300MW机组滑压运行浅析

杨苏东

摘要：随着电力改革的不断深入，电力负荷峰谷差的日益增大，致使原来带基本负荷运行的机组不得不参与调峰甚至深度调峰，这就使得其低负荷运行时间增加。汽轮机长期处于低负荷运行状态，影响了机组的经济性。故研究汽轮机在变负荷时滑压运行对机组的节能降耗就具有十分重要的意义。本文分析了滑压运行对300MW机组运行的各种影响，为300WM机组的滑压运行提供了些许参考。

关键词：低负荷;滑压运行;节能

引言

某发电有限公司四台300MW机组为单轴、双缸、高中压合缸、亚临界、中间一次再热、双排汽式、凝汽式汽轮机组，其调峰范围在100%—40%之间。下图是利用热力试验计算得出的机组最佳滑压运行曲线。四台机组在调峰运行的时候，采用滑壓运行方式更能提高机组的效率。

1 滑压运行的概念

300MW机组的运行方式主要有滑压运行和定压运行两种。

定压运行是指新蒸汽压力和温度保持不变，通过改变调节阀门开度控制机组负荷。

滑压运行也称变压运行，理论上的滑压运行是指所有调节阀门全开，在任何负荷下都是通过调节主汽压力来调节负荷。实际应用的滑压运行有三种方式，一是将所有调节阀门全开方式，一般应用在滑参数启停机低负荷阶段;二是采取调节阀门不开足，保持一定开度进行滑压运行，这样会带来节流损失，应用情况较少;三是采用不是所有调节阀门全开，而是一部分调节阀门全开，一部分全关，这样在部分负荷时满足进汽量要求，也可以维持一定的主汽压力。

2 滑压运行的意义

机组的滑压运行方式对提高机组运行的经济性、安全性有着十分重要的意义。

滑压运行时，主蒸汽的流量和压力与机组负荷基本上成正比变化，而主蒸汽温度不随负荷变化。此时，随着机组负荷的降低，主蒸汽流量减少，而蒸汽比容增大，所以机组内蒸汽的体积流量基本不变，由于汽轮机调门开度及第一级通汽面积保持一定，大大减少了节流损失。同时，汽轮机各级速比、压力、焓降以及温度变化很小，从而使各级及整机的内效率基本不变，即在不同负荷时，汽轮机均可处在内效率偏离设计条件很小的范围内运行。

3 滑压运行对机组运行的影响

3.1对锅炉运行的影响

滑压运行时，外界负荷变化首先要调整燃烧和给水，改变锅炉的汽压和蒸汽流量，而汽包锅炉的蓄热量多，热惯性大，这就限制了汽压的变化速度，限制了锅炉适应外界负荷变化的速率。

滑压运行中，汽包压力的改变，使汽包的饱和温度发生改变，与之接触的金属壁温随着压力的变化而变化，金属中产生的交变应力对汽包和蒸发受热面是不利的。负荷变化的幅度越大，速度越快，产生的热应力也就越大，给锅炉的安全运行带来了隐患。

3.2对汽轮机运行的影响

3.2.1提高了调节级相对内效率及高压缸相对内效率

滑压运行的调节级相对内效率始终保持在比较高的水平，且变化幅度很小。滑压运行时，主蒸汽温度保持不变，同时由于新蒸汽压力降低，故容积流量基本保持不变，容积流量保持不变就使调节级喷嘴、动叶出口的流速不变，调节级的比焓降保持不变，速比也保持不变，所以调节级的相对内耗率基本保持不变，与之相反，定压运行调节级的相对内效率随负荷的下降而急剧下降。

高压缸相对内效率的变化趋势和调节级相对内效率变化趋势保持一致。这是因为调节级本身就是高压缸的一部分，调节级焓降在整个高压缸焓降中占有很大的比例。高压缸除了调节级以外还有压力级，而压力级变化的剧烈程度要小于调节级，因此导致高压缸效率的变化同调节级效率的变化幅度并不完全一样。

3.2.2 变负荷速率较大，提高机组参与电网一次调频的能力

相对于定压运行，滑压运行调节级级后温度不是随着机组负荷的降低而降低，二是随着负荷的降低而略有增加，而且温度变化的幅度很小，转子热应力较小，因此变负荷速率可以较大，大大地提高了机组参与电网一次调频的能力。

3.2.3 降低给水泵耗功

给水泵耗功对汽轮机运行经济性有很大影响。滑压运行时，由于蒸汽初压随着主蒸汽流量的降低而降低，给水泵出口所需的压力也就大大降低，同时由于使用了变转速给水泵，使得汽轮机给水泵可以通过改变转速来调节功率，因此可以节约更多的功率。

3.2.4对汽轮机轴系寿命的影响

滑压运行时，机组内部工质压力与定压运行时相比有显著不同，滑压运行时机组的高压部件均在较低的机械应力下工作，因而可延长机组的使用寿命。同时，由于汽轮机高、中、低压缸各级的汽温稳定，因此也可以进一步提高汽轮机的安全可靠性。

3.2.5 对加热器的安全性的影响

同一负荷下，滑压运行抽汽体积流量增大，抽汽压损加大，汽侧温度较高，使加热器金属的高温蠕变速度增大，对高压加热器的安全性产生不利影响。同时，低负荷时加热器疏水压差很小，容易发生疏水不畅和汽蚀，因此要备有正确的检测手段和相应的保护。

3.3对过热汽温、再热汽温的影响

在滑压升负荷初期，投入炉膛燃料的放热一方面用于工质的升温升压，另一方面还用于增加金属的蓄热。由于低压下蒸发潜热较大和锅炉具有较大的蓄热能力，所以开始升温时，实际投入炉膛的燃料量要超过同一负荷下不考虑金属蓄热的设计记算燃料量，从而造成炉膛出口烟温和烟气量急剧增加。由于过热器吸热的增加比通过它的工质流量的增加要快，热负荷的增加和工质冷却能力的不匹配使得管壁温度升高。同样，在滑压降负荷过程中，由于金属蓄热的释放和炉膛热负荷的降低滞后于蒸汽流量的减少，也引起管壁温度的升高。机组负荷加至一定阶段后该现象逐步消失，这是因为，随着负荷的增加，运行压力逐渐提高，此时用于增加金属蓄热的热量减少，蒸发吸热的份额也减少，实际投入的燃料量与设计计算燃料量逐渐接近，过热器的吸热和工质的冷却能力趋于新的平衡。

滑压运行时，高压缸排汽温度几乎不随机组功率而改变，不像定压运行那样，随负荷的降低而减少，这样就能使再热汽温在更大的负荷变化范围内维持其额定值不变，从而提高了锅炉适应低负荷运行的能力，也进一步提高了机组在低负荷情况下的经济性。

4 结论及建议

相对于定压运行，滑压运行虽然降低了朗肯循环的效率，但同时也降低了调节汽门的节流损失，提高了高压缸的内效率，降低了给水泵的耗功，提高了机组参与电网一次调频的能力。滑压运行方式体现了一定的经济性，尤其在机组低负荷变化阶段。我们要根据机组运行的实际情况，运用好滑压运行方式，保障机组高效安全经济运行。

参考文献：

[1]赵金峰.300MW汽轮机滑压运行热经济性评价方法研究[D].东北电力大学.2006年.

[2]赵金峰，张荣欣，李勇.300MW机组运行方式分析[J].东北电力大学学报（自然科学版），2008，02：68-71.