸发量(boilermaximumcontinuerate，BMCR)工况相对应，一般比TRL工况和TMCR工况蒸汽流量有5%的余量。这种铭牌出力规定体系和IEC标准相去甚远，也不够合理，大多数情况下夏季11.8kPa背压即使对自然通风冷却塔机组也是偏高的，对于开式循环机组，夏季背压一般低于10kPa，自然条件较好能够在水域深处获取循环冷却水的机组背压则更低。一般超临界机组，补水率都小于1%，补水率如果过大，需要通过检修手段解决，而不是通过增加余量来解决，TRL工况规定的3%补水率明显过大了。另外VWO工况5%蒸汽流量余量也偏大，一般情况下考虑老化和制造质量偏差留3%余量就可以了。显然，老的标准过于保守，机组出力余量过大，发电能力被白白浪费了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆新标准GB/T5578—2007已经颁布，这个标准虽然较IEC还是保守，但已经比DL/T92—2004进步了很多。该标准规定根据机组的实际情况确定夏季背压和补水率，VWO工况的蒸汽流量裕度不再固定为5%，可以有所缩小。本文认为应充分理解新标准的内涵和实质并加以应用，建议开式循环机组夏季背压一般可以取7.8～8.7kPa，超临界机组补水率取1%，VWO工况的流量裕度取3%。这样，同样的机组，铭牌出力可以提高5%左右，在当前市场条件下，至少具有以下3个明显的好处:(1)降低了单位kW造价；(2)提高了投运后的发电市场份额和发电量；(3)提高了平均负荷率，意味着煤耗等经济指标也更加优异。
二、锅炉主体设备的型号选定和适用性优化措施研究
1、锅炉型号的科学化选择
现阶段高参数锅炉可以细化出塔式切圆、JI型切圆和对冲旋流等燃烧模式，具体选择规范标准主要依照现场锅炉布置和燃烧要求而定。
第一，塔式切圆燃烧锅炉主张在燃烧室上部位置进行受热面布置，可以很好地将U型管受热面疏水不尽弊端消除，并且不存在烟气拐角，所以能够在较高燃烧强度作用下更加灵活地处理烟温差调节工作。再就是面对方便风扇磨煤机布置方式规划事务期间，塔式锅炉适用性较强，这也决定着西方发达国家频繁应用塔式锅炉的现状。
第二，切圆燃烧模式时刻彰显出较强的空气动力场混合特性，内部燃烧率可以获得优质化改善，更加方便二氧化氮等气体的排放工作；不过此类组织结构控制起来并不十分可观，一旦出现任何偏差，就会衍生激烈的烟温差效应，这类问题在JI型锅炉内的折焰角环境中表现得愈加深刻。
第三，JI型对冲燃烧模式产生的烟温差效应相对较小，并且内部空气动力组织简易可靠，不过燃烧环节中十分注重单个旋流喷燃器的合理性，种种限制因素作用下，致使既有空气动力场混合强度过低。需要额外加以强调的是，单个燃烧器热负荷往往会随着锅炉规模扩张而同步增加，至于燃烧强度的矛盾问题也可以得到适度地缓解遏制。
固然，在如今节能环保大型火电厂热机设备选取优化工程中，对于现场热控技术和商务发展实效产生限制性的因素众多，这就需要技术人员主动联合不同投标厂家实施的技术方案和商务报价结果，进行全方位地对比操作和校验认证。
2、现场排烟温度的精确化验证
结合以往实践经验整理研究，技术人员在进行大型火电厂热机设备实际排烟温度验证选择上，始终需要透过各类途径综合对比分析金属具体消耗数量、空气预热器低温腐蚀作用，以及锅炉具体工作效果等。须知排烟温度下降十摄氏度时，锅炉工作效率便会同步提升百分之零点五，并且经过节能减排政策的大力扩张实施，低排烟温度已经转化成为必然之势。透过客观角度观察论证，排烟温度下降的同时，下游设备会出现一定程度的腐蚀迹象，但是后期经过论证，发现冷凝酸雾会附着在灰尘之中并顺势消除，结果证明主动降低烟气温度，对于提升电除尘和脱硫效率，还是具有一定的支撑辅助效用的。
另一方面，针对四大管道弯头进行弯管替换处理，尽管理论层面上可以适当地克制管道阻力，但是经过长时期计算验证，发现其对经济型影响效用着手微小。弯管原本曲率半径过大，必然会令管道布置工作出现严重限制问题，并且当中应力对主机的推力作用也会同步提升。归根结底，如今我国经济和科研实力全面改善，面对四大管道弯管改造工程，还是需要结合自身实际状况予以审核判定。
结束语
新建火电厂的设备选型优化是一项十分重要的工作，本文的观点，有的仅是一家之言，有的仍在实践和探索之中，尚不够全面和成熟。希望本文能给同行提供参考，使我国火电建设的节能环保水平得到提高。
参考文献
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论文作者:韩雪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
标签：工况论文; 机组论文; 汽轮机论文; 锅炉论文; 温度论文; 中分论文; 较高论文; 《电力设备》2017年第3期论文;