論改變汽機(jī)運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組控制的影響

韓勝波 張志新 賀文玉 焦重陽(yáng)

中國(guó)電建集團(tuán)河南工程公司調(diào)試公司

論改變汽機(jī)運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組控制的影響

韓勝波 張志新 賀文玉 焦重陽(yáng)

中國(guó)電建集團(tuán)河南工程公司調(diào)試公司

機(jī)組控制是電廠運(yùn)行過(guò)程中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，因此科學(xué)合理進(jìn)行機(jī)組控制也是十分必要。在影響機(jī)組控制各種因素中，汽機(jī)運(yùn)行方式的改變是一個(gè)重要方面，因此了解并掌握改變汽機(jī)運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組控制的影響十分必要，可為減輕對(duì)機(jī)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(jī)組為例，對(duì)機(jī)組控制方面汽機(jī)運(yùn)行方式變化所產(chǎn)生的影響。

電廠；汽輪機(jī)組；運(yùn)行方式改變

當(dāng)電廠的汽機(jī)運(yùn)行方式發(fā)生改變的時(shí)候，機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生一定的改變，本文分析了汽機(jī)調(diào)門發(fā)生變化的時(shí)候?qū)C(jī)組節(jié)能方式的影響，并對(duì)機(jī)組調(diào)門在50%和100%的運(yùn)行方式下的機(jī)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(lái)不影響機(jī)組調(diào)節(jié)性能下最大限度的發(fā)揮汽機(jī)的節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。

1 汽輪機(jī)主汽調(diào)門運(yùn)行方式的介紹

華能玉環(huán)電廠是上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)的德國(guó)西門子技術(shù)產(chǎn)生的，是一臺(tái)具有100MW的超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)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(jí)回?zé)岢槠?/p>

這一汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)中包含了1個(gè)高壓缸、1個(gè)中壓缸、2個(gè)低壓缸、2個(gè)主汽調(diào)門、2個(gè)中亞調(diào)門、1個(gè)補(bǔ)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(jī)機(jī)組對(duì)于機(jī)械的結(jié)構(gòu)優(yōu)化有較為簡(jiǎn)單的要求，且其制造的成本比較低，低壓運(yùn)行流量也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，機(jī)組運(yùn)行的時(shí)候各個(gè)級(jí)別的運(yùn)行溫度變化范圍較小，對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性也就十分的突出，但是這一機(jī)組在工作的時(shí)候也具有較大的缺點(diǎn)，其中最明顯的就是機(jī)組在定壓運(yùn)行的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)較大的節(jié)流損失，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率降低，因此本機(jī)組擦使用了不汽閥技術(shù)，對(duì)主汽門后、主汽門前引出一定量的新蒸汽，經(jīng)補(bǔ)汽閥進(jìn)入到高壓缸的第四或者是第五級(jí)的動(dòng)葉后與主氣流混合膨脹做工，在應(yīng)用這種技術(shù)的時(shí)候，機(jī)組汽輪機(jī)的過(guò)載以及調(diào)頻能力有所改變，提升了全周進(jìn)汽機(jī)型的安全可靠性以及成本建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

2 運(yùn)行方式改變對(duì)機(jī)組控制產(chǎn)生的影響分析

對(duì)于華能電廠所使用的汽輪機(jī)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(jī)調(diào)門的基本調(diào)節(jié)劑運(yùn)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(jī)調(diào)門的運(yùn)行方式也基本上處于節(jié)流狀態(tài)，但是機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很大損失，所以在調(diào)節(jié)汽機(jī)運(yùn)行方式時(shí)應(yīng)當(dāng)將汽機(jī)節(jié)能運(yùn)行方式作為重點(diǎn)探討內(nèi)容，從而改善汽機(jī)中可控項(xiàng)目運(yùn)行方式。

在進(jìn)行機(jī)組的調(diào)門優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，首先應(yīng)當(dāng)通過(guò)試驗(yàn)確定出機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，找出最佳的機(jī)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(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)在滿足機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益最佳的前提下調(diào)整機(jī)組的性能要求，例如想辦法最大限度的滿足機(jī)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(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)得出真正意義上的具有實(shí)際應(yīng)用意義的運(yùn)行參數(shù)。

當(dāng)機(jī)組在500MW以上的負(fù)荷點(diǎn)的時(shí)候，隨著高壓調(diào)門開度的增大，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)水平也會(huì)得到相應(yīng)的提高，調(diào)門的開度大約是在100%之下，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(shí)驗(yàn)的時(shí)候，同樣可以降低機(jī)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(yàn)的過(guò)程中，還可以看出機(jī)組的運(yùn)行狀況，在不同的負(fù)荷之下，機(jī)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(gè)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)也非常的穩(wěn)定，由此也可以看出，當(dāng)改變汽機(jī)的運(yùn)行方式的時(shí)候，調(diào)門開度在增大之后整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)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(jī)組的年發(fā)電量在200億kWh的數(shù)值時(shí)，在調(diào)整了汽機(jī)的運(yùn)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(jià)格是每噸850元的時(shí)候，華能玉環(huán)電廠的每年節(jié)約的費(fèi)用大概在807.5—2422.5萬(wàn)元，可見，華能玉環(huán)電廠在調(diào)節(jié)汽機(jī)的運(yùn)行方式的措施是非常有實(shí)施的必要的。

3 優(yōu)化措施

在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中所選擇的主要方法為在機(jī)組運(yùn)行狀況保持穩(wěn)定情況下，對(duì)于機(jī)組應(yīng)當(dāng)實(shí)行一次調(diào)頻以及AGC，從而使機(jī)組應(yīng)當(dāng)在鍋爐手動(dòng)方式之下運(yùn)行，通過(guò)該方式進(jìn)行輔助，對(duì)于機(jī)組初壓力控制方式而言，其狀態(tài)也在逐漸降低，并且對(duì)于機(jī)組壓力負(fù)荷值而言，其也處于定量壓力值之下，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，最終使機(jī)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(guò)試驗(yàn)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(jì)算汽輪機(jī)熱耗率，然后可全面地、綜合地評(píng)價(jià)機(jī)組工作方式，從而在機(jī)組節(jié)能運(yùn)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(guò)程中，在探索經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)具體步驟主要包括兩個(gè)，第一，對(duì)于不同階段機(jī)組負(fù)荷合理放置閥門位置，大體保持50%開放度，同時(shí)對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀況進(jìn)行觀察，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)必要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；第二，在跳門開放度為50%試驗(yàn)的基礎(chǔ)上全開調(diào)門進(jìn)行試驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行汽機(jī)運(yùn)行方式運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出科學(xué)、準(zhǔn)確的結(jié)論，在本次的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)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(jī)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(gè)機(jī)組的電網(wǎng)以及機(jī)組的運(yùn)行都能處在最有的運(yùn)行方式之中，也使得整個(gè)汽機(jī)的機(jī)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(jī)機(jī)組的節(jié)流的功能。

[1]張威，楊健. 改變汽機(jī)運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組控制的影響[J]. 科技與企業(yè)，2015，21：222.

[2]萬(wàn)忠海，晏濤，劉專，汪飛，魯錦. 超超臨界噴嘴配汽機(jī)組運(yùn)行方式調(diào)整及研究[J]. 電站系統(tǒng)工程，2014，05：56-58+61.