深度調峰下汽輪機組滑壓運行優化技術研究

楊上

摘? 要：為降低汽輪機組滑壓運行模式下的能耗，提高機組的整體經濟性，提出深度調峰下汽輪機組滑壓運行優化技術研究。通過分析深度調峰下汽輪機組滑壓運行方式，分析其相關特點，根據計算的汽輪機性能極限值優化給水系統，進而實現整體技術優化。通過實驗對比優化技術前與優化技術后的運行能耗，可以看出優化技術后能夠有效降低汽輪機組滑壓運行熱能耗。

關鍵詞：汽輪機組;滑壓;深度調峰;運行優化

中圖分類號：TK262? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）17-0155-03

Abstract：In order to reduce the energy consumption of steam turbine unit under sliding pressure operation mode and improve the overall economy of the whole unit，the optimization technology of sliding pressure operation of steam turbine unit under deep peak load regulation is proposed. By analyzing the sliding pressure operation mode of steam turbine unit under deep peak load regulation，the relevant characteristics are analyzed，and the feed water system is optimized according to the calculated performance limit value of steam turbine，so as to realize the overall technical optimization. By comparing the operation energy consumption before and after the optimization technology，it can be seen that the optimized technology can effectively reduce the heat consumption of steam turbine unit in sliding pressure operation.

Keywords：steam turbine unit;sliding pressure;deep peak shaving;operation optimization

0? 引? 言

汽輪機組作為國家能源集團國電承德熱電有限公司中動力裝置的主要設備，易受到能源主體影響。當前因國家能源構成不夠完善，導致發電廠中汽輪機組調峰能力較差，尤其在近些年新增裝機容量中，大型汽輪機組占比較大，其調峰能力與調峰效率優化是一種必然的選擇。深度調峰可以有效提高汽輪機組的運行工作效率，其首要考慮因素是汽輪機組的運行滑壓[1]，這是由于汽輪機組滑壓變化會直接改變汽輪機內效率和循環效率，其效率的改變會對經濟性產生影響，疊加經濟性能后產生運行極值，即為深度調峰下經濟最優汽輪機組滑壓。為得到汽輪機組運行滑壓最優值，通常在同一深度調峰下進行汽輪機組滑壓試驗，計算汽輪機熱耗率，即可在不同深度調峰下獲得機組運行的滑壓曲線[2]，進一步確定經濟最優的汽輪機組滑壓。在深度調峰下汽輪機組選擇我司660 MW汽輪機組作為實驗對象，滑壓運行還需注意保證運行平穩，通過優化汽輪機組滑壓運行相關參數以降低汽輪機組的運行能耗，提高整體的經濟性。

1? 深度調峰下汽輪機組滑壓運行優化技術

1.1? 深度調峰下汽輪機組滑壓運行方式分析

汽輪機組運行方式根據調節方式不同，分為旁通配汽、節流配汽與噴嘴配汽三種模式。目前不論采用哪種模式，機組運行普遍使用滑壓運行方式，結構如圖1所示。

在高負荷運行汽輪機組時，可一定程度上提升滑壓運行裝置的熱功率;在低負荷運行時，汽輪機組難以保持新汽溫度和再熱溫度不變，一般情況下會在出口位置溫度較低。因此，可通過更改滑壓運行方式，使蒸汽壓力可以隨著負荷變化而變化，從而保障整體裝置的經濟性[3]。當壓力降低到一定數值時，飽和蒸汽隨之上升，相應的定壓比熱隨之下降。在保持新汽溫度不變的條件下，蒸汽溫度明顯升高，但壓力隨之下降，需要使用過熱器與再熱器以降低負荷并維持新汽溫度與再熱溫度不變。滑壓運行時汽輪蒸汽容量不會發生太大變化，進汽時蒸汽在噴嘴通道內與出口處的流速均不變，這也保證了汽輪機組動力特性保持不變，因而減少了額外附加熱損失，保持了較高的效率;并且滑壓運行可有效減少給水泵耗功量。而定壓運行中，在機組負荷持續降低時，主汽壓力過低會導致機組整體熱效能降低得更為顯著，沒有明顯經濟優勢。因此考慮到運行穩定性問題，本文采用滑壓運行。

1.2? 深度調峰下汽輪機性能極限優化

深度調峰下，外界熱交換對汽輪機的熱性能具有嚴重影響，因此需要嚴格隔離機組以排除外界熱交換過程對熱耗率的影響。隔離機組過程中，需要考慮汽輪機組各級抽汽的單位工質吸熱量極限，依據吸熱量極限進行適當的機組隔離。

按照分析式運行原則，假設汽輪機組輸出功率保持穩定，通過回熱汽輪機組矩陣方程，得出各深度調峰值下，汽流量變化與主蒸汽流量變化比的回熱汽輪機組汽流量變化函數Kr為：

式中：AT表示回熱汽輪機組矩陣方程的結構矩陣;a表示汽輪機組運行逆矩陣;τ表示單位深度調峰下在各級加熱器中的焓升量;q表示汽輪機組單位主給水量固定下的吸熱量;σ表示汽輪機組單位冷卻下，再加熱的吸熱量;Y表示汽輪機組各級加熱器做功的焓降與蒸汽進入汽輪機做功的焓降的比值。通過上述計算的汽輪機組汽流量變化，計算汽輪機組各級抽汽的單位工質吸熱量極限[4]，公式如下：