王寶玉+沈敏

摘要：隨著用電容量和最高負(fù)荷與最低負(fù)荷之間的差值越來(lái)越大，汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，本文介紹了汽輪機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)采用的定壓和滑壓兩種運(yùn)行方式下的特點(diǎn)，然后介紹了不同調(diào)節(jié)方式對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；變負(fù)荷；運(yùn)行方式；

1 前言

科技水平的不斷提升很大程度上促進(jìn)了電力的快速發(fā)展，這就使電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在國(guó)家能源政策的要求前提下進(jìn)行轉(zhuǎn)變，隨著最高負(fù)荷和最低負(fù)荷之間的差值越來(lái)越大，負(fù)荷峰谷差值出現(xiàn)的頻率越來(lái)越頻繁，這就要求我們要采取不同的調(diào)峰方式和調(diào)峰機(jī)組，隨著調(diào)峰機(jī)組容量的增加，迫使大容量的調(diào)峰機(jī)組在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，汽輪機(jī)長(zhǎng)期處于低負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，汽輪機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求從而造成熱經(jīng)濟(jì)性的降低，對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生了一定的影響，針對(duì)這一問(wèn)題本文主要介紹汽輪機(jī)不同運(yùn)行方式的特點(diǎn)，討論調(diào)節(jié)方式的差異性對(duì)經(jīng)濟(jì)造成的影響。

2 汽輪機(jī)不同運(yùn)行方式的介紹

影響汽輪機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的因素主要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行的環(huán)境、設(shè)備的工況、運(yùn)行方式和運(yùn)行人員的技術(shù)水平，這幾項(xiàng)因素中運(yùn)行方式可以人為調(diào)節(jié)，不同運(yùn)行方式對(duì)汽輪機(jī)造成的熱經(jīng)濟(jì)性也不同，汽輪機(jī)在低負(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)行方式主要有兩種，一種是定壓運(yùn)行方式，另一種是滑壓運(yùn)行方式。

汽輪機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，主蒸汽壓力是會(huì)隨著負(fù)荷的變化而變化，一般保持一定的額定的壓力運(yùn)行，這種汽輪機(jī)運(yùn)行方式被稱為定壓運(yùn)行，定壓運(yùn)行方式主要采用噴嘴配汽和節(jié)流配汽兩種方式，節(jié)流配汽在進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)主要針對(duì)調(diào)速汽門進(jìn)行節(jié)流，然后降低主蒸汽壓力，直到降低到所需負(fù)荷為止，而噴嘴配汽需要通過(guò)4個(gè)或者8個(gè)調(diào)速汽門來(lái)改變進(jìn)汽量，節(jié)流只設(shè)置在一個(gè)閥門上。

定壓運(yùn)行的節(jié)流配汽運(yùn)行方式的特點(diǎn)有四個(gè)，一是在允許負(fù)荷范圍內(nèi)，主蒸汽壓力值不會(huì)受到影響。二是在部分負(fù)荷運(yùn)行條件下，隨著調(diào)速汽門節(jié)流的增大汽輪機(jī)組相應(yīng)損耗也隨之增多。三是應(yīng)用定壓節(jié)流的配汽方式，在結(jié)構(gòu)上沒有用到調(diào)節(jié)級(jí)，所以在設(shè)計(jì)和制造時(shí)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。四是流量在發(fā)生變化時(shí)，各級(jí)的溫度沒有隨之改變，所以采用節(jié)流配汽的定壓運(yùn)行方式對(duì)負(fù)荷變化有很好的適應(yīng)性。

噴嘴配汽和節(jié)流配汽的運(yùn)行方式有一定的相似，又有一定的差異性，噴嘴配汽的特點(diǎn)有四方面，一是所有負(fù)荷投入運(yùn)行時(shí)，主蒸汽壓力值是一個(gè)定值。二是噴嘴配汽運(yùn)行方式在運(yùn)行時(shí)，僅僅在單個(gè)閥門上實(shí)現(xiàn)節(jié)流，一定程度上減小了節(jié)流的損失。三是噴嘴定壓運(yùn)行方式在運(yùn)行時(shí)，沒有采用調(diào)節(jié)級(jí)，所以其運(yùn)行方式在設(shè)計(jì)和制造時(shí)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。四是采用噴嘴定壓運(yùn)行方式，一樣的蒸汽流量在引用調(diào)節(jié)級(jí)后的蒸汽濕度比其他運(yùn)行方式條件下的濕度變化要大。所以相應(yīng)的對(duì)汽輪機(jī)組的損耗要比其他方式運(yùn)行多。

滑壓運(yùn)行方式又可詳細(xì)分為三種，分別是負(fù)荷滑壓運(yùn)行方式、節(jié)流滑壓運(yùn)行方式和全滑壓運(yùn)行方式。全滑壓運(yùn)行方式是指汽輪機(jī)在滑壓運(yùn)行時(shí)，將調(diào)節(jié)汽門全開，結(jié)合負(fù)荷大小的參考量，適當(dāng)調(diào)控進(jìn)入鍋爐的給水量、空氣進(jìn)入量和燃料量，通過(guò)調(diào)控來(lái)控制鍋爐出口的汽壓和流量等，然后負(fù)荷會(huì)隨著升降發(fā)生相應(yīng)的改變，在調(diào)控過(guò)程中要保持出口汽溫保持不變，以此來(lái)保證汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度維持在固定值，流量和進(jìn)汽壓力隨著負(fù)荷的變化而呈現(xiàn)一定程度的改變，根據(jù)這一原理可以對(duì)汽輪機(jī)的功率進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)。節(jié)流滑壓運(yùn)行方試不需要調(diào)節(jié)級(jí)，所以第一級(jí)為全周進(jìn)汽模式，關(guān)小節(jié)流調(diào)節(jié)汽門5%-15%范圍內(nèi)后，再通過(guò)滑壓運(yùn)行。如果負(fù)荷急劇升高，就要加大節(jié)

流調(diào)節(jié)汽門，如果負(fù)荷出現(xiàn)急速下降就要減小節(jié)流調(diào)節(jié)汽門，跟進(jìn)鍋爐燃燒狀況后，調(diào)節(jié)汽門的開度要進(jìn)行恢復(fù)，這樣就可以很好的控制鍋爐的熱慣性，避免負(fù)荷急劇變化帶來(lái)的影響。節(jié)流滑壓運(yùn)行方式也有一定的缺點(diǎn)，節(jié)流調(diào)價(jià)閥門運(yùn)行時(shí)存在一定損失。實(shí)際運(yùn)行時(shí)一般采用復(fù)合滑壓運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式采用噴嘴配汽模式，在高負(fù)荷范圍內(nèi)應(yīng)用定壓運(yùn)行，主要是通過(guò)啟閉汽門進(jìn)行調(diào)節(jié)，在低負(fù)荷范圍內(nèi)只要關(guān)掉最后一個(gè)或者兩個(gè)調(diào)節(jié)汽門，所以負(fù)荷在發(fā)生急劇變化時(shí)，可以及時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)汽門進(jìn)行操作來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。

3 調(diào)節(jié)方式的差異對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響

汽輪機(jī)在變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會(huì)隨著運(yùn)行方式的不同機(jī)組各級(jí)的壓力、溫度和效率也會(huì)有不同程度的差別，最后使給水泵或凝汽器等一些設(shè)備的工況發(fā)生一定的變化，相應(yīng)的汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也會(huì)隨之受到影響。不同的運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組內(nèi)的效率、循環(huán)熱效率和給水泵造成一定的影響。

滑壓運(yùn)行方式機(jī)組的主蒸汽溫度是一個(gè)定值，雖然汽輪機(jī)組受到壓力和流量的影響，隨著負(fù)荷的減小而減小，但是最終的新汽容積量始終維持在一個(gè)定值內(nèi)，所以新汽的容積量不不會(huì)發(fā)生改變，而各級(jí)噴嘴和動(dòng)葉出口的流速也不會(huì)發(fā)生變化，最終造成內(nèi)效率發(fā)生改變，噴嘴配汽定壓運(yùn)行方式在部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)比偏離設(shè)計(jì)的最佳值，最后會(huì)對(duì)其效率產(chǎn)生一定的影響。

一般條件下，在部分負(fù)荷運(yùn)行條件下的滑壓運(yùn)行機(jī)組的鍋爐平均吸熱溫度會(huì)隨著吸熱壓力的下降而產(chǎn)生一定程度的下降，在這種條件下，冷源平均放熱的溫度可以一定程度上維持不變，這樣會(huì)使理想狀態(tài)下的循環(huán)效率低于定壓運(yùn)行機(jī)組的理想循環(huán)效率很多，而這兩種形式之間的差距由多種因素共同作用的，這些因素主要有設(shè)計(jì)時(shí)的初壓、再熱壓力和主蒸汽溫度等。

大功率的機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，給水泵的耗功占主機(jī)功率的比重會(huì)隨著蒸汽參數(shù)的增加而增加，也就是說(shuō)，蒸汽參數(shù)越高，給水泵占主機(jī)功率的比重就會(huì)越大。在滑壓運(yùn)行時(shí)，給水泵在部分負(fù)荷下的耗功會(huì)很大程度上減小。超過(guò)初壓臨界值的機(jī)組，當(dāng)設(shè)計(jì)的負(fù)荷值減小時(shí)，滑壓運(yùn)行方式要比定壓運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，并且負(fù)荷下降的越多，滑壓運(yùn)行方式越經(jīng)濟(jì)。低于初壓臨界值的機(jī)組，只有在負(fù)荷下降到一定值時(shí)，采用滑壓運(yùn)行方式才經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行負(fù)荷越低，滑壓運(yùn)行方式下的機(jī)組越能接受到給水泵耗功減少的補(bǔ)償，所以先定壓后滑壓運(yùn)行的方式最經(jīng)濟(jì)。

4 結(jié)論

本文主要討論了汽輪機(jī)組在變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響，首先分別介紹了汽輪機(jī)的不同運(yùn)行方式，主要有定壓運(yùn)行方式和滑壓運(yùn)行方式，滑壓運(yùn)行方式又分為負(fù)荷滑壓運(yùn)行方式、節(jié)流滑壓運(yùn)行方式和全滑壓運(yùn)行方式，分析了兩種運(yùn)行方式的差別，然后結(jié)合運(yùn)行方式的特點(diǎn)分別闡述了不同運(yùn)行方式對(duì)循環(huán)熱效率、對(duì)機(jī)組內(nèi)效率和對(duì)給水泵耗功的影響，最后詳細(xì)分析了不同調(diào)節(jié)方式對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響。

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