浅谈1000MW超超临界汽轮机配汽方式优化试验

吴正勇

摘 要：介绍了某电厂1000MW 超超临界机组调门优化滑压试验和负荷变动试验情况。通过试验得到，在高压调门开度为30%和50%时，热耗率分别比高压调门全开时大35 （kJ/kW·h）和15（kJ/kW·h）；在补气阀限位25%开度运行条件下，当高压调门开度为50%时，机组对负荷变化的响应速度较快，能够满足电网对偏差的要求。试验表明，采用50%调门开度的滑压曲线运行，可兼顾机组经济性和负荷响应能力。

关键词：1000MW 超超临界汽轮机 配汽方式 优化试验

上海汽轮机有限公司设计制造的N1000-26.25/600/600型汽轮机，系超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、凝汽式汽轮机。汽轮机的调节方式是节流调节，机组在实际运行中，由于需要满足电网AGC和一次调频质量等要求，高压调门经常不全开且开度较小，导致较大的节流损失，影响机组运行的经济性。因此，研究调节阀开度对机组经济性的影响，对进一步提高机组的经济运行水平具有重要意义。

1、调门优化滑压试验

1.1机组优化前高压调门开度

机组实际运行滑压参数和调门开度见表1。由表1数据可以看出，各工况中，除在额定负荷工况下高压调门开度接近全开，在很大的负荷范围内，高压调门开度都只有30%～31%，造成高压缸效率下降约4个百分点。

1.2 调门优化滑压试验

调门优化试验的目的在于确定各负荷点下機组的最优调门状态（对应最佳主汽压力），在满足机组安全性和调节性能要求的同时，实现经济性最优。试验按标准GB/T8117.2-2008进行，试验测点按照试验标准要求进行布置。试验仪表部分使用专用仪表，部分使用电厂仪表。主要测点有发电机端电功率、主蒸汽压力和温度、高压缸排汽压力和温度、热再热蒸汽压力和温度、最终给水温度、中压缸排汽压力和温度、低压缸排汽压力、给水流量、再热减温水流量和其他辅助流量、1号和2号高加进汽压力、进出水温度和疏水温度等。采用给水流量作为基准流量，流量使用现场给水测量装置测量。

机组运行参数稳定，调门状态能够按照试验要求调整并保持稳定。主要运行参数如主蒸汽温度、热再热蒸汽温度、低压缸排汽压力等应尽可能接近设计值，以减少修正量。

试验采用阀位基准，在500MW、600 MW、700 MW、800 MW各负荷点下，调节阀位在30%～100%范围内变化，完成了经济性寻优试验，获得各负荷点相应阀位下的最佳主汽压力。

1.3 调门优化滑压试验结果

1.3.1 高压缸效率随调门开度变化的规律

图1为全部试验负荷点上的高压缸效率与调门开度的关系曲线，试验结果表明，高压缸效率的高低很大程度上取决于调门开度的大小，与负荷的关系不大；高压调门开度与高压缸效率存在着对应关系。同时，曲线也反映出，当调门开度增大到70%以上时，高压缸效率随调门开度的变化就不再明显。这说明，高压调门节流的影响，主要在开度小于70%的范围内，当高压调门开度大于70%之后，节流就很小了。

1.3.2热耗率随调门开度变化的规律图2为3个在不同调节阀开度下修正后的发电机功率和热耗率的关系曲线。图中自上而下的3条曲线分别对应高压调门开度30%、高压调门50%开度和高压调门100%开度。

可以看出，在各负荷点下，高压调门开度100%时热耗率最小，高压调门开度30%时热耗率最大。在各负荷下，高压调门开度30%时的热耗率比高压调门100%开度工况的热耗率大35kJ/（kW·h）左右；在各负荷下，高压调门开度50%时的热耗率比高压调门100%开度工况的热耗率大155kJ/（kW·h）左右。

2、调门优化负荷变动试验

2.1 试验目的

在目前补汽阀限位（限值为25%开度）运行条件下，为了在机组的控制系统中实现寻优后的运行方式和参数，应通过负荷变动试验，掌握经济性寻优后的工况下机组的负荷调节性能。试验将考察机组在各负荷点、新的高压调门开度（对应新的主汽压力值）下对负荷变化快速响应的能力，以满足电网调频。

负荷变动范围：50%～100%额定负荷。以阶跃量改变机组负荷，每次负荷变化幅度为100 MW或50 MW，试验期间也可根据实际情况安排其他变化幅度的试验。

负荷变动试验结果的评价包括对负荷响应速度的评价，以及对参数动静态偏差的评价。

2.2 机组负荷变动试验结果

机组负荷变动试验工况的补汽阀开度限值为25%。试验时负荷范围包括通常运行的主要负荷段，负荷变动幅度主要为100MW和50MW，包括了升负荷和降负荷的过程。试验结果表明：在大部分负荷变动情况下，负荷响应延迟超过60s，在某些情况下超过2min。在500～1000 MW范围内，当负荷变动指令达到目标负荷时，实际负荷与目标负荷的偏差通常大于10 MW。

3、结论

在各运行负荷下，高压调门开度30%时的热耗率比高压调门全开时的热耗率大35kJ/（kW·h）；高压调门开度50%时的热耗率比高压调门全开时的热耗率大15kJ/（kW·h）。