电厂汽轮机变负荷运行能耗分析

2017-03-24蔡军

中国科技纵横 2017年2期

关键词：能耗

蔡军

摘要：为了应对电网负荷的变动，调峰电厂汽轮机经常需要变负荷运行。当汽轮机运行参数偏离额定工况时，汽轮机的热经济性能会有明显的降低。对汽轮机的变负荷运行方式进行调整和改进是解决这一问题的关键。首先介绍了定压运行和滑压运行两种汽轮机变负荷运行方式；其次对汽轮机变负荷运行的经济性进行了分析；最后结合实例对不同运行方式的能耗进行对比，得出滑压运行方式更适合部分低负荷运行的结论。

关键词：汽轮机组；变负荷；定压运行；滑压运行；能耗

中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0124-01

汽轮机的额定工况一般为其效率最优的工况，当运行参数偏离额定工况时，汽轮机的热经济性能会有很明显的降低，进而降低整个机组的热效率。为了解决这个问题，需要我们在机组安全稳定运行的前提下，对汽轮机的变负荷运行方式进行调整和改进，从而提高机组在变负荷运行时的热效率。

本文主要对不同运行方式下，电厂汽轮机变负荷运行能耗进行了分析和研究，并从中选出最优的运行方式。通过对运行方式的调整，可以显著地降低机组的能耗，提高机组运行的热效率和安全性。

1 汽轮机变负荷运行方式简介

汽轮机的变负荷运行方式可以分为定压运行和滑压运行两种。

定压运行的调节方式在本质上是一种量调节的方式，是在不改变蒸汽的压力和温度的前提下，通过对进汽调节阀的开度进行调整，来改变汽轮机进气量，从而实现负荷的调节[1]。

定压运行时，汽轮机组的配汽方式主要分为两种，即节流配汽调节和喷嘴配汽调节。

滑压运行的调节方式在本质上是一种质调节的方式，是通过改变蒸汽的压力和温度，而不对进汽调节阀的开度进行调整，从而实现负荷的调节[2]。

滑压运行方式主要有三种：纯滑压运行方式、节流滑压运行方式、复合滑压运行方式。

2 汽轮机变负荷运行的热经济性比较

2.1 不同运行方式下的热经济性的比较

不同运行方式下的热经济性的比较分为以下几个方面：调节阀的压力损失、机组的相对内效率、机组的循环热效率、主蒸汽温度和再热蒸汽温度的影响和给水泵的耗功。文献[3]通过对以上几个方面的分析得出“定-滑-定”的調节方式是最佳的全负荷运行方式。所以，目前在汽轮机调节方式的选择上，普遍采取复合调节方式，在机组负荷处于额定区域以及较低的负荷区域时，采用定压的运行方式；在机组负荷处于中等区域时，采用滑压的运行方式。

2.2 汽轮机组变负荷运行的热经济性比较

文献[4]指出，汽轮机的汽耗率、热效率和绝对电效率是衡量机组热经济性能的主要指标，所以可以通过上述三个指标来对汽轮机组变负荷运行的热经济性能进行比较。

汽轮机的汽耗率用d来表示，它的含义是机组产生1KW·h的电能时，对应的汽轮机的蒸汽消耗量，即主蒸汽流量D0与发电机电功率Pc的比值：

（1）

汽轮机的热耗率用q来表示，它的含义是机组产生1KW·h的电能时，对应的汽轮机的煤的消耗量，即汽耗率d与锅炉给水焓hfw和主蒸汽焓h0差值的乘积：

（2）

绝对电效率可以用来表示，它的含义是发电机的功率pc与循环吸热量q的比值：

（3）

3 汽轮机变负荷运行的能耗分析

由上文可知汽轮机的汽耗率、热效率和绝对电效率是衡量机组热经济性能的主要指标，而且这三个参数之间的趋势是一致的，所以只需要选择一个参数进行分析就可以。

本文选取绝对电效率作为研究对象，以某600MW机组为例，选取175MW、245MW、305MW、450MW、600MW 5个工况进行研究，将汽轮机参数代入公式（3）可以得到图1的计算结果。

通过对图1进行分析可得随着机组负荷的降低，滑压运行方式下机组的绝对电效率要高于定压运行方式，而在高负荷时，两种运行方式的差别并不明显。