刍议汽轮机变负荷运行时经济运行方式

王宝玉+沈敏

摘要：随着用电容量和最高负荷与最低负荷之间的差值越来越大，汽轮机变负荷运行的要求也越来越严格，本文介绍了汽轮机在低负荷运行时采用的定压和滑压两种运行方式下的特点，然后介绍了不同调节方式对经济性产生的影响。

关键词：汽轮机；变负荷；运行方式；

1 前言

科技水平的不断提升很大程度上促进了电力的快速发展，这就使电力产业结构在国家能源政策的要求前提下进行转变，隨着最高负荷和最低负荷之间的差值越来越大，负荷峰谷差值出现的频率越来越频繁，这就要求我们要采取不同的调峰方式和调峰机组，随着调峰机组容量的增加，迫使大容量的调峰机组在低负荷状态下运行，汽轮机长期处于低负荷运行的状态，汽轮机低负荷运行时达不到设计要求从而造成热经济性的降低，对经济性产生了一定的影响，针对这一问题本文主要介绍汽轮机不同运行方式的特点，讨论调节方式的差异性对经济造成的影响。

2 汽轮机不同运行方式的介绍

影响汽轮机低负荷运行热经济性的因素主要有系统的设计、运行的环境、设备的工况、运行方式和运行人员的技术水平，这几项因素中运行方式可以人为调节，不同运行方式对汽轮机造成的热经济性也不同，汽轮机在低负荷状态下的运行方式主要有两种，一种是定压运行方式，另一种是滑压运行方式。

汽轮机在正常运行时，主蒸汽压力是会随着负荷的变化而变化，一般保持一定的额定的压力运行，这种汽轮机运行方式被称为定压运行，定压运行方式主要采用喷嘴配汽和节流配汽两种方式，节流配汽在进行调节时主要针对调速汽门进行节流，然后降低主蒸汽压力，直到降低到所需负荷为止，而喷嘴配汽需要通过4个或者8个调速汽门来改变进汽量，节流只设置在一个阀门上。

定压运行的节流配汽运行方式的特点有四个，一是在允许负荷范围内，主蒸汽压力值不会受到影响。二是在部分负荷运行条件下，随着调速汽门节流的增大汽轮机组相应损耗也随之增多。三是应用定压节流的配汽方式，在结构上没有用到调节级，所以在设计和制造时相对比较简单。四是流量在发生变化时，各级的温度没有随之改变，所以采用节流配汽的定压运行方式对负荷变化有很好的适应性。

喷嘴配汽和节流配汽的运行方式有一定的相似，又有一定的差异性，喷嘴配汽的特点有四方面，一是所有负荷投入运行时，主蒸汽压力值是一个定值。二是喷嘴配汽运行方式在运行时，仅仅在单个阀门上实现节流，一定程度上减小了节流的损失。三是喷嘴定压运行方式在运行时，没有采用调节级，所以其运行方式在设计和制造时相对比较简单。四是采用喷嘴定压运行方式，一样的蒸汽流量在引用调节级后的蒸汽湿度比其他运行方式条件下的湿度变化要大。所以相应的对汽轮机组的损耗要比其他方式运行多。

滑压运行方式又可详细分为三种，分别是负荷滑压运行方式、节流滑压运行方式和全滑压运行方式。全滑压运行方式是指汽轮机在滑压运行时，将调节汽门全开，结合负荷大小的参考量，适当调控进入锅炉的给水量、空气进入量和燃料量，通过调控来控制锅炉出口的汽压和流量等，然后负荷会随着升降发生相应的改变，在调控过程中要保持出口汽温保持不变，以此来保证汽轮机的进汽温度维持在固定值，流量和进汽压力随着负荷的变化而呈现一定程度的改变，根据这一原理可以对汽轮机的功率进行一定程度的调节。节流滑压运行方试不需要调节级，所以第一级为全周进汽模式，关小节流调节汽门5%-15%范围内后，再通过滑压运行。如果负荷急剧升高，就要加大节

流调节汽门，如果负荷出现急速下降就要减小节流调节汽门，跟进锅炉燃烧状况后，调节汽门的开度要进行恢复，这样就可以很好的控制锅炉的热惯性，避免负荷急剧变化带来的影响。节流滑压运行方式也有一定的缺点，节流调价阀门运行时存在一定损失。实际运行时一般采用复合滑压运行方式，这种运行方式采用喷嘴配汽模式，在高负荷范围内应用定压运行，主要是通过启闭汽门进行调节，在低负荷范围内只要关掉最后一个或者两个调节汽门，所以负荷在发生急剧变化时，可以及时对调节汽门进行操作来达到调节的目的。

3 调节方式的差异对经济性产生的影响

汽轮机在变负荷运行时会随着运行方式的不同机组各级的压力、温度和效率也会有不同程度的差别，最后使给水泵或凝汽器等一些设备的工况发生一定的变化，相应的汽轮机运行的经济性也会随之受到影响。不同的运行方式对机组内的效率、循环热效率和给水泵造成一定的影响。

滑压运行方式机组的主蒸汽温度是一个定值，虽然汽轮机组受到压力和流量的影响，随着负荷的减小而减小，但是最终的新汽容积量始终维持在一个定值内，所以新汽的容积量不不会发生改变，而各级喷嘴和动叶出口的流速也不会发生变化，最终造成内效率发生改变，喷嘴配汽定压运行方式在部分负荷运行状态下的调节级数比偏离设计的最佳值，最后会对其效率产生一定的影响。

一般条件下，在部分负荷运行条件下的滑压运行机组的锅炉平均吸热温度会随着吸热压力的下降而产生一定程度的下降，在这种条件下，冷源平均放热的温度可以一定程度上维持不变，这样会使理想状态下的循环效率低于定压运行机组的理想循环效率很多，而这两种形式之间的差距由多种因素共同作用的，这些因素主要有设计时的初压、再热压力和主蒸汽温度等。

大功率的机组在运行时，给水泵的耗功占主机功率的比重会随着蒸汽参数的增加而增加，也就是说，蒸汽参数越高，给水泵占主机功率的比重就会越大。在滑压运行时，给水泵在部分负荷下的耗功会很大程度上减小。超过初压临界值的机组，当设计的负荷值减小时，滑压运行方式要比定压运行经济，并且负荷下降的越多，滑压运行方式越经济。低于初压临界值的机组，只有在负荷下降到一定值时，采用滑压运行方式才经济，运行负荷越低，滑压运行方式下的机组越能接受到给水泵耗功减少的补偿，所以先定压后滑压运行的方式最经济。

4 结论

本文主要讨论了汽轮机组在变负荷运行状态下对经济性产生的影响，首先分别介绍了汽轮机的不同运行方式，主要有定压运行方式和滑压运行方式，滑压运行方式又分为负荷滑压运行方式、节流滑压运行方式和全滑压运行方式，分析了两种运行方式的差别，然后结合运行方式的特点分别阐述了不同运行方式对循环热效率、对机组内效率和对给水泵耗功的影响，最后详细分析了不同调节方式对经济性产生的影响。

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