單元機組的變壓運行

1、第四節(jié) 單元機組的變壓運行32-第2張一、滑壓運行的基本概念一、滑壓運行的基本概念滑壓運行（滑壓運行（Variable Pressure Mode）又稱變壓）又稱變壓運行，它是依靠改變進入汽輪機的主蒸汽壓力運行，它是依靠改變進入汽輪機的主蒸汽壓力（同時也改變了進入汽輪機的新蒸汽量），來（同時也改變了進入汽輪機的新蒸汽量），來適應(yīng)外界負荷的變化。適應(yīng)外界負荷的變化。汽輪機的主汽門和調(diào)節(jié)汽門的開度始終保持汽輪機的主汽門和調(diào)節(jié)汽門的開度始終保持不變，即主汽門保持全開，調(diào)節(jié)汽門也基本不變，即主汽門保持全開，調(diào)節(jié)汽門也基本上保持全開，進入汽輪機的主蒸汽溫度維持上保持全開，進入汽輪機的主蒸汽溫度維持額定值

2、不變。額定值不變。 32-第3張滑壓運行的運行方式滑壓運行的運行方式1.1.純滑壓運行方式純滑壓運行方式指在整個負荷變化范圍內(nèi)，汽輪機調(diào)節(jié)汽門全指在整個負荷變化范圍內(nèi)，汽輪機調(diào)節(jié)汽門全開的運行方式。開的運行方式。單純依靠鍋爐主蒸汽壓力的變化來調(diào)節(jié)機單純依靠鍋爐主蒸汽壓力的變化來調(diào)節(jié)機組負荷，汽輪機沒有節(jié)流損失，給水泵耗組負荷，汽輪機沒有節(jié)流損失，給水泵耗電量最小，但機組對負荷的適應(yīng)能力差，電量最小，但機組對負荷的適應(yīng)能力差，不能滿足電網(wǎng)一次調(diào)頻的需要，一般很少不能滿足電網(wǎng)一次調(diào)頻的需要，一般很少采用。采用。32-第4張2.2.節(jié)流滑壓運行方式節(jié)流滑壓運行方式在正常情況下，汽輪機調(diào)節(jié)汽門保持在正

3、常情況下，汽輪機調(diào)節(jié)汽門保持5 51515的節(jié)流，當(dāng)負荷突然增大時全開，利用鍋爐的節(jié)流，當(dāng)負荷突然增大時全開，利用鍋爐的儲熱量來暫時滿足負荷增加的需要，待鍋爐的儲熱量來暫時滿足負荷增加的需要，待鍋爐蒸汽流量增加、汽壓升高后，調(diào)節(jié)汽門恢復(fù)到蒸汽流量增加、汽壓升高后，調(diào)節(jié)汽門恢復(fù)到原位。原位。這種方式有節(jié)流損失，但可以快速響應(yīng)外界負這種方式有節(jié)流損失，但可以快速響應(yīng)外界負荷的變化。荷的變化。32-第5張3.3.復(fù)合滑壓運行方式復(fù)合滑壓運行方式機組在高負荷區(qū)（一般為機組在高負荷區(qū)（一般為8080100100MCRMCR）保）保持定壓運行持定壓運行(Constan Pressure Mode)(Con

4、stan Pressure Mode)，用增，用增減噴嘴的開度來調(diào)節(jié)負荷；在中低負荷區(qū)（一減噴嘴的開度來調(diào)節(jié)負荷；在中低負荷區(qū)（一般為般為30308080MCRMCR），全開部分調(diào)節(jié)汽門），全開部分調(diào)節(jié)汽門（如三閥全開）進行滑壓運行；在極低負荷區(qū)（如三閥全開）進行滑壓運行；在極低負荷區(qū)（一般為（一般為3030MCRMCR以下），恢復(fù)定壓運行方式以下），恢復(fù)定壓運行方式（但壓力定值較低）。（但壓力定值較低）。汽輪機在全負荷范圍內(nèi)均能保持較高的效率，汽輪機在全負荷范圍內(nèi)均能保持較高的效率，同時還有較好的負荷響應(yīng)能力，所以得到普遍同時還有較好的負荷響應(yīng)能力，所以得到普遍的應(yīng)用。的應(yīng)用。32-第6張例

5、如，某亞臨界例如，某亞臨界660MW660MW機組推薦的復(fù)合滑壓運機組推薦的復(fù)合滑壓運行方式為：行方式為：在在1001009393MCRMCR時維持定壓運行（新蒸時維持定壓運行（新蒸汽壓力為汽壓力為16.68MPa16.68MPa）；）；在在93935050MCRMCR時為滑壓運行（新蒸汽壓時為滑壓運行（新蒸汽壓力為力為16.6816.6810.06MPa10.06MPa）；）；在在5050MCRMCR以下時恢復(fù)定壓運行（新蒸汽壓以下時恢復(fù)定壓運行（新蒸汽壓力為力為10.06MPa10.06MPa）。）。32-第7張32-第8張又例如，某超臨界壓力又例如，某超臨界壓力600MW600MW機組采

6、用如下復(fù)機組采用如下復(fù)合滑壓運行方式，合滑壓運行方式，在在1001008989MCRMCR時定壓運行，主蒸汽壓時定壓運行，主蒸汽壓力為（力為（25.125.125.425.4）MPaMPa；在在89893737MCRMCR時滑壓運行，主蒸汽壓力時滑壓運行，主蒸汽壓力為（為（10.8810.8825.125.1）MPaMPa；在在3737MCRMCR以下時定壓運行，主蒸汽壓力為以下時定壓運行，主蒸汽壓力為10.88MPa10.88MPa。 32-第9張32-第10張32-第11張32-第12張32-第13張二、滑壓運行的特點和最佳運行方式二、滑壓運行的特點和最佳運行方式（一）滑壓運行的特點（一）

7、滑壓運行的特點不同負荷時汽輪機都全周進汽，無節(jié)不同負荷時汽輪機都全周進汽，無節(jié)流損失，改善了高壓缸內(nèi)工質(zhì)的流動，流損失，改善了高壓缸內(nèi)工質(zhì)的流動，汽輪機內(nèi)效率比定壓運行高，負荷越汽輪機內(nèi)效率比定壓運行高，負荷越低，得益越多。低，得益越多。給水泵出口工質(zhì)壓力由于鍋爐壓力下給水泵出口工質(zhì)壓力由于鍋爐壓力下降而下降。降而下降。32-第14張汽輪機高壓汽輪機高壓缸的排汽溫缸的排汽溫度與焓隨著度與焓隨著負荷下降略負荷下降略有提高（比有提高（比熱容減?。?。熱容減小）。32-第15張滑壓運行汽輪機進汽溫度在負荷變化時滑壓運行汽輪機進汽溫度在負荷變化時不變，調(diào)節(jié)級后的汽溫變化也很小，汽不變，調(diào)節(jié)級后的汽溫變化

8、也很小，汽輪機金屬溫度穩(wěn)定并保持在較高水平；輪機金屬溫度穩(wěn)定并保持在較高水平；中低壓缸由于再熱汽溫提高，金屬溫度中低壓缸由于再熱汽溫提高，金屬溫度也較高且穩(wěn)定。因此，變負荷熱應(yīng)力小，也較高且穩(wěn)定。因此，變負荷熱應(yīng)力小，允許較高的變負荷速率，壽命損耗減少。允許較高的變負荷速率，壽命損耗減少。32-第16張保持過熱汽溫，過熱器焓增隨著壓力下保持過熱汽溫，過熱器焓增隨著壓力下降而減少。為了維持額定汽溫，滑壓運降而減少。為了維持額定汽溫，滑壓運行時過熱器噴水量要比定壓運行時多些。行時過熱器噴水量要比定壓運行時多些。32-第17張（二）復(fù)合滑壓運行優(yōu)點（二）復(fù)合滑壓運行優(yōu)點復(fù)合滑壓運行方式廣泛應(yīng)用于調(diào)峰

9、機組。復(fù)合滑壓運行方式廣泛應(yīng)用于調(diào)峰機組。 有以下優(yōu)點。有以下優(yōu)點。在機組中間負荷范圍內(nèi)運行時，調(diào)節(jié)閥門在機組中間負荷范圍內(nèi)運行時，調(diào)節(jié)閥門保持全開或接近全開，它具有滑壓的優(yōu)點；保持全開或接近全開，它具有滑壓的優(yōu)點；高負荷時定壓運行節(jié)流損失和高壓內(nèi)工質(zhì)高負荷時定壓運行節(jié)流損失和高壓內(nèi)工質(zhì)溫度的變化都較小。溫度的變化都較小。在低負荷范圍內(nèi)采用定壓運行方式。在低負荷范圍內(nèi)采用定壓運行方式。32-第18張32-第19張32-第20張汽輪機閥門的控制汽輪機閥門的控制汽輪機高壓缸有兩種進汽方式汽輪機高壓缸有兩種進汽方式節(jié)流調(diào)節(jié)的全周進汽節(jié)流調(diào)節(jié)的全周進汽-單閥控制單閥控制多個高壓調(diào)節(jié)閥的啟閉同步進行多個

10、高壓調(diào)節(jié)閥的啟閉同步進行適用工況：升速、暖機、滑壓運行適用工況：升速、暖機、滑壓運行噴嘴調(diào)節(jié)的部分進汽噴嘴調(diào)節(jié)的部分進汽-順序閥控制順序閥控制前一個閥門開啟到指定開度，后一個閥前一個閥門開啟到指定開度，后一個閥門才開始開啟門才開始開啟適用工況：定壓運行、帶額定負荷適用工況：定壓運行、帶額定負荷32-第21張滑壓控制滑壓控制機組按滑壓方式運行時，汽輪機調(diào)節(jié)閥接近全機組按滑壓方式運行時，汽輪機調(diào)節(jié)閥接近全開并保持不變，機組的功率靠改變機前壓力和開并保持不變，機組的功率靠改變機前壓力和蒸汽的質(zhì)量流量來實現(xiàn)。蒸汽的質(zhì)量流量來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)滑壓運行，必須在保持汽輪機調(diào)節(jié)閥為了實現(xiàn)滑壓運行，必須在保持汽輪

11、機調(diào)節(jié)閥開度不變的前提下，生成一個與負荷保持某種開度不變的前提下，生成一個與負荷保持某種關(guān)系的壓力指令。關(guān)系的壓力指令?；瑝哼\行方式需要機組在協(xié)調(diào)方式（或鍋爐跟滑壓運行方式需要機組在協(xié)調(diào)方式（或鍋爐跟蹤方式）下且目標(biāo)負荷大于一定值（滑壓運行蹤方式）下且目標(biāo)負荷大于一定值（滑壓運行的最低負荷）。的最低負荷）。32-第22張三、機組的調(diào)峰運行三、機組的調(diào)峰運行調(diào)峰運行方式調(diào)峰運行方式變負荷調(diào)峰運行方式變負荷調(diào)峰運行方式采用滑壓運行采用滑壓運行兩班制調(diào)峰運行方式兩班制調(diào)峰運行方式白天滿負荷運行，晚間停機白天滿負荷運行，晚間停機68小時，早上熱小時，早上熱態(tài)啟動態(tài)啟動少汽無負荷調(diào)峰運行方式少汽無負荷調(diào)

12、峰運行方式夜間負荷減到零，但不解列，發(fā)電機保持空轉(zhuǎn)夜間負荷減到零，但不解列，發(fā)電機保持空轉(zhuǎn)帶無功功率運行，汽輪機進少量低參數(shù)蒸汽帶無功功率運行，汽輪機進少量低參數(shù)蒸汽32-第23張變負荷調(diào)峰機組的技術(shù)性能變負荷調(diào)峰機組的技術(shù)性能高負荷時，機組應(yīng)能在設(shè)計允許的最大出力工高負荷時，機組應(yīng)能在設(shè)計允許的最大出力工況（況（BMCR）安全運行）安全運行通過現(xiàn)場試驗來確定機組的通過現(xiàn)場試驗來確定機組的BMCR低負荷工況能長期安全運行低負荷工況能長期安全運行低壓缸噴水壓力和噴射角度要調(diào)整合理低壓缸噴水壓力和噴射角度要調(diào)整合理長葉片設(shè)計時要解決顫振問題長葉片設(shè)計時要解決顫振問題主、再熱蒸汽的汽溫偏差要?。ê细?/p>

13、）主、再熱蒸汽的汽溫偏差要?。ê细祝┍ＷC給水加熱器的疏水保證給水加熱器的疏水32-第24張具有能夠適應(yīng)電網(wǎng)負荷變化的負荷變化率具有能夠適應(yīng)電網(wǎng)負荷變化的負荷變化率100%50%MCR 5%/min50%最低負荷最低負荷 3%/min32-第25張華能石洞口二電廠進口2臺600 MW 超臨界機組，設(shè)計為復(fù)合變壓運行方式，調(diào)峰性能較好，承擔(dān)華東電網(wǎng)調(diào)峰運行任務(wù)，經(jīng)常帶中間負荷運行，變負荷速率能滿足設(shè)計要求，晚間常帶50 負荷運行，最低穩(wěn)定燃燒負荷為l50 MW。32-第26張冷態(tài)啟動時，從鍋爐點火到具備汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)條件約130 min，汽輪機沖轉(zhuǎn)至并網(wǎng)30min，并網(wǎng)至帶滿負荷170min溫態(tài)啟

14、動時，從汽輪機沖轉(zhuǎn)至帶滿負荷約l10 min。熱態(tài)啟動時，從鍋爐點火到具備汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)條件約20 min，汽輪機沖轉(zhuǎn)至帶滿負荷30 min。32-第27張32-第28張32-第29張32-第30張四、調(diào)峰機組鍋爐的特點四、調(diào)峰機組鍋爐的特點鍋爐調(diào)峰能力受到鍋爐低負荷的穩(wěn)定燃燒的制鍋爐調(diào)峰能力受到鍋爐低負荷的穩(wěn)定燃燒的制約，需通過一系列的試驗來確定，如最低穩(wěn)燃約，需通過一系列的試驗來確定，如最低穩(wěn)燃負荷試驗。負荷試驗。機組深度調(diào)峰運行會涉及到鍋爐在變負荷和低機組深度調(diào)峰運行會涉及到鍋爐在變負荷和低負荷運行工況下的水循環(huán)安全性，在變負荷時負荷運行工況下的水循環(huán)安全性，在變負荷時汽包、過熱器和再熱

15、器的適應(yīng)性，旁路系統(tǒng)容汽包、過熱器和再熱器的適應(yīng)性，旁路系統(tǒng)容量和輔機的適應(yīng)性；空氣預(yù)熱器的積灰和腐蝕、量和輔機的適應(yīng)性；空氣預(yù)熱器的積灰和腐蝕、尾部煙道的腐蝕等問題，應(yīng)進行變負荷和低負尾部煙道的腐蝕等問題，應(yīng)進行變負荷和低負荷水循環(huán)可靠性試驗及變負荷一、二次汽溫適荷水循環(huán)可靠性試驗及變負荷一、二次汽溫適應(yīng)性等試驗。應(yīng)性等試驗。32-第31張（一）燃燒系統(tǒng)（一）燃燒系統(tǒng) 調(diào)峰機組鍋爐的燃燒系統(tǒng)的特點主要是變調(diào)峰機組鍋爐的燃燒系統(tǒng)的特點主要是變負荷調(diào)節(jié)簡便靈敏、變負荷與低負荷燃燒穩(wěn)負荷調(diào)節(jié)簡便靈敏、變負荷與低負荷燃燒穩(wěn)定。定。煤粉爐穩(wěn)定燃燒技術(shù)主要依據(jù)高煤粉濃度煤粉爐穩(wěn)定燃燒技術(shù)主要依據(jù)高煤粉濃

16、度穩(wěn)定燃燒的原理。例如穩(wěn)定燃燒的原理。例如CE公司采用該原公司采用該原理設(shè)計的寬調(diào)節(jié)比燃燒器。理設(shè)計的寬調(diào)節(jié)比燃燒器。低負荷時上下兩個噴嘴反方向轉(zhuǎn)動，高低負荷時上下兩個噴嘴反方向轉(zhuǎn)動，高濃度煤粉氣流離開上噴嘴后仍能保持較濃度煤粉氣流離開上噴嘴后仍能保持較高的煤粉濃度，提高了燃燒穩(wěn)定性。高的煤粉濃度，提高了燃燒穩(wěn)定性。32-第32張CE公司在上述的基礎(chǔ)上以設(shè)計成固定式的寬公司在上述的基礎(chǔ)上以設(shè)計成固定式的寬調(diào)節(jié)比的燃燒器，噴嘴出口裝有鈍體。該燃調(diào)節(jié)比的燃燒器，噴嘴出口裝有鈍體。該燃燒器燃燒煙煤不投油助燃的最低負荷可達燒器燃燒煙煤不投油助燃的最低負荷可達20MCRBW公司在調(diào)峰機組上采取了兩個措施

17、：減公司在調(diào)峰機組上采取了兩個措施：減小單只燃燒器的熱功率，使其在小單只燃燒器的熱功率，使其在32.238.1MW/只燃燒器采用分隔小風(fēng)箱結(jié)構(gòu)。只燃燒器采用分隔小風(fēng)箱結(jié)構(gòu)。低負荷時常只有低負荷時常只有2 3臺磨煤機投運，故給煤系臺磨煤機投運，故給煤系統(tǒng)的可靠性重要。統(tǒng)的可靠性重要。一臺鍋爐上采用兩種容量規(guī)格的磨煤機，其一臺鍋爐上采用兩種容量規(guī)格的磨煤機，其中小容量磨煤機在低負荷時使用。中小容量磨煤機在低負荷時使用。32-第33張（二）過熱器再熱器系統(tǒng)（二）過熱器再熱器系統(tǒng)調(diào)峰機組的鍋爐要擴大過熱汽溫與再熱汽溫額調(diào)峰機組的鍋爐要擴大過熱汽溫與再熱汽溫額定值的負荷范圍。在設(shè)計中常是增加過熱器、定值

18、的負荷范圍。在設(shè)計中常是增加過熱器、再熱器的受熱面積，同時相應(yīng)增大調(diào)溫能力。再熱器的受熱面積，同時相應(yīng)增大調(diào)溫能力。變負荷時過熱器與再熱器受熱面金屬易超過變負荷時過熱器與再熱器受熱面金屬易超過其材料的許用溫度，故對受熱面金屬材料有其材料的許用溫度，故對受熱面金屬材料有更高的要求?；瑝哼\行變負荷的同時壓力與更高的要求?；瑝哼\行變負荷的同時壓力與溫度也同時變化，金屬溫度也隨之變化，造溫度也同時變化，金屬溫度也隨之變化，造成鍋爐蓄熱的變化。變負荷時投入的燃料量成鍋爐蓄熱的變化。變負荷時投入的燃料量有一部分用于鍋爐蓄熱的變化，引起有一部分用于鍋爐蓄熱的變化，引起“過燒過燒”或或“欠燒欠燒”。32-第3

19、4張（三）水冷壁系統(tǒng)（三）水冷壁系統(tǒng)400t/h超高壓自然循環(huán)鍋爐滑壓變負荷試驗表超高壓自然循環(huán)鍋爐滑壓變負荷試驗表明，負荷高時水冷壁循環(huán)流速高，負荷低時循明，負荷高時水冷壁循環(huán)流速高，負荷低時循環(huán)流速低。低負荷時爐膛熱負荷不均勻性增大，環(huán)流速低。低負荷時爐膛熱負荷不均勻性增大，并且熱負荷高的水冷壁的循環(huán)流速比熱負荷低并且熱負荷高的水冷壁的循環(huán)流速比熱負荷低的水冷壁高好幾倍，個別熱負荷低的管子在低的水冷壁高好幾倍，個別熱負荷低的管子在低于界限循環(huán)倍率下工作。于界限循環(huán)倍率下工作。滑壓變負荷運行提高水循環(huán)可靠性的措施主要滑壓變負荷運行提高水循環(huán)可靠性的措施主要是爐膛熱負荷，特別是提高角隅處的熱負荷；是爐膛熱負荷，特別是提高角隅處的熱負荷；改善角隅處水冷壁的水循環(huán)，如增加下降管斷改善角隅處水冷壁的水循環(huán)，如增加下降管斷面積和導(dǎo)汽管的斷面積等。面積和導(dǎo)汽管的斷面積等。32-第35張（四）空氣預(yù)熱器（四）空氣預(yù)熱器要求空氣預(yù)熱器在低負荷時能提供一定溫度要求空氣預(yù)熱器在低負荷時能提供一定溫度的空氣，并防止低溫硫酸腐蝕。的空氣，并防