超超临界机组运行特性

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1、超超临界机组运行特性超超临界机组运行特性范浩杰上海交通大学热能工程研究所Tel:13020271864E-mail:hjfan@sjtu.edu.cn一、超超临界机组的运行特性(1)低负荷滑压运行超超临界机组的良好性能是基于低负荷滑压运行，即主汽压力随着负荷的降低而降低。(2)负荷变化范围¾超超临界机组的负荷可在10％～100％BMCR之间变动，锅炉最低稳燃负荷约30％BMCR，在约35％BMCR以上时纯直流运行。¾在丹麦，当带厂用电运行时，蒸汽通过高低旁路排入凝汽器。(3)负荷变动率¾超超临界机组的负荷变化范围很大，负荷变动率也很高；¾由于超超临界机组

2、的高效率只有在高参数、高负荷时才显示出来，同时由于超超临界机组厚壁部件热应力对负荷变动率的限制，因此，超超临界机组在运行中应尽可能带高负荷，并尽量避免大幅度和快速变动负荷；¾通常降负荷时的负荷变动率要比升负荷时要求的更严一些。(4)负荷阶跃¾对于超超临界机组，在70％-95％MCR负荷范围内，能做到5％额定负荷的负荷阶跃，其中2.5％以上在5秒内完成，其余2.5％在30秒内完成，仅通过停止凝结水及相应的抽汽快关阀。¾在70％负荷以下另需采用汽轮机进汽阀节流来获得5％的负荷阶跃，也就是在负荷阶跃前，机组必须改进滑压运行方式。¾在40％MCR．负荷时，为满足

3、5％的负荷变动率，汽轮机节流约为8％-10％。(5)启动时间热态启动通常发生在晚间停机后，温态启动通常发生在周末停机后。二、超超临界机组运行的一些特殊问题(1)汽流对转子的激振增加汽流激振力提供的能量强弱取决于蒸汽密度和激振位置。超超临界机组高压部分的蒸汽密度极大，级间压差大，相应的蒸汽激振力也大。因此，超超临界机组汽流对转子的激振增加，除要研究和精心设计轴系及汽封结构外，在运行中对轴系稳定性问题要格外地精心调试和组织。(2)固体颗粒冲蚀趋于严重超超临界机组采用直流锅炉，锅炉及再热器管道内产生的氧化剥离物(取决于压力、温度、材料氧化特性及机组运行方式)进

4、入蒸汽中，使汽轮机高中压主汽调节阀、第一级喷嘴、动叶和再热后第一级静叶片、动叶片受到的固体颗粒冲蚀趋于严重。(3)关键零部件的疲劳损耗趋于严重¾超超临界机组压力、温度的提高后，要解决好锅炉、汽轮机耐压部件的强度、壁厚、膨胀、蠕变、热应力和低周疲劳性能之间的矛盾。¾若汽轮机转子材料仍用铬钼钒钢时，为适应600℃的再热进汽温度，要采用蒸汽冷却转子的高温部分，使其工作温度降至510℃左右。这也要解决好汽轮机中压进汽部分的冷却技术，包括冷却方式、冷却效果及转子温度场、温度应力及兼顾部件强度、膨胀、蠕变、热应力和低周疲劳性能之间的矛盾。¾在满足对超超临界机组的运行

5、性能的要求时，还要兼顾和解决超超临界机组关键零部件的疲劳损耗趋于严重的问题。三、旁路系统¾对超超临界机组而言，当输电线路等故障，当机组只带厂用电运行(即FCB工况)或维持3000r／min空转运行时，此时旁路系统吸收锅炉负荷与汽机负荷之差，且尽可能不使安全阀动作，则旁路容量选择比较大。¾高压旁路容量至少要75％BMCR容量以上，低压旁路容量可以采用50％BMCR容量。旁路阀全开时间不超过3秒。若旁路系统仅满足正常启动时机组的要求，旁路容量一般选用约40％BMCR容量左右。¾我国超超临界机组旁路系统宜选择两级串联旁路系统，使机组具有较高的运行灵活性，以加快

6、机组的启动速度，缩短启动时间，并具有较好的调峰能力。机组旁路系统的容量应结合机组的运行方式及旁路系统具有的功能来确定。四、高蒸汽参数对锅炉启动系统及变负荷运行特性的影响(1)锅炉启动系统¾直流锅炉在启动前必须建立一定的启动流量和启动压力，强迫工质流经受热面，使其得到冷却。¾直流锅炉不像汽包锅炉那样有汽包作为汽水固定的分界点，而在启停或低负荷运行过程中有可能提供的不是合格蒸汽，是汽水混合物，甚至是水。¾直流锅炉必须配套一个特有的启动系统，以保证锅炉启停和低负荷运行期间水冷壁的安全和正常供汽。启动流量一般选取为额定流量的30％-35％--丹麦：30％MCR-

7、-我国引进前苏联超临界锅炉启动流量为30％MCR--石洞口二厂锅炉：35％MCR--日本超临界锅炉25％-30％MCR。推荐的超超临界锅炉启动系统为：内置式分离器启动系统。我国：扩容器式内置式分离器启动系统。(2)高蒸汽参数对锅炉变负荷运行特性的影响(a)高参数对锅炉变负荷速率的影响亚临界自然循环汽包锅炉允许变负荷速度为0.6％MCR／min控制循环汽包锅炉：3.6％MCR／min螺旋管圈式直流锅炉：5％-8％MCR／min。超超临界机组的调峰速度主要取决于汽轮机热应力、胀差等因素，锅炉变负荷速度完全可以满足机组的负荷变化速度，国外超超临界机组的变负荷速

8、度一般为2％MCR／min。(b)超超临界锅炉的调峰幅度¾安全性：超超临界锅炉最