火電廠優化運行中汽輪機能損分析問題的討論

摘 要：汽輪機能損分析是火電廠優化運行的重要依據，也是一種重要的定量分析過程。文章以青海華電大通發電有限公司為例，首先闡述了青海華電大通發電有限公司汽輪機情況，其次，分析了一些主要運行參數的準確測量，同時，重點探討了動態過程中汽輪機能損分析問題，具有一定的參考價值。

關鍵詞：動態過程；汽輪機；能損分析；火電廠；優化運行

前言

汽輪機能損分析是火電廠優化運行的重要依據，也是一種重要的定量分析過程。我國有些火電廠的汽輪機能損分析只能對某些熱力指標引起的熱損失及偏差予以明確，但還不能指導操作人員如何采取相應的措施來消除不穩定工況，如何對對比工況予以優化等，存在著較多的問題。文章以青海華電大通發電有限公司為例，就火電廠優化運行中汽輪機能損分析問題進行討論。

1 青海華電大通發電有限公司汽輪機情況

青海華電大通發電有限公司共裝有兩臺上海汽輪機有限公司設計制造，型號為N300-16.7/538/538/H156型汽輪機，機型為亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排氣、一次中間再熱、冷凝式汽輪機。此型機組是上海汽輪機廠引進美國西屋公司技術制造的。#1汽輪發電機組于2006年2月11日投產，#2汽輪發電機組于2006年12月27日投產發電。該汽輪機本體由轉動和靜止兩大部分組成，轉動部分包括葉柵、葉輪、主軸、聯軸器及其緊固件，靜止部分包括汽缸噴咀室、靜葉持環（隔板套）、汽封、軸承、軸承座、滑銷系統、機座、有關緊固件組成。機組整個通流部分由高壓、中壓和低壓三部分組成。高壓汽缸內有一個部分進汽調節的沖動級，和十一個反動式的壓力級，中壓缸有九個反動式的壓力級，低壓部分為兩分流式，每一流由七個反動式壓力級組成，全機共35級。高壓蒸汽經兩個高壓聯合汽門后，由高壓上缸三根和下缸三根進汽導管連接到高壓缸的噴咀室，蒸汽在高壓缸內做完功，通過高壓外下缸的一個排汽口流到鍋爐再熱器，蒸汽再熱后，通過兩個中壓聯合汽門從中壓缸下部進入中壓缸的進汽室，蒸汽流經中壓葉片做功后，通過連通管到低壓缸，經低壓進汽導流環分流經調閥端及電機端各7級葉片后排入凝汽器。

2 一些主要運行參數的準確測量

2.1 主蒸汽流量與再熱蒸汽流量

再熱蒸汽流量及主蒸汽流量是傳統確定N300-16.7/538/538/H156型汽輪機之類大型汽輪機各段抽汽壓力、工作效率、監視通流狀況的主要參數。但是由于再熱蒸汽管道管徑大、數量多，檢修維護困難，設備投資大等原因而使得不裝流量測量裝置的現象日益增多。

由于大型汽輪機組都沒有了再熱流量裝置，因此，再熱流量=新汽流量+再熱汽減溫水量-高壓缸回熱抽汽量-高壓缸前后軸封漏汽量。但值得注意的是，鍋爐通常都會存在著排污現象，鍋爐產生的新汽量不等于給水量。對于那些無主蒸汽流量的汽輪機組，主蒸汽流量只能基于給水流量來進行計算。另外，產生的蒸汽中通常視為不帶鹽，也不帶水，可基于鍋爐水的鹽平衡來求得鍋爐的排污量，進而得出主蒸汽量。因主蒸汽流量測量誤差遠遠大于給水測量誤差，因此，給水測量誤差可被接受。

2.2 新傳感器的研究

國外學者通常會利用研制傳感器及相應軟件來推進火電廠的優化運行，如監測空氣泄漏、凝汽器循環水流量、凝水不明泄漏，如連續檢測潤滑油中含有粉末顆粒的大小、成份等，如直接測量排汽濕度，如檢測軸承狀態等。此外，還開發出了諸如真空變壞原因分析、處理措施、變化趨勢等提示性能監測診斷的軟件。

2.3 軸封漏汽量

軸封漏汽量問題是汽輪機能損分析的難點問題，主要原因在于很大一部份軸封漏汽量都會與主汽流、回熱抽汽相互混合，進而改變這些汽流的溫度，對各相應段的工作效率會造成較大的影響，從而使得在試驗后亦很難計算熱力循環、畫出正確的汽態線。正由于很難精確地測出軸封漏汽量，因此，汽輪機制造廠應考慮留有必要的測點位置。

3 動態過程中汽輪機能損分析

3.1 動態問題

汽輪機能損分析還存在著動態過程問題，主要原因在于有較大的中間容積存在于熱力系統中，會在動態過程中存在著較為明顯的時間滯后現象，不能基于此來對能損進行分析計算。

3.2 待穩態時方才計算

等穩定后再算是一種我國電力行業常用的一種處理動態滯后問題的方法，不穩定則不進行汽輪機能損分析計算，只要穩定下來之后才會進行汽輪機能損分析計算。但是值得注意的是，穩定不是絕對的，而是相對的。在動態擾動后，如真空、給水溫度等參數通常需要較長時間才能達到穩定，而在這段時間內，又有可能其他的參數會出現擾動，因此，待穩態時方才計算的方法實際應用較為困難。

3.3 考慮動態過程影響

為了克服中間容積慣性在所受擾動后所造成的影響，務必要確定一些主要的中間容積參數。通常較易確定抽汽量、高加出水溫度、除氧器出水溫度、凝汽器真空等參數，那么可基于這些參數在單位時間內的變化情況來推導出此容積中儲存蒸汽量的變化，進而對汽缸內各段流量進行準確地計算，進而完成能損分析。還有一種方法，就是考慮動態過程影響，可以在計算中建立動態仿真模型來予以調用，而動態模型精度可結合實測數據、擾動時參數變化等來計算。

4 結束語

總之，火電廠優化運行中汽輪機能損分析問題的討論極為重要，能夠為確保汽輪機組的全面經濟、安全運行發揮出較大的作用。

參考文獻

[1]楊寶勇，江寧，劉炳剛，等.火力發電廠性能計算與能耗分析的研究與實現[J].汽輪機技術，2001，23（4）：130-133.

[2]張建，曹祖慶.中間再熱式汽輪機熱耗率在線監測的動態誤差分析[J].中國電機工程學報，2012，34（1）：115-119.

[3]嚴俊杰.汽輪機組經濟性診斷理論研究及應用[D].西安交大，1998.