論改變汽機運行方式對機組控制的影響

韓勝波 張志新 賀文玉 焦重陽

中國電建集團(tuán)河南工程公司調(diào)試公司

論改變汽機運行方式對機組控制的影響

韓勝波 張志新 賀文玉 焦重陽

中國電建集團(tuán)河南工程公司調(diào)試公司

機組控制是電廠運行過程中十分重要的一項內(nèi)容，因此科學(xué)合理進(jìn)行機組控制也是十分必要。在影響機組控制各種因素中，汽機運行方式的改變是一個重要方面，因此了解并掌握改變汽機運行方式對機組控制的影響十分必要，可為減輕對機組控制所產(chǎn)生的影響奠定理論基礎(chǔ)。本文以某電廠中汽輪機組為例，對機組控制方面汽機運行方式變化所產(chǎn)生的影響。

電廠；汽輪機組；運行方式改變

當(dāng)電廠的汽機運行方式發(fā)生改變的時候，機組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)也會相應(yīng)的發(fā)生一定的改變，本文分析了汽機調(diào)門發(fā)生變化的時候?qū)C組節(jié)能方式的影響，并對機組調(diào)門在50%和100%的運行方式下的機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整與優(yōu)化，本文以華能玉環(huán)電廠為例進(jìn)行分析，希望在未來不影響機組調(diào)節(jié)性能下最大限度的發(fā)揮汽機的節(jié)能的優(yōu)點。

1 汽輪機主汽調(diào)門運行方式的介紹

華能玉環(huán)電廠是上海汽輪機有限公司引進(jìn)的德國西門子技術(shù)產(chǎn)生的，是一臺具有100MW的超超臨界汽輪發(fā)電機組，該汽組的組建方式是超超臨界，一次中間再熱，單軸，四缸四排汽，雙背壓、凝汽式，并且擁有大約八級回?zé)岢槠?/p>

這一汽輪機的設(shè)計中包含了1個高壓缸、1個中壓缸、2個低壓缸、2個主汽調(diào)門、2個中亞調(diào)門、1個補氣閥，使用的是全周進(jìn)氣方式，也就是使用了傳統(tǒng)的節(jié)流配汽方式，與噴嘴配汽方式相比較，該汽機機組對于機械的結(jié)構(gòu)優(yōu)化有較為簡單的要求，且其制造的成本比較低，低壓運行流量也相對比較簡單，機組運行的時候各個級別的運行溫度變化范圍較小，對負(fù)荷變化的適應(yīng)性也就十分的突出，但是這一機組在工作的時候也具有較大的缺點，其中最明顯的就是機組在定壓運行的時候會出現(xiàn)較大的節(jié)流損失，導(dǎo)致整個機組的運行效率降低，因此本機組擦使用了不汽閥技術(shù)，對主汽門后、主汽門前引出一定量的新蒸汽，經(jīng)補汽閥進(jìn)入到高壓缸的第四或者是第五級的動葉后與主氣流混合膨脹做工，在應(yīng)用這種技術(shù)的時候，機組汽輪機的過載以及調(diào)頻能力有所改變，提升了全周進(jìn)汽機型的安全可靠性以及成本建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

2 運行方式改變對機組控制產(chǎn)生的影響分析

對于華能電廠所使用的汽輪機組而言，其負(fù)荷電壓變化范圍為500MW—1000MW，在該負(fù)荷情況下，汽機調(diào)門的基本調(diào)節(jié)劑運行方式大致能夠控制在該范圍中，另外，在該負(fù)荷條件下，汽機調(diào)門的運行方式也基本上處于節(jié)流狀態(tài)，但是機組在運行過程中會出現(xiàn)很大損失，所以在調(diào)節(jié)汽機運行方式時應(yīng)當(dāng)將汽機節(jié)能運行方式作為重點探討內(nèi)容，從而改善汽機中可控項目運行方式。

在進(jìn)行機組的調(diào)門優(yōu)化實驗的時候，首先應(yīng)當(dāng)通過試驗確定出機組的經(jīng)濟(jì)運行方式，找出最佳的機組工作負(fù)荷，并確定出負(fù)荷—主汽壓力曲線，第二步，應(yīng)當(dāng)在上述的方式中確定出最佳的優(yōu)化控制系統(tǒng)，以滿足電網(wǎng)的要求為基本原則，進(jìn)行機組的經(jīng)濟(jì)運行的實驗。同時在滿足機組經(jīng)濟(jì)運行效益最佳的前提下調(diào)整機組的性能要求，例如想辦法最大限度的滿足機組的負(fù)荷響應(yīng)速度，優(yōu)化一次調(diào)頻的效果等等，只有將上述的所有經(jīng)濟(jì)因素都進(jìn)行了綜合的思量，才能確定出最佳的機組經(jīng)濟(jì)運行效果，實現(xiàn)得出真正意義上的具有實際應(yīng)用意義的運行參數(shù)。

當(dāng)機組在500MW以上的負(fù)荷點的時候，隨著高壓調(diào)門開度的增大，機組的經(jīng)濟(jì)水平也會得到相應(yīng)的提高，調(diào)門的開度大約是在100%之下，機組的經(jīng)濟(jì)運行效率也是最好的，降低煤消耗，降低的數(shù)值范圍大約是在0.9—1.5g/kWh；如果調(diào)門保持在50%的開度之下進(jìn)行實驗的時候，同樣可以降低機組的煤消耗，，降低的范圍的大約是在0.5—0.9g/kWh；不僅如此，進(jìn)行試驗的過程中，還可以看出機組的運行狀況，在不同的負(fù)荷之下，機爐的調(diào)解狀態(tài)是處在十分穩(wěn)定的狀態(tài)之下的，整個機組的運行狀態(tài)也非常的穩(wěn)定，由此也可以看出，當(dāng)改變汽機的運行方式的時候，調(diào)門開度在增大之后整個機組的運行狀態(tài)時十分穩(wěn)定且十分安全，并且能夠發(fā)揮出非常優(yōu)化的節(jié)流的功能，假設(shè)華能玉環(huán)電廠的全部機組的年發(fā)電量在200億kWh的數(shù)值時，在調(diào)整了汽機的運行方式之后，每年可以節(jié)省的燃煤的資源大約是在9500—28500噸，當(dāng)煤的價格是每噸850元的時候，華能玉環(huán)電廠的每年節(jié)約的費用大概在807.5—2422.5萬元，可見，華能玉環(huán)電廠在調(diào)節(jié)汽機的運行方式的措施是非常有實施的必要的。

3 優(yōu)化措施

在實際試驗過程中所選擇的主要方法為在機組運行狀況保持穩(wěn)定情況下，對于機組應(yīng)當(dāng)實行一次調(diào)頻以及AGC，從而使機組應(yīng)當(dāng)在鍋爐手動方式之下運行，通過該方式進(jìn)行輔助，對于機組初壓力控制方式而言，其狀態(tài)也在逐漸降低，并且對于機組壓力負(fù)荷值而言，其也處于定量壓力值之下，通過反復(fù)進(jìn)行試驗，最終使機組調(diào)門能處于50%開度狀態(tài)或者使其處于全開狀態(tài)。通過試驗可將不同負(fù)荷壓力值獲得，在調(diào)門開度為50%或者全開狀態(tài)下計算汽輪機熱耗率，然后可全面地、綜合地評價機組工作方式，從而在機組節(jié)能運行及系統(tǒng)參數(shù)修正控制方面給出較準(zhǔn)確數(shù)據(jù)依據(jù)。

在本文研究過程中，在探索經(jīng)濟(jì)型實驗具體步驟主要包括兩個，第一，對于不同階段機組負(fù)荷合理放置閥門位置，大體保持50%開放度，同時對機組運行狀況進(jìn)行觀察，在實驗過程中對必要實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；第二，在跳門開放度為50%試驗的基礎(chǔ)上全開調(diào)門進(jìn)行試驗。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行汽機運行方式運行的過程中，應(yīng)當(dāng)在實際的實驗的基礎(chǔ)上得出科學(xué)、準(zhǔn)確的結(jié)論，在本次的實驗過程中，機組的高調(diào)門最佳的工作狀態(tài)便是在50%的開度內(nèi)，這一開度內(nèi)，機組的負(fù)荷響應(yīng)能力是最為優(yōu)良的，且在這一工作狀態(tài)下，整個機組的電網(wǎng)以及機組的運行都能處在最有的運行方式之中，也使得整個汽機的機組能夠處于最有的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)之下，有效的節(jié)約資源，充分的發(fā)揮汽機機組的節(jié)流的功能。

[1]張威，楊健. 改變汽機運行方式對機組控制的影響[J]. 科技與企業(yè)，2015，21：222.

[2]萬忠海，晏濤，劉專，汪飛，魯錦. 超超臨界噴嘴配汽機組運行方式調(diào)整及研究[J]. 電站系統(tǒng)工程，2014，05：56-58+61.