火电机组滑压运行优化研究

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1、第二章汽轮机变负荷经济运行方式研究2．1引言目前，亚临界参数以上的机组，设计时均采用复合滑压运行方式，在高负荷段和低负荷段采用定压运行方式(指主汽压力不变的运行方式)，而在中间负荷段采用滑压运行方式(即主汽压力随负荷降低而降低的运行方式)。本文在分析定、滑压运行经济性差异的基础上重点研究滑压阶段的滑压运行方式及其最佳滑压曲线。其中，滑压运行方式包括阀点滑压运行方式和顺序阀滑压运行方式。阀点滑压方式是指参与调节的阀门全开的情况下确定最佳滑压压力，如三阀点滑压、二阀点滑压就分别指三阀全开或两阀全开的滑压运行方式；顺序阀滑压方式则是在部分开启的阀门参与调节的情

2、况下确定最佳滑压压力，如三阀顺序阀滑压是指两阀全开，第三阀参与调节确定最佳滑压压力。一般而言，顺序阀滑压方式(例如三阀顺序阀滑压方式)比阀点滑压方式(如三阀点滑压方式)确定的最佳滑压压力略高，需经过不同滑压方式及其滑压曲线对应的机组供电标煤耗的比较确定其优化解。2．2汽轮机变负荷运行方式的比较2．2．1汽轮机变负荷运行方式经济性比较汽轮机在变负荷运行时主要有定压与滑压两种方式，对于中间再热机组，为方便分析，认为无论是定压运行还是滑压运行，相同负荷时，中、低压缸的运行工况没有明显区别pJ，即再热器将高压缸和中、低压缸分成相对独立的两部分。因此定、滑压运行的

3、经济性分析，着重于高压缸效率变化、锅炉吸热量变化、机组循环热效率变化以及给水泵耗功节省四个方面。2．2．1．1不同运行方式高压缸效率的比较滑压运行时，高压缸在部分负荷时的相对内效率高于定压运行，这是因为在滑压运行时主蒸汽温度基本不变，各负荷下主蒸汽容积流量基本不变，喷嘴的出口汽流角也基本不变，不会产生定压运行时的撞击损失；同时蒸汽的密度下降，高压缸各级的漏汽损失减小，而调节级的部分进汽损失不会随机组负荷的下降而增大，并且通过全开调节阀门的蒸汽几乎没有节流损失，因此效率较高。而在定压运行时，由于调节阀部分开启，会产生很大的节流损失，同时由于部分开启阀门对应

4、的喷嘴组中通过的蒸汽流量减少，破坏了调节级通道内的汽动特性，导致调节级在部分负荷时效率下降较多。以某600MW机组为例，滑压运行与定压运行高压缸效率如图2．1所示，滑压运行时高压缸效率始终保持在较高的水平，且变化幅度很小，但定压运行时高压缸效率随负荷下降而急剧降低。东南大学硕士学位论文图2-1不同运行方式高压缸效率随负荷变化趋势2．2．1．2不同运行方式循环热效率的比较在部分负荷下，滑压运行机组给水在锅炉内的平均吸热温度随吸热压力的下降而下降，炉内平均吸热温度低于定压运行机组，而冷源平均放热温度基本不变，因此必然使、得滑压运行机组的循环热效率低于定压运行

5、机组。同时炉内的吸热量也存在差异。滑压运行时，当负荷降低，主蒸汽压力也降低，而主蒸汽温度不变，则对应主蒸汽焓增加，因此同负荷下滑压运行相对于定压运行主蒸汽在过热器中的吸热量增加。另一方面，滑压运行时主蒸汽压力和高压缸排汽压力都随着主蒸汽流量成比例降低或升高，因此高压缸的压比可以认为不变，即高压缸的理想焓降不变，同时高压缸的相对内效率基本保持不变，而主蒸汽焓增加，因此高压缸的排汽焓增加，高压缸的排汽温度升高，如图2．2所示，单位质量的蒸汽在再热器中的吸热量减少，可在较大范围内维持再热汽温不变或者减小变化量。定压运行则相反，高压缸排汽温度随着主蒸汽流量的减小

6、而降低，导致高压缸排汽焓也减小，因此单位蒸汽在再热器中的吸热量增加16]。图2-2不同运行方式高压缸温度随负荷变化趋势6第二章汽轮机变负荷经济运行方式研究2．2．1．3不同运行方式给水泵耗功的比较定压运行，当负荷降低时，给水流量的减小靠关小给水调节阀来实现，用增加给水泵出口阻力来减小流量，而给水泵出口压力、泵的转速基本不变，这时即使给水流量减小很多，给水泵的耗功减小很少，而在采用滑压运行方式时，主蒸汽压力随着主蒸汽流量的减小而降低，因此给水泵出口压力也降低，如果采用变速给水泵，泵的转速也变小，可使锅炉给水泵的耗功大大降低【7J。2．2．1．4定、滑压运行

7、方式经济性比较简化模型由以上分析可知，相对于定压运行，滑压运行时主蒸汽在过热器内的吸热量增加；高压缸的排汽温度升高使再热蒸汽在再热器内的吸热量减少；高压缸抽汽温度升高，使给水在高压加热器内的吸热量增加，给水温度升高，给水在锅炉内的吸热量减少；高压缸的理想焓降减小，使高压缸的功率输出减小；采用变速给水泵时，给水压力降低，给水泵的功耗降低，这几个因素的叠加影响到机组最终热耗率，并决定着定、滑压运行方式的选取，下面研究定、滑压经济性比较的简化模型。定、滑压运行时高压缸热力过程线的示意图如图2．3所示：图2-3不I司运行方式高压缸热力过程线图中瓴为定压运行时高压

8、缸的有效焓降，觚为滑压运行时高压缸的有效焓降，儡为滑压运行时过热器增加的吸热量，