1000MW超超臨界燃煤機組深度調峰對汽輪機設備的影響

尚念青

【摘 ?要】隨著當前火力發電機組用電負荷的逐漸增大，為了能夠更好的適應日用電量的變化，大型燃煤機組深度調峰已經成為十分普遍的現象。在1000MW超超臨界燃煤機組的深度調峰過程中，汽輪機及其輔助設備實際運行情況會與預先設計的工況偏差較多，極容易對機組的運行安全造成影響?；诖耍疚闹饕槍?000MW超超臨界燃煤機組深度調峰對汽輪機設備的影響進行分析，探究了機組深度調峰對汽輪機運行及機組經濟性的影響，并找出其中存在的問題，提出相應的處理措施，以供參考。

【關鍵詞】燃煤機組;深度調峰;汽輪機設備;影響分析

引言：近年來我國經濟發展已經進入到“新常態”，電力能源的消費結構也發生了相應的變化，再加上人們用電量的不斷增加，導致用電晝夜峰谷差逐漸變大。同時因眾多可再生清潔能源裝機容量的提升，造成電網系統的調峰難度極大。因此，1000MW超超臨界燃煤機組調峰已經成為常態，各電力企業都在盡量擴大大型燃煤機組的調峰范圍。在對1000MW超超臨界燃煤機組深度調峰的過程中，機組的運行狀態也發生了相應的變化，導致一系列問題的出現，嚴重影響機組運行的安全和穩定。在此背景下，本文展開對1000MW超超臨界燃煤機組深度調峰對汽輪機設備影響的研究，以保證汽輪機設備的高效穩定運行，提高經濟效益。

1.給水泵再循環投運方式

機組運行時的負荷降低，其給水流量也會降低，當給水流量降低到與再循環閥保護開啟值相近時，則需對再循環閥的運作情況加強注意。在這種情況下，可能出現再循環閥開啟導致水流量波動而引發機組跳閘。在必要時，可以采用手動方式對再循環法的開度進行控制。在深度調峰過程中，部分機組需在自動控制中撤離出一臺給水泵，并結合實際情況開啟再循環閥，而將另一臺給水泵投入到自動控制之中[1]。這樣能夠有效提升深度調峰時機組運行的穩定性，但會降低機組的經濟性。為此可以采用PID閉環調節系統實現對給水控制系統運行性能的改善，不僅降低了機組能耗，還能避免因再循環閥長時間開啟而出現閥芯封面被沖刷損壞的故障出現，提高了機組運行的安全性和經濟性。

2.停運1臺汽動泵的影響

在機組進行深度調峰時，如果單獨停運1臺汽泵，能夠提高給水控制的運行性能，但是會造成停運泵轉子熱彎曲的故障情況。在汽動泵停運過程中，其積存的水會冷卻下沉至泵的底部，導致汽動泵內部出現一定的溫差，從而使轉子發生熱彎曲。一般情況下，在2小時內轉子的彎曲程度會達到最大，并在6小時后逐漸消除。如果在此期間內啟動汽動泵，則會造成振動，產生動靜碰磨[2]。為此，針對這種影響情況，在條件允許下可以投入連續盤車，如果條件不允許，則應在汽動泵啟動之前對其進行充分的預熱，使泵內的溫度均勻分布，且避免使其接觸除氧器內的液體溫度。如果深度調峰的時間在6小時之內，則可以使水泵保持最低轉速運行，而超過6小時，則應停運汽泵。

3.小汽輪機汽源的切換

小汽輪機所使用的汽源一般都是四級抽汽，并將再冷端再熱蒸汽和輔助蒸汽作為備用。在1000MW超超臨界燃煤機組深度調峰時，四級抽汽所產生的壓力不夠滿足鍋爐給水的需求，應投入相應的備用汽源。所以，在對機組進行深度調峰時，應首先對小汽輪機的汽源進行切換，避免出現小汽輪機內部進汽管暖管不充分而溫度驟降導致小汽輪機進水的事故。

4.末級葉片出汽側的回流沖蝕

汽輪機低壓缸末級葉片的運行環境離心力較大，濕蒸汽的腐蝕情況嚴重，并且承受了較大的蒸汽作用力。部分陳舊的機組在設計時末級葉片被設計為承擔基本符合，缺少對機組深度調峰和安全運行方面的影響考慮。為此，這部分機組的末級葉片在長時間的深度調峰過程中，會受到打發內的沖蝕損傷影響，嚴重時甚至會造成末級葉片的斷裂或飛脫。同時在機組深度調峰中，當排汽容積流量降低至某個數值時，會致使汽輪機流動汽道中無法充滿蒸汽。在這種情況下，濕蒸汽會在末級葉片的根部進行逆向的回流流動，從而對葉片造成沖蝕影響，容積流量越小，這種回流沖蝕的范圍也會相繼增大，造成末級葉片的沖蝕影響愈加嚴重，甚至會危及到次末級葉片?；亓鳑_蝕影響不僅會對汽輪機的葉片壽命造成影響，還能導致末級葉片的運轉效率降低，影響汽輪機運行的經濟性[3]。為此，有必要加強對汽輪機末級葉片的管理，通過設置合理的低負荷運行來將汽輪機的排汽壓力控制在適當的范圍之內，從而防止汽輪機的末級葉片受到回流沖蝕的影響。

5.機組振動機真空調整

在深度調峰過程中，部分機組會在低負荷運行過程中出現低壓轉子振動過大的情況。這種振動主要發生在機組真空過高時，并且具有動靜碰磨的特征。造成這種情況的主要原因是機組真空過高，導致低壓缸發生過度的彈性形變，從而引起振動。針對座缸式結構的機組而言，低壓缸軸承座會與其整體焊接在一起，具有的剛度較差，一旦出現負荷過低且真空過高的情況，就會導致汽缸內外的壓力差變大，從而對低壓缸內的軸承標高造成影響，導致各軸承的載荷分配不均，從而造成低壓缸內轉子和汽封的間隙變小，引發動靜碰磨[4]。為此，有必要將轉子和汽封間的間隙適度擴大，并在低壓缸內放置輔助支撐或筋板，從而提高汽缸的剛度，實現在機組低負荷運行時對真空度的控制，盡可能減少低壓缸的彈性形變量，避免出現動靜碰磨的故障。

6.結語

1000MW超超臨界燃煤機組深度調峰是當前電力企業所面臨的重要問題之一。相關工作人員有必要對汽輪機設備在深度調峰過程中的運行特點進行綜合性的分析，從中找出機組深度調峰對汽輪機的影響問題，并結合數據分析，提出一系列針對性的處理措施，從而保證機組在深度調峰過程中的運行安全，確保汽輪機汽泵能夠始終保持在高效區間內運行，盡可能降低機組的供電煤耗，以此提升電力企業經濟收益。

參考文獻：

[1]吳瑞康，華敏，秦攀，等.燃煤機組深度調峰對汽輪機設備的影響[J].熱力發電，2018，v.47;No.378（05）：95-100.

[2]孫海彥，高煒，劉潤華，等.1000 MW超超臨界機組深度調峰研究與實踐[J].上海電力學院學報，2017（6）.

[3]王剛.1000MW超超臨界火力機組深度調峰研究[J].電工文摘，2017（6）.

[4]張國柱，張鈞泰，李亞維，等.燃煤發電機組深度調峰運行的能耗特性分析[J].電力建設，2017（10）.

（作者單位：神華國華壽光發電有限責任公司）