深度調(diào)峰下汽輪機組滑壓運行優(yōu)化技術(shù)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(jīng)濟性，提出深度調(diào)峰下汽輪機組滑壓運行優(yōu)化技術(shù)研究。通過分析深度調(diào)峰下汽輪機組滑壓運行方式，分析其相關(guān)特點，根據(jù)計算的汽輪機性能極限值優(yōu)化給水系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)整體技術(shù)優(yōu)化。通過實驗對比優(yōu)化技術(shù)前與優(yōu)化技術(shù)后的運行能耗，可以看出優(yōu)化技術(shù)后能夠有效降低汽輪機組滑壓運行熱能耗。

關(guān)鍵詞：汽輪機組;滑壓;深度調(diào)峰;運行優(yōu)化

中圖分類號：TK262? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)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(tuán)國電承德熱電有限公司中動力裝置的主要設(shè)備，易受到能源主體影響。當(dāng)前因國家能源構(gòu)成不夠完善，導(dǎo)致發(fā)電廠中汽輪機組調(diào)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(diào)峰能力與調(diào)峰效率優(yōu)化是一種必然的選擇。深度調(diào)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(nèi)效率和循環(huán)效率，其效率的改變會對經(jīng)濟性產(chǎn)生影響，疊加經(jīng)濟性能后產(chǎn)生運行極值，即為深度調(diào)峰下經(jīng)濟最優(yōu)汽輪機組滑壓。為得到汽輪機組運行滑壓最優(yōu)值，通常在同一深度調(diào)峰下進(jìn)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(diào)峰下獲得機組運行的滑壓曲線[2]，進(jìn)一步確定經(jīng)濟最優(yōu)的汽輪機組滑壓。在深度調(diào)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(wěn)，通過優(yōu)化汽輪機組滑壓運行相關(guān)參數(shù)以降低汽輪機組的運行能耗，提高整體的經(jīng)濟性。

1? 深度調(diào)峰下汽輪機組滑壓運行優(yōu)化技術(shù)

1.1? 深度調(diào)峰下汽輪機組滑壓運行方式分析

汽輪機組運行方式根據(jù)調(diào)節(jié)方式不同，分為旁通配汽、節(jié)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(jié)構(gòu)如圖1所示。

在高負(fù)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(fù)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(fù)荷變化而變化，從而保障整體裝置的經(jīng)濟性[3]。當(dāng)壓力降低到一定數(shù)值時，飽和蒸汽隨之上升，相應(yīng)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(fù)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(fā)生太大變化，進(jìn)汽時蒸汽在噴嘴通道內(nèi)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(fù)荷持續(xù)降低時，主汽壓力過低會導(dǎo)致機組整體熱效能降低得更為顯著，沒有明顯經(jīng)濟優(yōu)勢。因此考慮到運行穩(wěn)定性問題，本文采用滑壓運行。

1.2? 深度調(diào)峰下汽輪機性能極限優(yōu)化

深度調(diào)峰下，外界熱交換對汽輪機的熱性能具有嚴(yán)重影響，因此需要嚴(yán)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(zhì)吸熱量極限，依據(jù)吸熱量極限進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C組隔離。

按照分析式運行原則，假設(shè)汽輪機組輸出功率保持穩(wěn)定，通過回?zé)崞啓C組矩陣方程，得出各深度調(diào)峰值下，汽流量變化與主蒸汽流量變化比的回?zé)崞啓C組汽流量變化函數(shù)Kr為：

式中：AT表示回?zé)崞啓C組矩陣方程的結(jié)構(gòu)矩陣;a表示汽輪機組運行逆矩陣;τ表示單位深度調(diào)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(jìn)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(zhì)吸熱量極限[4]，公式如下：