200MW 機組定滑壓運行經(jīng)濟性分析

趙金峰

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院，長春 130021）

隨著電網(wǎng)峰谷差的日益增大，要求機組低負荷調(diào)峰運行的時間越來越多。汽輪機處于低負荷運行狀態(tài)時熱經(jīng)濟性大幅降低。影響熱經(jīng)濟性的主要因素中，只有運行方式可以人為進行調(diào)整，因此通過不同負荷工況定滑壓運行經(jīng)濟性比較試驗，確定機組在低負荷最佳運行參數(shù)，可以進一步挖掘機組節(jié)能潛力，降低機組供電煤耗。某電廠1 號汽輪機是C160／N200－12.75／535／535／0.245 型超高壓、一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、雙抽凝汽式汽輪機。下面通過1號機定滑壓運行經(jīng)濟性比較試驗，對兩種運行方式下的經(jīng)濟性做一分析。

1 汽輪機運行方式

1.1 定壓運行方式

定壓運行指汽輪發(fā)電機組在正常運行時，主蒸汽壓力保持額定值，不隨負荷變化而變化。定壓運行的汽輪機可采用節(jié)流配汽，即單閥調(diào)節(jié)；也可采用噴嘴配汽，即多閥調(diào)節(jié)，也稱順序閥控制。

1.2 滑壓運行方式

a.純滑壓運行：在負荷變化范圍內(nèi)，高壓調(diào)速汽門全開，單純依靠鍋爐汽壓變化來調(diào)節(jié)機組負荷。這種方式節(jié)流損失最低，高壓缸獲得效率最佳，但純滑壓單純依靠鍋爐壓力調(diào)節(jié)時對負荷響應速度慢，不能滿足電網(wǎng)快速調(diào)峰及變負荷要求，運行中實際操作困難，極少應用。

b.閥點滑壓運行：通過規(guī)定的高壓調(diào)速汽門閥點運行（2閥點或3閥點，不同機組閥點不同），其他閥不開或略開啟，高壓調(diào)節(jié)門的節(jié)流損失最小，保持主汽額定溫度不變，以鍋爐調(diào)整煤量來調(diào)整壓力、改變負荷，該運行方式具有較高經(jīng)濟性。

c.半滑壓運行：由于高壓調(diào)速汽門重疊度不合理，高壓調(diào)速汽門未能保持全開滑壓（多數(shù)僅開50%～70%），該運行方式簡稱半滑壓運行，故有較大的節(jié)流損失。

d.復合滑壓運行：復合滑壓運行是滑壓與定壓相結合的一種運行方式。采用這種運行方式時，在高負荷區(qū)，通過改變高壓調(diào)節(jié)汽門開度來調(diào)節(jié)負荷，保持定壓運行；在中間負荷區(qū)，讓最后1個（或2個）高壓調(diào)節(jié)汽門關閉，進行滑壓運行，而在低負荷區(qū)，則又進行較低壓力水平下的定壓運行。復合滑壓運行方式是制造廠推薦的運行方式。

2 定滑壓運行經(jīng)濟性比較試驗及分析

2.1 比較試驗

機組部分負荷最經(jīng)濟的運行方式通過機組定滑壓參數(shù)優(yōu)化運行試驗比較確定。為確定1號汽輪機部分負荷機組最佳運行方式，對其進行了160 MW、140 MW、120 MW、100 MW 負荷各工況定滑壓運行的凈熱耗率試驗，定滑壓運行經(jīng)濟性比較試驗結果見表1、表2。

2.2 部分負荷工況定滑壓運行經(jīng)濟性分析

從表1、表2可知，120 MW、100 MW 滑壓工況1的凈熱耗率低于滑壓工況2的凈熱耗率，是因為滑壓工況2的主蒸汽壓力低于滑壓工況1的主蒸汽壓力，即滑壓工況2的高調(diào)速門開度大于滑壓工況1的開度，雖然通過降低主蒸汽壓力，高壓缸缸效率提高和給水泵耗用電功率降低，但這時主蒸汽參數(shù)過低，機組循環(huán)熱效率下降過多，導致熱耗增大。160MW、140MW、120 MW、100 MW 負 荷 工 況 定 壓運行的凈熱耗率均低于滑壓運行的凈熱耗率，即滑壓運行帶來的益處（高壓缸效率提高、給水泵耗用電功率較少、再熱蒸汽在鍋爐吸熱量較少）小于郎肯循環(huán)效率的降低，因此1 號機組在160 MW、140 MW、120 MW、100 MW 負荷工況定壓運行的凈熱耗率低于滑壓運行，1號機組部分負荷應定壓運行。

表1 160、140 MW 負荷工況定滑壓運行試驗結果

表2 120、100 MW 負荷工況定滑壓運行試驗結果

3 滑壓運行經(jīng)濟性差原因分析

滑壓運行方式在閥點運行（2閥點或3 閥點），其他閥不開或部分開啟，此時高速調(diào)汽門的節(jié)流損失最小，滑壓運行能獲得相對較大的收益。特選取一個140 MW2個高速調(diào)汽門全開滑壓工況（GV1，GV2全開，GV3，GV4 強制全關），與140 MW 定壓、140 MW 滑壓工況進行了對比，試驗結果見表3。

表3 140 MW 負荷工況2閥全開滑壓與定壓、滑壓工況對比

140 MW 負荷工況2閥全開滑壓運行主汽壓力雖降很多，但由于高速調(diào)汽門無節(jié)流損失，高壓缸效率較定壓運行提高近10%，較普通滑壓提高4.3%，2閥全開滑壓運行凈熱耗率低于140 MW 負荷定壓及滑壓運行。1 號機組實際上不能在閥點滑壓運行，調(diào)速汽門重疊度實際運行值較設計值大很多。例如120 MW 滑壓工況1，GV1、GV2開53%，GV3開20%，而查設計高壓調(diào)節(jié)級流量與升程的關系曲線，對應GV1，GV2 開53%，GV3 應開11%，GV4應未開；140 MW 滑壓工況，GV1、GV2 開58%，GV3開27%，GV4開5%，而查設計高壓調(diào)節(jié)級流量與升程的關系曲線，對應GV1，GV2 開53%，GV3應開17%，GV4應未開。

由于機組無法在閥點滑壓運行，造成滑壓運行時調(diào)速汽門的節(jié)流損失也很大，從表1、表2 可看出，1號機組滑壓運行的經(jīng)濟性低于定壓運行的主要原因是，滑壓運行的主蒸汽壓力雖降很多，但高壓缸效率提高并不大，主汽壓力卻降低很多，郎肯循環(huán)效率降低很大。

4 結束語

1號機組通過定滑壓運行經(jīng)濟性比較試驗得出，1號機組在各個負荷段定壓運行的凈熱耗率均低于滑壓運行，應定壓運行的結論，為1號機組提出了在低負荷調(diào)峰運行狀態(tài)下的最佳運行方式，提高了機組的熱經(jīng)濟效益，為同類機組的經(jīng)濟運行提供了借鑒。