摘 要：本文通過上汽百萬機(jī)組調(diào)門全開、優(yōu)化滑壓、參考滑壓、日常滑壓，各負(fù)荷工況下供電煤耗比較，論述了超超臨界1000MW機(jī)組滑壓運(yùn)行應(yīng)用與分析；簡單介紹了滑壓運(yùn)行優(yōu)化的組合方案，為國內(nèi)類似機(jī)組滑壓運(yùn)行提供參考方案和借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：滑壓運(yùn)行；優(yōu)化應(yīng)用；數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

安慶電廠擴(kuò)建項(xiàng)目2×1000MW機(jī)組于2015年投產(chǎn)發(fā)電，該廠超超臨界1000MW汽輪機(jī)組是上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)西門子技術(shù)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在西門子公司T3000系統(tǒng)上，以艾默生OVTION系統(tǒng)為平臺開發(fā)的DEH系統(tǒng)。結(jié)合安慶電廠百萬機(jī)組現(xiàn)有的運(yùn)行方式，汽機(jī)調(diào)門基本運(yùn)行在30%開度以下，近似運(yùn)行在“日?；瑝骸狈绞较?，即使考慮到AGC、一次調(diào)頻等涉網(wǎng)調(diào)節(jié)需求，仍存在較大的滑壓優(yōu)化空間。

1.機(jī)組滑壓運(yùn)行工況分析

機(jī)組滑壓運(yùn)行是提高經(jīng)濟(jì)性的主要手段，是適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰節(jié)能降耗的需求。大型機(jī)組采用滑壓運(yùn)行，一方面維持主汽溫度不變，高壓缸排汽溫度不變。另一方面相同負(fù)荷情況下，增加調(diào)門開度，主蒸汽壓力低，給水泵出口壓力低，使小汽機(jī)進(jìn)汽流量降低。隨著高壓調(diào)門開度的增大，給水泵功耗因素使機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)提高。

2.機(jī)組滑壓運(yùn)行優(yōu)化組合方案

對于火力燃煤機(jī)組來說，AGC屬于連續(xù)調(diào)節(jié)，對負(fù)荷響應(yīng)速率要求相對較低；而一次調(diào)頻則主要依靠汽機(jī)調(diào)門的迅速動(dòng)作來釋放機(jī)組蓄熱以達(dá)到快速響應(yīng)調(diào)頻負(fù)荷要求的目的。國標(biāo)要求火電機(jī)組的一次調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)能力不低于機(jī)組額定容量的6%。

為了減少汽機(jī)節(jié)流損失，同時(shí)又不犧牲機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)性能，需綜合兩方面因素對機(jī)組實(shí)施滑壓優(yōu)化：一是通過其他調(diào)節(jié)手段提升機(jī)組一次調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)能力，減少一次調(diào)頻對汽機(jī)調(diào)門開度的依賴與限制；二是通過合理的滑壓優(yōu)化運(yùn)行方式，使得汽機(jī)調(diào)門盡可能運(yùn)行在最優(yōu)的閥位，提升汽機(jī)通流效率。

為此提出了如下的組合方法對機(jī)組進(jìn)行整體運(yùn)行優(yōu)化：

（1）凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻優(yōu)化

凝結(jié)水節(jié)流調(diào)節(jié)負(fù)荷，其本質(zhì)是通過改變流經(jīng)低壓加熱器的凝結(jié)水流量，減少低加抽汽量，使抽汽回汽機(jī)做功提升負(fù)荷輸出，達(dá)到調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)的目的。

1000MW機(jī)組的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

根據(jù)試驗(yàn)情況分析：

凝結(jié)水流量減少引起的功率增加可以達(dá)到20MW，并且凝結(jié)水節(jié)流后功率增加能維持3min～5min。

（2）汽機(jī)滑壓設(shè)定優(yōu)化

根據(jù)凝結(jié)水節(jié)流調(diào)頻優(yōu)化的效果，其調(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)可達(dá)到20MW。在此基礎(chǔ)上，需要汽機(jī)調(diào)門承擔(dān)的一次調(diào)頻響應(yīng)能力大大降低。在實(shí)施滑壓優(yōu)化時(shí)的具體目標(biāo)為：在協(xié)調(diào)投入負(fù)荷范圍內(nèi)，以試驗(yàn)的方式確定調(diào)門運(yùn)行開度及壓損，以保證此時(shí)調(diào)門的調(diào)頻能力在40MW左右。即汽機(jī)調(diào)門閥位目標(biāo)大致在35%～40%。

（3）機(jī)組協(xié)調(diào)控制優(yōu)化

在進(jìn)行滑壓優(yōu)化的過程中，由于改變了汽機(jī)工況和機(jī)組正常運(yùn)行參數(shù)，使得鍋爐和汽機(jī)的協(xié)調(diào)關(guān)系發(fā)生了較大的變化。必須對機(jī)組CCS協(xié)調(diào)控制回路進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化調(diào)整，以使得機(jī)組負(fù)荷、汽壓等調(diào)節(jié)品質(zhì)得到一定的改善；同時(shí)需對過熱度和汽溫控制回路進(jìn)行相應(yīng)的控制策略和參數(shù)的調(diào)整，以適應(yīng)機(jī) 組新的運(yùn)行工況，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

安慶電廠百萬機(jī)組在投入商業(yè)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)汽機(jī)廠的滑壓曲線運(yùn)行，其“日?；瑝骸惫r下調(diào)門開度大致運(yùn)行在30%左右；在考慮了汽機(jī)調(diào)門裕量足夠保證AGC及一次調(diào)頻調(diào)節(jié)幅度響應(yīng)的情況下，設(shè)定了“參考滑壓”工況，其調(diào)門開度大致運(yùn)行在35%左右，負(fù)荷響應(yīng)裕量約6%～7%Pe；而“優(yōu)化滑壓”工況下調(diào)門運(yùn)行在45%閥位點(diǎn)，此時(shí)調(diào)門負(fù)荷響應(yīng)裕量大致在2%Pe左右，機(jī)組能響應(yīng)AGC狀態(tài)下負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要；“調(diào)門全開”工況是理論上汽機(jī)節(jié)流損失最小的工況。

表2 為機(jī)組各滑壓優(yōu)化工況下主汽壓及調(diào)門閥點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)的對比。

通過試驗(yàn)的方式對上述（“調(diào)門全開”、“優(yōu)化滑壓”、“參考滑壓”和“日?；瑝骸保?種運(yùn)行方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析比較，將各工況試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，繪制成發(fā)電熱耗、供電煤耗與發(fā)電機(jī)輸出功率的關(guān)系曲線，分析比較不同滑壓方式下機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。圖1和圖2分別為幾種運(yùn)行方式下的熱耗率和供電煤耗情況：

從圖1中幾條數(shù)據(jù)曲線差異來看，調(diào)門開度45%的“優(yōu)化滑壓”方式熱耗曲線與“調(diào)門全開”滑壓方式熱耗曲線非常接近，此兩種運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性差異非常小。而調(diào)門開度在35%的“參考滑壓”方式在較低的負(fù)荷段時(shí)（500MW～700MW），接近于“優(yōu)化滑壓”方式。

圖2為4種運(yùn)行方式下機(jī)組供電煤耗率隨負(fù)荷變化的情況，縱坐標(biāo)為基于發(fā)電熱耗、鍋爐效率、廠用電率和管道效率計(jì)算出的供電煤耗率，橫坐標(biāo)為修正后發(fā)電機(jī)功率。

圖1曲線與圖2曲線比較可知，各負(fù)荷工況下機(jī)組滑壓運(yùn)行方式供電煤耗最大差異在2g/kWh以內(nèi)。由于同負(fù)荷工況機(jī)組不同滑壓方式鍋爐效率、廠用電率、管道效率采用同值，因此不同滑壓方式供電煤耗差異與發(fā)電熱耗差異規(guī)律相同，即“調(diào)門全開”方式煤耗最低，“優(yōu)化滑壓”方式次之，“參考滑壓”方式第三，“日常滑壓”方式相對最高。

結(jié)語

采用上述滑壓優(yōu)化方式后汽機(jī)調(diào)門的綜合運(yùn)行閥位大致在35%～40%，此時(shí)調(diào)門壓損大致在9%左右。對比現(xiàn)有運(yùn)行方式，在滑壓優(yōu)化后其煤耗可下降約0.5g/kWh。

假設(shè)機(jī)組年上網(wǎng)小時(shí)數(shù)6000h，按照機(jī)組負(fù)荷率75%計(jì)算，百萬機(jī)組每年煤耗可節(jié)省近2250t，按現(xiàn)有煤價(jià)500元/噸計(jì)算，將為機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性帶來巨大的提升。

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