汽轮机滑压运行方式的经济性实验分析

汽轮机滑压运行方式的经济性实验分析

王延涛

（内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市025150）

摘要：以某电厂2号汽轮机为例,通过对汽轮机机组滑压运行方式优化试验,对不同运行方式不同负荷下的汽轮机经济性进行了分析和比较,给出了滑压运行状态下的优化曲线,并探讨了滑压运行方式阀门的控制策略。随后得出了机组采用复合滑压运行时,可以提高整个机组的经济性,可以增加机组使用寿命的结论。汽轮机滑压运行方式的优化研究对热经济性的影响以及对现场节能降耗都具有十分重要的意义。

关键词：汽轮机;滑压运行;经济性;实验分析

随着我国电网负荷峰谷差进一步扩大,尤其昼夜差值越来越大,使得许多大、中容量火电机组不得不参与滑压调峰运行。但是滑压运行方式在理论和实践两方面仍存在分歧。某电厂2号超临界600MW汽轮机,为了在调峰中采用更为安全、经济、合理的运行方式,对其进行了滑压运行优化试验,确定部分负荷时,阀点滑压和部分阀门全开方式下滑压的经济性,给出了滑压运行状态下的优化曲线,并探讨了滑压运行方式下的阀门控制策略。

1不同滑压运行方式对经济性影响的理论分析

定压方式时,顺序阀运行比单阀运行的经济性好;在低负荷时,纯滑压运行虽然提高了汽轮机的相对内效率,但机组的循环热效率降低幅度更大,因而经济性较差。复合滑压运行只有当循环效率的降低小于高压缸效率的提高、给水泵的耗功减少和再热器温度升高等多种因素时,采用滑压运行才能提高机组的经济性。

2不同滑压运行方式对经济性影响实际分析

本文以国电某电厂2号超临界600MW汽轮机为例,分别选择不同负荷工况点,进行顺序阀、2阀及3阀滑压运行试验分析研究。

2.1对高压缸效率的影响

通过图1比较可以看出,相同负荷下,滑压运行的高压缸效率高于定压运行;在同一种运行方式下高压缸效率随着负荷降低而降低;在负荷大于500MW时3阀全开滑压运行的高压缸效率高于3阀点滑压运行,在负荷低于500MW时2阀全开滑压运行的高压缸效率与设计顺序阀滑压运行高压缸效率相差不大;在负荷为500MW和450MW时,3阀点滑压运行的高压缸效率高于2阀全开滑压运行。

2.3对中间再热温度的影响

通过比较发现,定压运行方式下在负荷降低时,高排温度也降低,而滑压运行方式下在负荷降低时高排温度升高。在550MW、530MW、500MW和450MW时,采用3阀点滑压运行的高压缸排汽温度较顺序阀定压运行高9.27℃、24.49℃、29.73℃和30.85℃。而在500MW和450MW时3阀点滑压运行时高压缸排汽温度较2阀全开滑压运行高27.48℃和21.49℃。由于滑压时高排温度高,因此在中间负荷时滑压运行再热蒸汽温度可以保持额定值。

2.4对主蒸汽压力的影响

虽然滑压运行提高了高压缸效率,减少了小汽轮机用汽量,但滑压运行时主蒸汽压力降低,这就会大大降低汽轮机装置的循环效率。滑压运行时,主蒸汽压力降低的幅度与滑压运行方式的选择有关,合理选择主蒸汽压力,是滑压运行方式的关键。

2.5汽轮机热耗率的影响

通过热耗率的比较可以看出,当负荷大于540MW,顺序阀定压运行时热耗率最低,经济性最好;当负荷在510MW～540MW,3阀点滑压运行时热耗率最低,经济性最好;当负荷在300MW～510MW,2阀全开滑压运行时热耗率最低,经济性最好。

3几种运行方式的比较

顺序阀定压运行、3阀点滑压运行、2阀全开滑压运行的比较:根据试验测得的数据和实验结果,选取顺序阀定压运行、3阀点滑压运行、2阀全开滑压运行进行比较。由于1、2号高压调节阀全开,压力为额定值时,负荷最多能带到510MW。所以在负荷为510MW～600MW范围内比较顺序阀定压运行和3阀点滑压运行。通过两种工况的对比发现在负荷大于540MW小于600MW的范围内,顺序阀定压运行要比3阀点滑压运行热耗率低,经济性好,在同一负荷下两者相差15kJ/(kW•h)左右。在负荷大于510MW小于540MW的范围内,3阀点滑压运行要比顺序阀定压运行热耗率低,经济性好,在同一负荷下两者相差16kJ/(kW•h)左右。

再来比较负荷低于510MW时,顺序阀定压运行、3阀点滑压运行、2阀全开滑压运行,3种运行方式下的经济性。当负荷在505MW～510MW范围内时3种运行方式经济性差不多,热耗率相差10kJ/(kW•h)左右。当负荷低于505MW时,2阀全开运行方式下热耗率最低经济性最好;顺序阀定压运行方式下热耗率最高经济性最差。并且随着负荷降低3种运行方式的的热耗率的差值越大。在负荷500MW时,2阀全开滑压运行热耗率比3阀点滑压运行低32.6kJ/(kW•h),比顺序阀定压运行低61.1kJ/(kW•h)。在负荷为450MW时,2阀全开滑压运行热耗率比3阀点滑压运行低41.6kJ/(kW•h),比顺序阀定压运行低52.1kJ/(kW•h)。

4滑压运行的最佳选择方式

通过对定压运行和滑压运行的经济性研究和分析,采用复合滑压运行方式是机组调峰运行的最佳选择方式。采用负复合滑压方式运行大致分为二个阶段,即顺序阀定压阶段和滑压阶段。前面已经分析比较过在负荷为540MW～600MW时顺序阀定压运行经济,在505MW～540MW时3阀点滑压运行经济,在负荷低于505MW时2阀全开运行经济。由于负荷在505MW～540MW时3种运行的热耗率相差不大,而在负荷低于505MW时2阀全开运行经济性十分明显。所以为了保证机组调峰期间滑压运行的最优经济性和操作的方便,机组的复合滑压方式分为顺序阀定压阶段和2阀全开滑压阶段。

5结论

通过对某电厂2号汽轮机滑压运行方式优化试验的分析,总结如下:

(1)通过试验和分析,得出此电厂2号汽轮机组最佳运行方式,即采用复合滑压运行,所采用的阀位控制方式为:负荷在600MW～510MW时采用顺序阀定压运行方式,负荷在510MW～300MW时采用2阀全开滑压运行。

(2)对于不同型式的机组,应该采取不同调节阀全开数的滑压运行方式,以提高机组的运行经济性。

(3)根据分析,机组采用复合滑压运行,可以增加机组使用寿命,汽机主辅机运行正常,机组变负荷速率可以提高。

参考文献：

[1]刘振刚,王永刚.汽轮机组滑压运行方式的优化[J].发电设备,2008,22(6):26-28.

[2]孙永平,童小忠.600MW机组滑压运行方式优化的试验研究[J].热力发电,2007,36(8):56-58.