【導(dǎo)讀】機組低負荷階段運行效率偏低狀況具有十分重要的意義。本研究項目以各型汽輪發(fā)電。確定機組滑壓優(yōu)化控制曲線。并通過滑壓修正的方法，消除各類運行參數(shù)以及機組熱?；\行的節(jié)能降耗效果。這些研究成果在浙江省內(nèi)各電廠的125、200、300、600MW. 等多臺汽輪機組得到了成功地應(yīng)用，獲得了良好的經(jīng)濟效益。濟發(fā)展提供電力能源的企業(yè)，同時也是大量消耗一次能源和水資源的行業(yè)。在節(jié)能方面，規(guī)劃提出到20xx年，中國萬元GDP能耗要降低20％(即由20xx. 硫840萬噸、二氧化碳億噸。標：20xx年火電平均供電煤耗控制在355g/，2020年火電平均供電煤耗控制。這一切都給發(fā)電企業(yè)造成了巨大的經(jīng)營壓力，企業(yè)利潤大幅下降甚至。發(fā)電企業(yè)能夠開展的工作就是降低單位能耗、盡量減少發(fā)電成本。近年來，社會電力用電結(jié)構(gòu)已發(fā)生了較大的變化，電網(wǎng)負荷晝夜峰谷差越來越大。界、超超臨界火電發(fā)電機組開始投運，電力供需矛盾已趨緩和。電機組的利用小時數(shù)逐年降低，低負荷運行時間普遍增加。亟待解決的問題。

　　

【正文】 機組 供電煤耗率節(jié)省狀況進行比較后可知，這兩者 是較為接近的。由此反映，采用 “滑壓耗差分析法 ”和 “滑壓試驗比較法 ”對同一次滑壓優(yōu)化調(diào)整試驗引起的經(jīng)濟性能改善幅度的評價結(jié)果是基本一致的。 大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報告 第 25 頁 共 59 頁 4. 0 3. 0 2. 0 1. 00. 01. 0250 300 350 400 450 500 550 600 650機組負荷， M W供電煤耗率節(jié)省值，g/kWh滑壓優(yōu)化調(diào)整前滑壓優(yōu)化調(diào)整后 圖 14 一臺超臨界 600MW 汽輪機滑壓優(yōu)化調(diào)整后的供電煤耗率收益曲線 （采用 “滑壓試驗比較法 ”） 汽輪機滑壓優(yōu)化 “修正策略 ”的研究 滑壓優(yōu)化 “修正策略 ”介紹 通過比較試驗、計算分析等手段確定了汽輪機滑壓運行優(yōu)化控制曲線之后，在機組滑壓控制曲線實際應(yīng)用過程中，如何應(yīng)對機組運行參數(shù)調(diào)整、熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)改變等因素對滑壓運行性能的影響？ 這是 大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究需要解決的一個實際問題。為此，我們提出了 滑壓優(yōu)化 “修正策略 ”——采用 “滑壓修正因子 ”對機組滑壓運行控制曲線進行修正，使汽輪機在實際滑壓方式下能一直保持 “最佳滑壓閥位 ”。 按照 “滑壓偏差修正法 ”對機組滑壓控制曲線進行修正后，公式（ 1）所表述的機組負荷、主蒸汽壓力以及高壓調(diào)門開度這三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系式可以轉(zhuǎn)變成 為： vpgn CPCNC ???? 0 （ 2） 式（ 2）中， nC 為機組運行參數(shù)變化對機組負荷的總修正系數(shù)， nknnn CCCC ???? ...21 表示各項運行參數(shù)偏差對機組負荷的修正系數(shù)。 PC 為機組熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化對主蒸汽壓力的總修正系數(shù)， PkPPP CCCC ???? ...21 表示各項熱力系統(tǒng)偏差對主蒸汽壓力的修正系數(shù)。 引入運行參數(shù)對滑 壓控制曲線的 負荷進行修正的計算方法，就是根據(jù)汽輪機實際運行時的凝汽器壓力、主汽溫度、再熱溫度等與設(shè)計值的偏差情況，計算得出各項運行參數(shù)變化引起機組負荷相應(yīng)變化的修正系數(shù) nknn CCC ,..., 21 ，將這些修正系數(shù)的乘積與機組實際運行負荷相乘，就可以計算得到修正后的 機組負荷 gn NC? ， 以此作為機大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報告 第 26 頁 共 59 頁 組滑壓控制曲線中的橫坐標。 同樣地，引入熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化對滑壓控制曲線的 主蒸汽壓力進行修正的計算方法，就是根據(jù)實際機組 對外供熱流量、鍋爐減溫水流量以及加熱器投運 與否等 各項運行狀態(tài)改變引起主蒸汽流量的變化幅度，求得對主蒸汽壓力（在調(diào)門開度不變時，主蒸汽壓力與主蒸汽流量成正比例變化關(guān)系）的各分項修正系數(shù) PkPP CCC ,..., 21 ， 以這些修正系數(shù)乘以從 機組滑壓控制曲線中查取的主蒸汽壓力（縱坐標參數(shù)） 0P ， 就可以計算得到修正后的 機組主蒸汽壓力 0PCP? ， 并以 此作為機組 CCS 的滑壓運行主蒸汽壓力控制目標值。 以上所述為機組滑壓優(yōu)化控制曲線的通用型修正方法，具體應(yīng)用 在 某臺運行機組時，可根據(jù)機組實際運行狀況進行適當(dāng)?shù)睾喕?。例如，在整個變負荷滑壓運行階段進行各項運行參數(shù)調(diào)整時，主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度一般都以額定值作為控制目標，變化幅度不大，只有凝汽器壓力隨著冬季、夏季的環(huán)境溫度改變而有較大的變化，所以可以取凝汽器壓力作為主要的變化影響因素，對機組負荷進行修正。又如機組熱力系統(tǒng)的加熱器、給水泵等設(shè)備一般都處于正常的運行狀態(tài)，而相對于其它運行熱力系統(tǒng)變化因素而言，機組對外供熱與否對汽輪機主蒸汽壓力（以調(diào)門開度不變?yōu)榭刂茥l件）的影響可能要更大一些，所以可以將供熱流量變化作為主要的影響因素對 主蒸汽壓力進行修正。 “凝汽器壓力修正因子 ”的應(yīng)用 “凝汽器壓力修正因子 ”的計算公式 為了有效地排除凝汽器壓力變化對機組滑壓控制曲線應(yīng)用的不利影響，我們研究確定在機組滑壓控制中引入 “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 可由下式計算得到： 01 1 CPC ???? （ 3） 在公式（ 3）中， cP? 為凝汽器 基準壓力 與 運行壓力 之差值，通常取凝汽器設(shè)計壓力作為基準壓力； 0C 為凝汽器壓力每變化 1kPa 對機組出力的修正系數(shù)，可根據(jù)制造廠提供的設(shè)計資料選取，也可通過實際試驗獲得。 大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報告 第 27 頁 共 59 頁 凝汽器運行壓力的獲得方法 為了將凝汽器壓力修正至設(shè)計背壓，首先必須對凝汽器運行壓力進行測量。 傳統(tǒng)的凝汽器壓力測量必須符合某些特定的條件，才能保證測量數(shù)值的正確?，F(xiàn)場的許多客觀條件，如在凝汽器內(nèi)是否布置了足夠數(shù)量的測點，各測點位 置的選擇是否合理，取壓探頭的型式是否正確，傳壓管路的敷設(shè)是否滿足要求等等。目前，各電廠機組上通常安裝相對壓力變送器來測量凝汽器真空，還 需要知道大氣壓力，才能求得凝汽器的絕對壓力。這種求取凝汽器壓力的過程并不直觀方便，而且不能保證測量結(jié)果的準確、可靠。 經(jīng)過大量機組性能考核試驗的測量和比對，我們發(fā)現(xiàn)采用汽輪機排汽溫度測量值來替代作為凝汽器壓力監(jiān)視的手段比較切合實際。這是因為幾乎所有運行的汽輪機都配備有較為合適的排汽溫度測點和測量元件，能夠測量得到具有代表性的、較為可靠的排汽溫度數(shù)值。由于凝汽式汽輪機的排汽均處 于飽和狀態(tài)，因此可借助于蒸汽性質(zhì)圖表準確地查得對應(yīng)的飽和壓力，并以此計算值作為汽輪機排汽進入凝汽器的絕對壓力。 由于目前大型汽輪機 DCS系統(tǒng)中通常配置有蒸氣壓力與飽和溫度之間互相換算的軟件和模塊，采用排汽溫度折算獲得的凝汽器壓力具有足夠的精度。所以采取這一替代方法獲得的凝汽器壓力，完全可以滿足機組滑壓運行控制過程中計算 “凝汽器壓力修正因子 ”的需要。 機組出力修正系數(shù) 0C 的確定方法 凝汽器真空變化對機組負荷的修正系數(shù) 0C 可根據(jù)制造廠提供的修正曲線中查取，也可以通過實際試驗來獲得。如下面的圖 15 所示為一臺超臨界 600MW 機組實際變背壓試驗得出的真空修正曲線。 大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報告 第 28 頁 共 59 頁 蘭溪電廠超臨界600MW機組實際試驗得出的背壓修正曲線[ 6 0 0 M W 背壓修正系數(shù)：0 . 9 5 4 ％/ ( 1 k P a ) ] [ 3 0 0 M W 背壓修正系數(shù)：1 . 2 4 7 ％/ ( 1 k P a ) ] 背壓，k P a修正系數(shù)，％線性 (6 00M W)線性 (3 00M W) 圖 15 一臺超臨界 600MW 機組實際試驗得出的真空修正曲線 從圖 15 中可以看出，機組在 600MW 額定負荷工況運行時，汽輪機背壓每變化1kPa，機組出力、熱耗率變化幅度約為 ％；機組在 300MW 負荷工況運行時，汽輪機背壓每變化 1kPa，機組出力、熱耗率變化幅度約為 ％。根據(jù)這一試驗結(jié)果，對該型機組進行滑壓控制曲線修正時，可近似地選取凝汽器壓 力變化 1kPa 對應(yīng)的 出力修正系數(shù) 0C ＝ 1％這個固定的修正系數(shù)。 “凝汽器壓力修正因子 ”的應(yīng)用方法 在機組滑壓優(yōu)化控制中引入 “凝汽器壓力修正因子 ”的方法，相當(dāng)于將原先固定的、一成不變的滑壓控制曲線變成為可隨時根據(jù)凝汽器壓力變化而自動調(diào)整的一簇滑壓控制曲線。相應(yīng)地，機組定、滑壓轉(zhuǎn)換點負荷也處于不斷地調(diào)整狀態(tài)，以保證汽輪機高壓調(diào)門處于 “最佳滑壓閥位 ”狀態(tài)。下面以一臺超臨界 600MW 機組的定、滑壓轉(zhuǎn)換點隨凝汽器真空而變化的情況為例，說明 “凝汽器壓力修正因子 ”的應(yīng)用方法及效果。 該機組通過滑壓優(yōu)化試驗得出了機組滑壓控制曲線，確定機組定、滑壓轉(zhuǎn)折點的機組負荷為 570MW。在試驗結(jié)果計算過程中，對各個試驗工況的機組出力都進行了運行參數(shù)（其中包括凝汽器壓力）偏離設(shè)計值的修正計算。因此，定、滑壓轉(zhuǎn)折點負荷 570MW 是以凝汽器設(shè)計壓力 為參照基準而確定的。 當(dāng)該機組在夏季工況額定負荷運行時，隨著外界環(huán)境溫度的上升，冷卻塔出口的循環(huán)水溫度會升至 35℃ 左右，實際測得的汽輪機低壓缸排汽溫度更是高達 46℃ 。根據(jù)凝汽器壓力與排汽溫度之間的對應(yīng)關(guān)系可以查知，此時的凝汽器壓 力應(yīng)為 10kPa，大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報告 第 29 頁 共 59 頁 與凝汽器設(shè)計壓力 相比，明顯偏高了 。取該機組真空變化修正系數(shù) 0C＝ 1％，則依據(jù)公式（ 3）可以計算得出該運行工況的 “凝汽器壓力修正因子 ” ?nC 。相應(yīng)地，經(jīng)過修正后的機組 “名義負荷 ”為： gn NC ?1 ＝ 570＝544MW。由此計算結(jié)果表明，在夏季工況高背壓運行條件下，機組定、滑壓轉(zhuǎn)折點的機組負荷應(yīng)該從 570MW 下 移至 544MW。 當(dāng)機組在冬季工況運 行時，實際測得的汽輪機低壓缸排汽溫度為 27℃ ，對應(yīng)的凝汽器壓力應(yīng)為 ，與凝汽器設(shè)計壓力 相比，明顯偏低了 2kPa。采用公式（ 3）可以計算得到 “凝汽器壓力修正因子 ” ?nC ，修正后的機組 “名義負荷 ”為： gn NC ?1 ＝ 570＝ 581MW。即在冬季工況凝汽器壓力偏低的實際運行條件下，機組定、滑壓轉(zhuǎn)折點的機組負荷應(yīng)該從 570MW 上 移至 581MW。 從上面的計算結(jié)果可以看出，由于受夏季、冬季工況凝汽器真空大幅度變化的 影響，機組在夏季、冬季工況的定、滑壓轉(zhuǎn)折點需 下 移、 上 移的的總變化幅度將高達38MW。 “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，對于夏季、冬季凝汽器壓力偏差幅度較大的運行工況，通過引入 “凝汽器壓力修正因子 ”的方法， 使機組滑壓控制曲線的實際機組負荷能夠修正至凝汽器設(shè)計壓力，可以實現(xiàn) 機組滑壓控制曲線的適當(dāng)平移， 確保汽輪機高壓調(diào)門開度與機組負荷之間的對應(yīng)關(guān)系能夠復(fù)現(xiàn)試驗或設(shè)計時的狀態(tài) 。 采用 “凝汽器壓力修正因子 ”進行滑壓曲線修正的方法率先在蘭溪電廠超臨界600MW 機組上得到了應(yīng)用 。經(jīng)過四臺機組兩年多的運行實踐，機組優(yōu)化滑壓控制曲線一直正常投運，由此表明這一修正計算方法是切實可行的。在后續(xù)北侖電廠 600MW機組以及鎮(zhèn)海電廠 200MW 機組等電廠滑壓優(yōu)化曲線投運過程中，我們都向電廠推薦引入 “凝汽器壓力修正因子 ”，以保證滑壓優(yōu)化曲線的實際運行效果。 “供熱流量修正因子 ”的應(yīng)用 “供熱流量修正因子 ”的計算公式 為了有效地排除供熱流量變化對機組滑壓控制曲線應(yīng)用的不利影響，我們研究確定在機組滑壓控制中引入 “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 可由下式計算得到： 大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究技術(shù)總結(jié)報告 第 30 頁 共 59 頁 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 為供熱流量對汽輪機進汽壓力（在固定調(diào)門開度下，相當(dāng)于汽輪機進汽流量）的修正系數(shù)，即占主蒸汽流量的百分比每增加 1％，引起汽輪機進汽流量增加的比例系數(shù)；該比例 系數(shù)可以通過 “等效熱降法 “等計算的手段獲得。 另外，如果進行機組供熱與不供熱狀態(tài)的實際比較試驗，則可以直接獲得較為確切的主汽壓力修正系數(shù) 1PC 。 通過 “等效熱降法 ”計算 “供熱流量修正因子 ”的方法 汽輪機采用抽汽方式對外供熱之后，其出力、效率等運行經(jīng)濟指標也會相應(yīng)地發(fā)生變化。采用 “等效熱降法 ”這一近似計算方法可以用來計算抽汽供熱流量變化對新蒸汽有效熱降的影響。 “等效熱降法 ”是一種成熟的熱工計算方法，它基于熱力學(xué)的熱功轉(zhuǎn)換原理，對發(fā)電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)的參 量進行簡化和轉(zhuǎn)換，采用簡捷的局部運算來代替整個系統(tǒng)的復(fù)雜計算。采用這一方法建立的機組熱力系統(tǒng)汽水循環(huán)計算模型，可以方便地計算得出熱力系統(tǒng)抽汽供熱等局部運行因素變化對新蒸汽做功能力的影響程度。 該項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％，引起汽輪機進汽流量增加的比例數(shù)值；即為供熱流量對主汽壓力的修正系數(shù) hC 。按照上面的公式（ 4）所列，將實際測得的供熱蒸汽流量占主蒸汽流量的百分比)/( msgr FF 乘以修正系數(shù) hC ， 即可得到 “供熱流量修正因子 ” 1PC 。 通過試驗直接得出 “供熱流量修正因子 ”的方法 需了解汽輪機抽汽供熱對滑壓運行的影響程度，最便捷的方法是進行實際供熱影響比較試驗，得出機組供熱和不供熱狀態(tài)下，為保持機組原先的滑壓調(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 。 下圖 16 中給出了蕭山電廠一臺 125MW 機組采用冷再熱蒸汽對外供熱試驗的滑壓優(yōu) 化試驗曲線。圖中的 粗實 線為不供熱狀態(tài)下的兩閥全開滑壓運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 為機組負荷，單位 MW；粗點劃線代表了該機組對外供熱 16t/h 狀態(tài)的兩閥全開滑壓運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