【正文】 力與機(jī)組負(fù)荷之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，但由于機(jī)組 負(fù)荷、主汽壓力以及高壓調(diào)門開度這三者之間存在著相互關(guān)聯(lián)、相互制約的 關(guān)系，所以確定機(jī)組最佳滑壓控制曲線的過(guò)程， 實(shí)質(zhì)就是確定汽輪機(jī)高壓調(diào)門開度的合理控制方式。 確定機(jī)組滑壓優(yōu)化控制曲線之后，下一步就是將其設(shè)置進(jìn)入 CCS 控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)汽輪機(jī)處于 “閥點(diǎn) ”狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，調(diào)門的節(jié)流效應(yīng)最小，在局部負(fù)荷變化范圍內(nèi)，機(jī)組效率也 就較高。 （ 2） 實(shí)際試驗(yàn)法 實(shí)際運(yùn)行機(jī)組的 “閥點(diǎn) ”，也可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定：汽輪機(jī)在順序閥控制方式下，緩慢地降低機(jī)組負(fù)荷，測(cè)試各只高壓調(diào)門后壓力與調(diào)節(jié)級(jí)后壓力的變化關(guān)系，當(dāng)高壓調(diào)門后壓力與調(diào)節(jié)級(jí)后壓力基本一致時(shí)，表明這只調(diào)門通過(guò)的蒸汽量非常小，已接近全關(guān)，這一調(diào)門開度即為 “閥點(diǎn) ”位置。當(dāng)流量指令增加至 100％時(shí)， 4 高壓調(diào)節(jié)汽門也已完全開啟，此時(shí)的調(diào)門開度稱為 “四閥全開 ”位置。如下圖 7 所示，為各個(gè)試驗(yàn)工況測(cè)得的高壓缸效率與高壓調(diào)門開度之間的關(guān)系曲線。 對(duì)各型汽輪機(jī)進(jìn)行滑壓優(yōu)化比較試驗(yàn)的實(shí)踐 表明：在順序閥運(yùn)行方式下，汽輪機(jī)“最佳滑壓閥位 ”可以在 “閥點(diǎn) ”附近選取，但又不等同于 “閥點(diǎn) ”位置，其中必須考慮汽輪機(jī)調(diào)門開啟方式不同以及各調(diào)門之間存在 “重疊度 ”等實(shí)際影響因素。 “子策略一 ”——“滑壓試驗(yàn)比較法 ”的研究 “滑壓試驗(yàn)比較法 ”介紹 無(wú)論機(jī)組在不同滑壓運(yùn)行方式下的各個(gè)中間參量怎樣變化，我們總是以機(jī)組最終的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)作為衡量滑壓優(yōu)化運(yùn)行方式 是否合理的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。 如下圖 8 所列，為該機(jī)組 300～ 600MW 負(fù)荷范圍內(nèi)，按照 “兩 閥滑壓 ”和 “三閥滑壓 ”這兩種方式運(yùn)行時(shí)所對(duì)應(yīng)的主汽壓力變化曲線。 5101520300 400 500 600機(jī)組負(fù)荷， M W主汽壓力， MPa三閥滑壓兩閥滑壓定壓運(yùn)行力 圖 8 一臺(tái)汽輪機(jī) “三閥滑壓 ”與 “兩閥滑壓 ”試驗(yàn)比較工況圖 在下圖 9 中給出了機(jī)組按照 “兩閥滑壓 ”、 “三閥滑壓 ”運(yùn)行的熱耗率變化曲線。 800080508100815082008250830083508400300 350 400 450 500 550 600機(jī)組負(fù)荷， M W機(jī)組修正后熱耗率， kJ/kWh三閥滑壓兩閥滑壓順序閥定壓 圖 9 “兩閥滑壓 ”與 “三閥滑壓 ”試驗(yàn)的機(jī)組熱耗率比較曲線圖 “子策略二 ”——“滑壓耗差 分析法 ”的研究 “滑壓耗差分析法 ”介紹 在機(jī)組滑壓優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)認(rèn)為主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量等運(yùn)行參數(shù)對(duì)機(jī)組滑壓運(yùn)行優(yōu)化結(jié)果的評(píng)判起著關(guān)鍵的影響作用。 “滑壓耗差分析法 ”尋優(yōu)策略的應(yīng)用 以一臺(tái)超臨界 600MW 機(jī)組的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為實(shí)例參數(shù)，采用 “滑壓耗差分析法 ”對(duì)所涉及的主汽壓力、高壓缸效率以及給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量這三項(xiàng)參數(shù)的耗差進(jìn)行計(jì)算，掌握耗差總和隨機(jī)組滑壓運(yùn)行方式改變而變化的情況。 “滑壓優(yōu)化調(diào)整前 ”的定、滑壓轉(zhuǎn)換負(fù)荷點(diǎn)為 530MW 左右，流量指令調(diào)節(jié)器輸出為 ％，對(duì)應(yīng)四只高壓調(diào)門的開度分別為＃ 4CV 開 52％，＃ 2CV 開度 35％， 1CV 開 9％； “滑壓優(yōu)化調(diào)整后 ”的定、滑壓轉(zhuǎn)換負(fù)荷點(diǎn)為 570MW左右，流量 指令調(diào)節(jié)器輸出為 ％，對(duì)應(yīng)四只高壓調(diào)門的開度分別為＃ 4CV 開81％，＃ 2CV 開度 60％， 1CV 開 13％。 大型汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告 第 20 頁(yè) 共 56 頁(yè) 不同滑壓運(yùn)行方式下由于主蒸汽壓力不同引起的耗差，可采用制造廠給出的主蒸汽壓力對(duì)熱耗率的修正曲線來(lái)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下表 4 所示。如下表 5所列，在 300～ 540MW 負(fù)荷階段由于高壓缸效率提高引起的耗差計(jì)算結(jié)果約為％。 對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵的汽輪發(fā)電機(jī)組而言，由于給水泵電機(jī)消耗的電功率可以實(shí)測(cè)得到，所以該項(xiàng)耗差可以用給泵耗功節(jié)省數(shù)值來(lái)表示；對(duì)小汽機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵的機(jī)組而言，則必須對(duì)小汽機(jī)的進(jìn)汽流量進(jìn)行測(cè)量，依據(jù)制造廠提供的修正曲線或采用 “等效熱降法 ”計(jì)算得出的小汽機(jī)進(jìn)汽流量耗差影響系數(shù)，計(jì)算得出不同滑壓運(yùn)行方式所大型汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告 第 22 頁(yè) 共 56 頁(yè) 對(duì)應(yīng)的小汽機(jī)進(jìn)汽流量變化耗差數(shù)值。但是調(diào)整后的滑壓運(yùn)行方式增加了高壓調(diào)門開度，因而引起了主蒸汽壓力 降低，這對(duì)機(jī)組效率會(huì)有不利的影響。 大型汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化策略研究 技術(shù)總結(jié)報(bào)告 第 23 頁(yè) 共 56 頁(yè) 表 5 某電廠一臺(tái)超臨界 600MW 機(jī)組滑壓優(yōu)化的耗差計(jì)算結(jié)果表 序號(hào) 名 稱 符號(hào) 單位 540MW 480MW 420MW 360MW 300MW 1 運(yùn)行方式 // // 滑壓 A (常規(guī)） 滑壓 B （優(yōu)化） 滑壓 A (常規(guī)） 滑壓 B （優(yōu)化） 滑壓 A (常規(guī)） 滑壓 B （優(yōu)化） 滑壓 A (常規(guī)） 滑壓 B （優(yōu)化） 滑壓 A (常規(guī)） 滑壓 B（優(yōu)化） 2 調(diào)門開度 // ％ 5 12/7 /.2 4/ /.6 4/ /.6 4/ /.6 4/ 3 發(fā)電機(jī)出力 Nt kW 538540 542727 480097 485325 419674 421741 361203 364654 308905 305484 4 主蒸汽流量 Fms kg/h 1638337 1634525 1454989 1457995 1252707 1256434 1065069 1069637 919298 910766 5 小汽機(jī)進(jìn)汽流量 Fbfpt kg/h 78540 74821 63683 61204 50783 48239 38559 36524 31386 28630 6 主蒸汽壓力 Pms1 MPa 7 高壓缸效率 ηhp ％ 8 高壓缸效率差值 △ ηhp % 9 高壓缸效率的耗差影響 ηhp1 % 10 主蒸汽壓力的差值比例 △ Pms % 11 主蒸汽壓力的耗差影響 ηhp2 % 12 給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量的差值 △ Fbfpt % 13 給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量的耗差影響 ηhp3 % 14 上述三項(xiàng)耗差之和 ηhp % 15 由耗差折算得到供電煤耗率變化 △ g1 g/kWh 大型汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告 第 24 頁(yè) 共 59 頁(yè) 根據(jù)每個(gè)試驗(yàn)負(fù)荷點(diǎn)上主汽壓力、高壓缸效率以及小汽機(jī)進(jìn)汽流量這三項(xiàng)耗差的總和，可以計(jì)算得到機(jī)組供電煤耗率的變化數(shù)值，并繪制得出由于滑壓運(yùn)行方式改進(jìn)而帶來(lái)的機(jī)組供電煤耗率收益曲線，如下面的圖 13 所示。 如下圖 14 所示，為采用 “滑壓試驗(yàn)比較法 ”得出的 機(jī)組 供電煤耗率收益變化曲線。為此，我們提出了 滑壓優(yōu)化 “修正策略 ”——采用 “滑壓修正因子 ”對(duì)機(jī)組滑壓運(yùn)行控制曲線進(jìn)行修正，使汽輪機(jī)在實(shí)際滑壓方式下能一直保持 “最佳滑壓閥位 ”。 同樣地，引入熱力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化對(duì)滑壓控制曲線的 主蒸汽壓力進(jìn)行修正的計(jì)算方法，就是根據(jù)實(shí)際機(jī)組 對(duì)外供熱流量、鍋爐減溫水流量以及加熱器投運(yùn) 與否等 各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)改變引起主蒸汽流量的變化幅度，求得對(duì)主蒸汽壓力（在調(diào)門開度不變時(shí)，主蒸汽壓力與主蒸汽流量成正比例變化關(guān)系）的各分項(xiàng)修正系數(shù) PkPP CCC ,..., 21 ， 以這些修正系數(shù)乘以從 機(jī)組滑壓控制曲線中查取的主蒸汽壓力（縱坐標(biāo)參數(shù)） 0P ， 就可以計(jì)算得到修正后的 機(jī)組主蒸汽壓力 0PCP? ， 并以 此作為機(jī)組 CCS 的滑壓運(yùn)行主蒸汽壓力控制目標(biāo)值。 “凝汽器壓力修正因子 ”的應(yīng)用 “凝汽器壓力修正因子 ”的計(jì)算公式 為了有效地排除凝汽器壓力變化對(duì)機(jī)組滑壓控制曲線應(yīng)用的不利影響，我們研究確定在機(jī)組滑壓控制中引入 “凝汽器壓力修正因子 ”的概念，并以 1nC 表示 “凝汽器壓力修正因子 ”， 1nC 可由下式計(jì)算得到： 01 1 CPC ???? （ 3） 在公式（ 3）中， cP? 為凝汽器 基準(zhǔn)壓力 與 運(yùn)行壓力 之差值，通常取凝汽器設(shè)計(jì)壓力作為基準(zhǔn)壓力； 0C 為凝汽器壓力每變化 1kPa 對(duì)機(jī)組出力的修正系數(shù)，可根據(jù)制造廠提供的設(shè)計(jì)資料選取，也可通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)獲得。目前，各電廠機(jī)組上通常安裝相對(duì)壓力變送器來(lái)測(cè)量凝汽器真空，還 需要知道大氣壓力，才能求得凝汽器的絕對(duì)壓力。由于凝汽式汽輪機(jī)的排汽均處 于飽和狀態(tài)，因此可借助于蒸汽性質(zhì)圖表準(zhǔn)確地查得對(duì)應(yīng)的飽和壓力，并以此計(jì)算值作為汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器的絕對(duì)壓力。如下面的圖 15 所示為一臺(tái)超臨界 600MW 機(jī)組實(shí)際變背壓試驗(yàn)得出的真空修正曲線。相應(yīng)地，機(jī)組定、滑壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)負(fù)荷也處于不斷地調(diào)整狀態(tài)，以保證汽輪機(jī)高壓調(diào)門處于 “最佳滑壓閥位 ”狀態(tài)。因此，定、滑壓轉(zhuǎn)折點(diǎn)負(fù)荷 570MW 是以凝汽器設(shè)計(jì)壓力 為參照基準(zhǔn)而確定的。相應(yīng)地，經(jīng)過(guò)修正后的機(jī)組 “名義負(fù)荷 ”為： gn NC ?1 ＝ 570＝544MW。即在冬季工況凝汽器壓力偏低的實(shí)際運(yùn)行條件下，機(jī)組定、滑壓轉(zhuǎn)折點(diǎn)的機(jī)組負(fù)荷應(yīng)該從 570MW 上 移至 581MW。經(jīng)過(guò)四臺(tái)機(jī)組兩年多的運(yùn)行實(shí)踐，機(jī)組優(yōu)化滑壓控制曲線一直正常投運(yùn)，由此表明這一修正計(jì)算方法是切實(shí)可行的。 通過(guò) “等效熱降法 ”計(jì)算 “供熱流量修正因子 ”的方法 汽輪機(jī)采用抽汽方式對(duì)外供熱之后，其出力、效率等運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。 該項(xiàng)供熱熱量變化影響系數(shù)可以表示為 供熱流量占主蒸汽流量的百分比每增加1％，引起汽輪機(jī)進(jìn)汽流量增加的比例數(shù)值；即為供熱流量對(duì)主汽壓力的修正系數(shù) hC 。圖中的 粗實(shí) 線為不供熱狀態(tài)下的兩閥全開滑壓運(yùn)行主蒸汽壓力變化曲線，該滑壓曲線的擬合公式為： Y = X+ ，其中 Y為主汽壓力，單位MPa， X 為機(jī)組負(fù)荷，單位 MW；粗點(diǎn)劃線代表了該機(jī)組對(duì)外供熱 16t/h 狀態(tài)的兩閥全開滑壓運(yùn)行的主汽壓力變化曲線，相應(yīng)的兩閥滑壓主汽壓擬合公式為： Y= 。 通過(guò)試驗(yàn)直接得出 “供熱流量修正因子 ”的方法 需了解汽輪機(jī)抽汽供熱對(duì)滑壓運(yùn)行的影響程度，最便捷的方法是進(jìn)行實(shí)際供熱影響比較試驗(yàn)，得出機(jī)組供熱和不供熱狀態(tài)下，為保持機(jī)組原先的滑壓調(diào)門開度而必須提高主汽壓力的數(shù)量，從而 直接獲得較為確切的主汽壓力修正系數(shù) 1PC 。 “等效熱降法 ”是一種成熟的熱工計(jì)算方法，它基于熱力學(xué)的熱功轉(zhuǎn)換原理，對(duì)發(fā)電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)的參 量進(jìn)行簡(jiǎn)化和轉(zhuǎn)換，采用簡(jiǎn)捷的局部運(yùn)算來(lái)代替整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜計(jì)算。 “供熱流量修正因子 ”的應(yīng)用 “供熱流量修正因子 ”的計(jì)算公式 為了有效地排除供熱流量變化對(duì)機(jī)組滑壓控制曲線應(yīng)用的不利影響，我們研究確定在機(jī)組滑壓控制中引入 “供熱流量修正因子 ”的概念，并以 1PC 表示 “供熱流量修正因子 ”， 1PC 可由下式計(jì)算得到： 大型汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告 第 30 頁(yè) 共 59 頁(yè) hmsgrP CFFC ??? )/(11 （ 4） 在公式（ 4）中， )/( msgr FF 為供熱流量占主蒸汽流量的百分比； hC 為供熱流量對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力（在固定調(diào)門開度下，相當(dāng)于汽輪機(jī)進(jìn)汽流量）的修正系數(shù)，即占主蒸汽流量的百分比每增加 1％，引起汽輪機(jī)進(jìn)汽流量增加的比例系數(shù)；該比例 系數(shù)可以通過(guò) “等效熱降法 “等計(jì)算的手段獲得。 “凝汽器壓力修正因子 ”的應(yīng)用效果 由以上比較分析結(jié)果可知，對(duì)于夏季、冬季凝汽器壓力偏差幅度較大的運(yùn)行工況，通過(guò)引入 “凝汽器壓力修正因子 ”的方法， 使機(jī)組滑壓控制曲線的實(shí)際機(jī)組負(fù)荷能夠修正至凝汽器設(shè)計(jì)壓力，可以實(shí)現(xiàn) 機(jī)組滑壓控制曲線的適當(dāng)平移， 確保汽輪機(jī)高壓調(diào)門開度與機(jī)組負(fù)荷之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系能夠復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)或設(shè)計(jì)時(shí)的狀態(tài) 。 當(dāng)機(jī)組在冬季工況運(yùn) 行時(shí)，實(shí)際測(cè)得的汽輪機(jī)低壓缸排汽溫度為 27℃ ，對(duì)應(yīng)的凝汽器壓力應(yīng)為 ，與凝汽器設(shè)計(jì)壓力 相比，明顯偏低了 2kPa。根據(jù)凝汽器壓力與排汽溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以查知，此時(shí)的凝汽器壓 力應(yīng)為 10kPa，大型汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告 第 29 頁(yè) 共 59 頁(yè) 與凝汽器設(shè)計(jì)壓力 相比，明顯偏高了 。 該機(jī)組通過(guò)滑壓優(yōu)化試驗(yàn)得出了機(jī)組滑壓控制曲線，確定機(jī)組定、滑壓轉(zhuǎn)折點(diǎn)的機(jī)組負(fù)荷為 570MW。根據(jù)這一試驗(yàn)