600MW機組滑壓曲線運行分析及實施

楊建平

（華電包頭發電有限公司，內蒙古自治區包頭0140 13）

0 引言

面對當前電力行業節能減排的嚴峻形勢，汽輪機組運行的安全經濟性愈加重要。在機組變工況運行時，尤其帶低負荷時，滑壓與定壓兩種不同運行方式對機組熱經濟性影響很大。定壓運行節流損失大；滑壓運行可以提高高壓缸內效率及蒸汽溫度，并降低給水泵電耗，但由于壓力降低致使循環熱效率降低缺點。因此對機組運行方式進行優化，是對機組節能一項較為有效的措施。本文針對600 MW機組實際運行中如何降低汽輪機的熱耗，提高機組運行安全經濟性，采用不同工況下兩種運行方式進行試驗研究分析，確定機組變工況時最佳滑壓運行曲線。

1 滑壓曲線理論依據

對再熱機組來說，中壓調節汽門在各工況下均保持全開，工況變化時再熱蒸汽參數變化不大，故中低壓缸的內效率基本保持不變（假設機組背壓變化不大），則汽機內效率的變化主要在于高壓調閥節流引起的高壓缸內效率變化（調閥全開下的汽機內效率視為常數）。

依據以上要求，在充分借鑒機組制造廠家及多方經驗基礎上，通過對運行數據參數的分析判斷，得出制滑壓曲線須遵守的原則，如下所示：

（1）盡量保證閥點運行。一般順序閥運行機組，高壓調節閥開啟的順序為：#1、2→#3→#4。根據滑壓運行負荷范圍300～600 MW，盡量保持“#1、2高壓調節閥全開”、“#3高壓調節閥全開”、“#4高壓調節閥全開”這三種閥點是最理想狀態。但實際運行中此種情況較少，若能保證上述閥點開度在60%以上，根據閥門特性認為此時閥門節流損失最小，經濟性最高。

（2）充分考慮高壓調節閥的重疊度。由于汽機廠家考慮到調門開啟對汽機應力的影響，為保證機組的安全性，進行了調門重疊度考慮。在機組實際運行中，當上一個調門開度大于85%時，下一個調門即將開啟。為了避免下一個調門開啟的節流損失，要考慮高壓調節閥的重疊度對機組經濟性的影響。

（3）考慮滑壓曲線對機組AGC及CCS響應的影響，滑壓曲線盡量要平滑，斜率要小，減少對鍋爐燃燒的擾動，保證機組運行的安全性。根據鍋爐燃燒優化的要求及機組適應負荷的響應，按照15 MW/min的響應速度及壓力跟蹤，發現滑壓曲線應平滑，斜率要小，否則鍋爐燃燒調節幅度過大，容易出現鍋爐超壓、超溫現象。

（4）要考慮低壓運行對高壓缸排汽溫度的影響，避免高壓缸排汽溫度過高對機組安全造成一定的影響。滑壓運行時進汽壓力降低使得蒸汽比熱下降，高壓缸排汽溫度上升，循環吸熱量減少，循環熱效率提高，并且因給水流量減少而降低小汽機耗汽量，增加汽輪機作功量。但高壓缸排汽缸溫度過高，易造成再熱汽溫上升，再熱器超溫，同時減溫水量增加，機組經濟性降低。

（5）滑壓曲線要適應運行人員操作。基于不同負荷下主汽壓力、閥門開度等參數，來制定滑壓曲線，從而使滑壓曲線更能適合運行人員的操作習慣。

表1#1機組滑壓運行參數（2012年8月7日～10日）

2 滑壓運行數據分析

根據600 MW機組的運行狀態及滑壓曲線的制定原則，通過對#1、#2機組下述負荷點的參數進行分析判斷。其中表1、表2分別為#1、#2機組的滑壓運行參數。

（1）540 MW工況參數分析。#3高調門開度大于31%，主汽壓力在16.2 MPa，機組的節流損失相對較小，而考慮到機組的壓力越高，主蒸汽焓值越高，機組經濟性越高的原則，建議采用額定壓力16.7 MPa。

（2）480 MW參數分析。#3高調門開度26%，主汽壓力15.5 MPa，考慮到#3高調門開度太小，節流損失調大，適當降低主汽壓力，盡量保證#3高調門保持在50%左右，建議保持主汽壓力在15.1 MPa。

表2#2機組滑壓運行參數（2012年8月7日～10日）

（3）420 MW參數分析。#3高調門處于可開可關的臨界狀態。根據閥點要求，保持#1、2高調門全開，#3高調門全關為最佳狀態，但該負荷下機組真空易造成#3高調門開啟，建議#1、2高調門全開，#3高調門開度大于35%為較經濟狀態。根據該負荷下運行參數3分析，在主汽壓力保持13.6 MPa，可在真空變化的情況下，始終保持#3高調門開度大于35%。建議該負荷下主汽壓力保持在13.6 MPa。

（4）360 MW參數分析。機組一般晚高峰后運行，這時機組在較高真空下運行。通過運行數據分析，#3高調門也有時會開啟開，通過提高主汽壓力，盡量保證#3高壓門關閉運行，機組經濟性更高。取該工況下參數1分析，建議主汽壓力保持在13.3 MPa。

（5）300 MW參數分析。機組一般晚高

峰后運行，這時機組在更高真空下運行。根據該工況下的參數分析，在主汽壓力12 MPa時，#1、2高調門開度均大于50%，而這時如果真空稍高一些，#1、2高調門開度會變小，建議適當降低主汽壓力，使該點曲線受真空影響更小并且#1、2高調門開度能在60%以上，節流損失更小。建議主汽壓力設定在11.8 MPa。

3 滑壓運行區間對比分析

通過表3可以看出，單點負荷壓力均大于制造廠家設計壓力值，機組經濟性也相對較高。通過表4可以看出，制造廠家指定的曲線在540～480 MW區間，主汽壓力壓升太高達1.9 MPa，這也表現在廠家的滑壓曲線實際運行后在CCS控制下，易出現鍋爐超壓現象。根據鍋爐燃燒優化要求，加負荷率為15/min。在此負荷區間，理想的加負荷時間為4 min。若按制造廠家1.9 MPa壓升計算，壓升率約為0.5 MPa/min，也即此4 min不但要增加60 MW的煤量，還要滿足壓升率約為0.5 MPa/min的給煤量，這樣鍋爐燃燒需超前，且給煤量過大，易出現鍋爐超壓、超溫現象。而制造廠家壓升率均較大，不利于機組在AGC和CCS下運行調整。

表3 不同工況下機組的滑壓運行區間值 MPa

表4 不同對應滑壓運行區間壓升率 MPa

4 滑壓曲線投入效果及建議

依據現場運行人員的實際操作、借鑒滑壓曲線實驗數據，對滑壓運行參數分析而制定滑壓曲線，如圖1所示，表5為機組滑壓運行區間值。

在對滑壓曲線修改后并經投入跟蹤，該曲線能很好的配合鍋爐燃燒優化系統。并且在不同負荷下，重新調整滑壓曲線斜率，制定各負荷點滑壓壓力，增加部分開啟閥門開度，高調閥閥點位置較好，最大限度減少了閥門進汽節流損失，平均降低煤耗0.3 g/kW·h，收到較好的經濟效益。同時減少鍋爐給煤量，避免了鍋爐超溫超壓現象。

表5 機組滑壓運行區間值

圖1 機組滑壓曲線

經實踐驗證，該滑壓曲線對于夏季運行工況較為合適。針對其他工況并且在低壓力下運行，鍋爐安全性受一定影響，對此作如下建議：

（1）在機組變壓運行加減負荷期間，注意主、再熱汽溫，超前調節減溫水量，防止過熱器、再熱器超溫；

（2）注意高壓缸排汽溫度，防止瓦振動增大；

（3）對機組CCS協調特性及汽機調節系統的斜率進行優化，防止鍋爐調節幅度太大出現超溫、超壓現象；

（4）根據閥點的調節原理，建議補充一壓力偏置模塊，使運行人員能夠根據負荷及閥點情況，增加或減小壓力偏置來小范圍修改滑壓曲線，使機組滑壓曲線能在不同工況（真空、負荷等）下，更靈活、經濟、穩定運行；

（5）為了更好的適應機組運行，應制定秋冬春季及夏季滑壓曲線。

[1]劉雙白.汽輪機定滑壓運行曲線測試方法研究[J].華北電力技術，2007，（12）：9～12.

[2]李千軍，等.國產600 MW汽輪機組定滑壓運行方式測試方法研究[J].汽輪機技術，2009，（5）：386～389.