淺談1000MW超超臨界汽輪機配汽方式優化試驗

吳正勇

摘 要：介紹了某電廠1000MW 超超臨界機組調門優化滑壓試驗和負荷變動試驗情況。通過試驗得到，在高壓調門開度為30%和50%時，熱耗率分別比高壓調門全開時大35 （kJ/kW·h）和15（kJ/kW·h）；在補氣閥限位25%開度運行條件下，當高壓調門開度為50%時，機組對負荷變化的響應速度較快，能夠滿足電網對偏差的要求。試驗表明，采用50%調門開度的滑壓曲線運行，可兼顧機組經濟性和負荷響應能力。

關鍵詞：1000MW 超超臨界汽輪機 配汽方式 優化試驗

上海汽輪機有限公司設計制造的N1000-26.25/600/600型汽輪機，系超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回熱抽汽、凝汽式汽輪機。汽輪機的調節方式是節流調節，機組在實際運行中，由于需要滿足電網AGC和一次調頻質量等要求，高壓調門經常不全開且開度較小，導致較大的節流損失，影響機組運行的經濟性。因此，研究調節閥開度對機組經濟性的影響，對進一步提高機組的經濟運行水平具有重要意義。

1、調門優化滑壓試驗

1.1機組優化前高壓調門開度

機組實際運行滑壓參數和調門開度見表1。由表1數據可以看出，各工況中，除在額定負荷工況下高壓調門開度接近全開，在很大的負荷范圍內，高壓調門開度都只有30%～31%，造成高壓缸效率下降約4個百分點。

1.2 調門優化滑壓試驗

調門優化試驗的目的在于確定各負荷點下機組的最優調門狀態（對應最佳主汽壓力），在滿足機組安全性和調節性能要求的同時，實現經濟性最優。試驗按標準GB/T8117.2-2008進行，試驗測點按照試驗標準要求進行布置。試驗儀表部分使用專用儀表，部分使用電廠儀表。主要測點有發電機端電功率、主蒸汽壓力和溫度、高壓缸排汽壓力和溫度、熱再熱蒸汽壓力和溫度、最終給水溫度、中壓缸排汽壓力和溫度、低壓缸排汽壓力、給水流量、再熱減溫水流量和其他輔助流量、1號和2號高加進汽壓力、進出水溫度和疏水溫度等。采用給水流量作為基準流量，流量使用現場給水測量裝置測量。

機組運行參數穩定，調門狀態能夠按照試驗要求調整并保持穩定。主要運行參數如主蒸汽溫度、熱再熱蒸汽溫度、低壓缸排汽壓力等應盡可能接近設計值，以減少修正量。

試驗采用閥位基準，在500MW、600 MW、700 MW、800 MW各負荷點下，調節閥位在30%～100%范圍內變化，完成了經濟性尋優試驗，獲得各負荷點相應閥位下的最佳主汽壓力。

1.3 調門優化滑壓試驗結果

1.3.1 高壓缸效率隨調門開度變化的規律

圖1為全部試驗負荷點上的高壓缸效率與調門開度的關系曲線，試驗結果表明，高壓缸效率的高低很大程度上取決于調門開度的大小，與負荷的關系不大；高壓調門開度與高壓缸效率存在著對應關系。同時，曲線也反映出，當調門開度增大到70%以上時，高壓缸效率隨調門開度的變化就不再明顯。這說明，高壓調門節流的影響，主要在開度小于70%的范圍內，當高壓調門開度大于70%之后，節流就很小了。

1.3.2熱耗率隨調門開度變化的規律圖2為3個在不同調節閥開度下修正后的發電機功率和熱耗率的關系曲線。圖中自上而下的3條曲線分別對應高壓調門開度30%、高壓調門50%開度和高壓調門100%開度。

可以看出，在各負荷點下，高壓調門開度100%時熱耗率最小，高壓調門開度30%時熱耗率最大。在各負荷下，高壓調門開度30%時的熱耗率比高壓調門100%開度工況的熱耗率大35kJ/（kW·h）左右；在各負荷下，高壓調門開度50%時的熱耗率比高壓調門100%開度工況的熱耗率大155kJ/（kW·h）左右。

2、調門優化負荷變動試驗

2.1 試驗目的

在目前補汽閥限位（限值為25%開度）運行條件下，為了在機組的控制系統中實現尋優后的運行方式和參數，應通過負荷變動試驗，掌握經濟性尋優后的工況下機組的負荷調節性能。試驗將考察機組在各負荷點、新的高壓調門開度（對應新的主汽壓力值）下對負荷變化快速響應的能力，以滿足電網調頻。

負荷變動范圍：50%～100%額定負荷。以階躍量改變機組負荷，每次負荷變化幅度為100 MW或50 MW，試驗期間也可根據實際情況安排其他變化幅度的試驗。

負荷變動試驗結果的評價包括對負荷響應速度的評價，以及對參數動靜態偏差的評價。

2.2 機組負荷變動試驗結果

機組負荷變動試驗工況的補汽閥開度限值為25%。試驗時負荷范圍包括通常運行的主要負荷段，負荷變動幅度主要為100MW和50MW，包括了升負荷和降負荷的過程。試驗結果表明：在大部分負荷變動情況下，負荷響應延遲超過60s，在某些情況下超過2min。在500～1000 MW范圍內，當負荷變動指令達到目標負荷時，實際負荷與目標負荷的偏差通常大于10 MW。

3、結論

在各運行負荷下，高壓調門開度30%時的熱耗率比高壓調門全開時的熱耗率大35kJ/（kW·h）；高壓調門開度50%時的熱耗率比高壓調門全開時的熱耗率大15kJ/（kW·h）。