亞臨界600MW火電機組汽輪機運行現狀及優化研究

任仕成 大唐貴州發耳發電有限公司

1. 引言

隨著我國社會經濟的高速發展，各行各業的用電數量急劇增長。目前,我國的發電機組也正在朝著多元化、節能化、高效化的方向發展。水力發電、風力發電、太陽能發電以及核能發電的技術水平有了明顯提高，對一些可再生能源的利用也取得了一定的進展，有效彌補了人們急劇增長的用電需求。但是，目前火力發電仍然是電力供應的主要方式。

2. 亞臨界600MW火電機組汽輪機運行現狀

（一）汽輪機節能優化問題

通常情況下，亞臨界600MW火電機組汽輪機的運行方式主要為滑壓運行和定壓運行兩種。在定壓運行模式下，汽輪機系統存在很大的節能問題，節流損失現象嚴重。當汽輪機為滑壓運行模式時，為了有效進行負荷調整需要使用到鍋爐機組，這樣就必須通過電網來提供足夠的快速負荷，但是就目前的電網建設而言，很難滿足快速負荷的要求。所以，一些企業選擇采用符合變壓運行的方式，即是指定壓--滑壓--定壓的運行方式，具體來講就是在需要低負荷和高負荷的過程實施定壓運行，需要中等程度的負荷則實施滑壓運行，但目前滑壓運行耗損較多，運行效率較差，也不具備較高的經濟性能。

（二）FCB功能優化問題

當亞臨界600MW火電機組發生輸電故障或者是電網崩潰現象時，必定會引起機組主變出口斷路跳閘的問題，從而導致了發電機跳機或者鍋爐熄火的后果，而FCB的功能就是為了實現機組能采用孤島方式運行，當故障被有效解決時，就能在短時間內回復對用戶的供電，從而帶動起電網機組能夠重新啟動，由此可見，FCB有利于迅速恢復電網供電。但是由于社會的高速發展使得用電需求也急劇增長，不得不增大電網容量，同時對電網系統的安全性和穩定性也提出了更高層次的要求。現階段，部分具有FCB功能的機制出現了不能充分發揮功能、安全可靠程度不高、系統穩定性下降等一些問題，需要對該系統進行進一步優化。

（三）抽真空系統控制優化問題

針對雙背壓凝汽器而言，由于循環水會先后流經兩個凝汽器，但是循環水的進水溫度會有很大的差異，因而形成了高壓凝汽器、低壓凝汽器之間的壓力差。在對亞臨界600MW火電機組進行試驗期間，觀察到亞臨界火電機組處于額定負荷出現的問題比較多。進一步測試的數據也表明，低壓凝汽器可能會發生“壓力倒掛”的異常情況，反而比高壓凝汽器還高，這與最初在亞臨界600MW火電機組上使用雙背壓凝汽器的工作原理是互相違背的。

3. 亞臨界600MW火電機組汽輪機性能優化

（一）研究經濟滑壓曲線運行方法

汽輪機不合理的定壓--滑壓--定壓運行曲線導致運行過程存在很大的安全隱患，同時又因為具有較高的熱能消耗，無法實現汽輪機的節能，所以在確保運行安全的基礎上要對定壓--滑壓--定壓運行曲線作出修正，進而最終實現節能優化。這個修正過程離不開反復的優化試驗，優化試驗需要在汽輪機官道上和設備上安全數據監測設備，通過采集裝置進行數據采集，在優化試驗過程中需要采用不同的方法來實施汽輪機熱耗技術，要力求選擇出較小熱耗值對應的汽閥控制方法，并在此基礎上進一步展開機組負荷與壓力的關系計算，從而確定出最優的運行曲線。

（二）完善綜合FCB功能的可行性分析系統

完善FCB功能應該從發電機組設計、發電設備選取、系統安裝調試等方面著手進行，鍋爐有著高效能燃燒的特性，汽輪機能在低負荷環境下穩定運行，電氣系統能根據實際情況快速準確地切換用電。所以為了優化FCB功能，具體需要解決汽輪機的實際轉速控制、鍋爐燃燒效能控制、汽輪機的壓力控制、汽包水位控制、發電機的整體系統控制這五個方面，可以借鑒國外的成功案例，更好的實現FCB功能，從而確保600MW可以發揮出更大的作用。

（三）開啟大氣噴射器

由于亞臨界600MW火電機組的真空泵中大部分配備有大氣噴射器，所以在運行現場開展了投運大氣噴射器的試驗。試驗期間高壓凝汽器和低壓凝汽器會發生明顯的壓力變化，在開啟低壓側的大氣噴射器后，低壓凝汽器的壓力大約下降了一點八千帕，接著開啟了高壓側真空泵高壓凝汽器的壓力大約下降了零點八千帕。由此表明了投運大氣噴射器可以迅速提高真空泵的抽吸真空能力，同時也解決了高壓凝汽器和低壓凝汽器之間存在的“壓力倒掛”問題、另外，如果真空泵抽吸真空不足的問題時有發生，則應該選用一臺水環式真空泵對大氣噴射器進行進一步改裝。設備改裝完成之后，應該在夏季和冬季分別進行大氣噴射器投運試驗。當亞臨界600MW火電機組在夏季投入運行真空泵，使凝汽器壓力降低的程度并不明顯，而在冬季，凝汽器壓力可以降低零點三四千帕，說明在冬季投運大氣噴射器的效果更加明顯。

4. 結語

總之，我國經濟的飛速發展和用電需求的逐漸增大，也使火力發電呈現出蓬勃發展的趨勢，為了實現更高電量的轉化效率，對于亞臨界600MW火電機組，目前還是存在著一定的運行問題，所以我國相關人員仍然應該致力于研究亞臨界600MW 火電機組的能耗和運行問題，從而為我國亞臨界火電機組的進一步應用提供強有力的理論基礎。