第四組機組變工況運行調

1、機組變工況運行調整第四組 張海超 白宇夢 楊青 崔俊鋒 王鶴 李冰什么是變工況運行，變工況運行的方式有哪什么是變工況運行，變工況運行的方式有哪些？些？ 單元機組負荷偏離額定負荷的運行工況稱變工況運行。單元機組負荷偏離額定負荷的運行工況稱變工況運行。 單元機組的變工況運行方式有定壓運行和滑壓（變壓）運單元機組的變工況運行方式有定壓運行和滑壓（變壓）運行兩種。行兩種。 定壓運行是指汽輪機在不同工況下自動主汽門前的壓力和定壓運行是指汽輪機在不同工況下自動主汽門前的壓力和溫度均保持不變，依靠改變調速汽門個數及調速汽門的開溫度均保持不變，依靠改變調速汽門個數及調速汽門的開度來調整機組功率，以適應負荷變化

2、的需要。度來調整機組功率，以適應負荷變化的需要。 滑壓運行又稱變壓運行，是相對于定壓運行方式而言的?；瑝哼\行又稱變壓運行，是相對于定壓運行方式而言的?；瑝哼\行方式是指汽輪機在不同工況下運行時，維持主汽滑壓運行方式是指汽輪機在不同工況下運行時，維持主汽門全開，調速汽門全開或固定在某一適當開度，蒸汽壓力門全開，調速汽門全開或固定在某一適當開度，蒸汽壓力隨負荷變化而變化，但主蒸汽和再熱蒸汽溫度維護不變的隨負荷變化而變化，但主蒸汽和再熱蒸汽溫度維護不變的運行方式。運行方式。定壓運行時，汽輪機內各級溫度都發(fā)生變化，尤其定壓運行時，汽輪機內各級溫度都發(fā)生變化，尤其是調節(jié)級變化最明顯，負荷的變化將引起較大的

3、熱應力和是調節(jié)級變化最明顯，負荷的變化將引起較大的熱應力和相對熱膨脹，從而限制了機組負荷的適應性。同時，由于相對熱膨脹，從而限制了機組負荷的適應性。同時，由于定壓運行時以調節(jié)進汽量來增減負荷，蒸汽流量的變化還定壓運行時以調節(jié)進汽量來增減負荷，蒸汽流量的變化還將引起級效率的降低。所以近年來，大容量單元機組采用將引起級效率的降低。所以近年來，大容量單元機組采用滑壓運行越來越多滑壓運行越來越多?；瑝哼\行有哪幾種？大機組常用的滑壓運行滑壓運行有哪幾種？大機組常用的滑壓運行方式是什么？方式是什么？1.1.純滑壓運行。在整個負荷變化范圍內，所有調節(jié)閥均處于純滑壓運行。在整個負荷變化范圍內，所有調節(jié)閥均處于

4、全開位置，完全靠調整鍋爐燃燒適應負荷變化。這種方法全開位置，完全靠調整鍋爐燃燒適應負荷變化。這種方法操作簡單，維護方便，具有較高的經濟性，但是從汽輪機操作簡單，維護方便，具有較高的經濟性，但是從汽輪機負荷變化信號輸入鍋爐到新蒸汽壓力改變有一個時滯，即負荷變化信號輸入鍋爐到新蒸汽壓力改變有一個時滯，即不能對負荷變化快速響應。對于中間再熱機組，由于再熱不能對負荷變化快速響應。對于中間再熱機組，由于再熱器和冷段導汽管的熱慣性，負荷變動時，中低壓缸有明顯器和冷段導汽管的熱慣性，負荷變動時，中低壓缸有明顯的功率延滯現象，通常依靠高壓調速汽門動態(tài)過開的方法的功率延滯現象，通常依靠高壓調速汽門動態(tài)過開的方法

5、來補償，但此時調速汽門已全開，沒有調節(jié)手段，故此方來補償，但此時調速汽門已全開，沒有調節(jié)手段，故此方式難于適應負荷的頻繁變動的工況。另外，調速汽門長期式難于適應負荷的頻繁變動的工況。另外，調速汽門長期處于全開狀態(tài)，易于結垢卡澀，故需要定期手動活動調速處于全開狀態(tài)，易于結垢卡澀，故需要定期手動活動調速汽門。汽門。 2.節(jié)流滑壓運行。機組負荷穩(wěn)定時調速汽門不節(jié)流滑壓運行。機組負荷穩(wěn)定時調速汽門不全開，對主蒸汽壓力有一定的節(jié)流。當負荷突全開，對主蒸汽壓力有一定的節(jié)流。當負荷突然增加時，立即開大調速汽門，利用鍋爐的蓄然增加時，立即開大調速汽門，利用鍋爐的蓄熱，達到快速增負荷的目的。待鍋爐調整燃燒熱，達

6、到快速增負荷的目的。待鍋爐調整燃燒工況使新汽壓力升高后，蒸汽的做功能力已經工況使新汽壓力升高后，蒸汽的做功能力已經能滿足當時負荷的要求時，再把調速汽門關小，能滿足當時負荷的要求時，再把調速汽門關小，恢復至原來的位置。因此，這種方式彌補了純恢復至原來的位置。因此，這種方式彌補了純滑壓運行負荷適應性差的缺點。由于調速汽門滑壓運行負荷適應性差的缺點。由于調速汽門經常處于部分開啟的狀態(tài)，存在節(jié)流損失，在經常處于部分開啟的狀態(tài)，存在節(jié)流損失，在一定程度上降低了它的經濟性。一定程度上降低了它的經濟性。3.3.復合滑壓運行。這是滑壓和定壓相結合的一種運行方式一般有三種運復合滑壓運行。這是滑壓和定壓相結合的一

7、種運行方式一般有三種運行方式：行方式：(1)(1)低負荷時滑壓運行，高負荷時定壓運行。低負荷時調速汽門全開，滑壓運行，低負荷時滑壓運行，高負荷時定壓運行。低負荷時調速汽門全開，滑壓運行，隨著負荷的增加，主蒸汽壓力增加，待增至額定壓力后，維持主蒸汽壓力不隨著負荷的增加，主蒸汽壓力增加，待增至額定壓力后，維持主蒸汽壓力不變，過渡到噴嘴調節(jié)。變，過渡到噴嘴調節(jié)。(2)(2)低負荷時定壓運行，高負荷時滑壓運行。低負荷時，蒸汽壓力維持在較低值低負荷時定壓運行，高負荷時滑壓運行。低負荷時，蒸汽壓力維持在較低值作定壓運行，此時要增加負荷，需要開大調速汽門，待閥門全開后，則依靠作定壓運行，此時要增加負荷，需要

8、開大調速汽門，待閥門全開后，則依靠鍋爐提升壓力增大負荷。鍋爐提升壓力增大負荷。(3)“(3)“定壓一滑壓一定壓定壓一滑壓一定壓”的混合滑壓運行方式，即高負荷和低負荷時定壓運行，的混合滑壓運行方式，即高負荷和低負荷時定壓運行，中間負荷滑壓運行。低負荷時，在較低壓力下定壓運行；中間負荷中間負荷滑壓運行。低負荷時，在較低壓力下定壓運行；中間負荷(30(308080) )時滑壓運行；高負荷時采用噴嘴調節(jié)定壓運行。時滑壓運行；高負荷時采用噴嘴調節(jié)定壓運行。 該復合滑壓運行方式既該復合滑壓運行方式既具有較高的經濟性，又具有較強的負荷適應性，故應用最廣。具有較高的經濟性，又具有較強的負荷適應性，故應用最廣。

9、 大機組一般采用的是復合滑壓運行方式中的大機組一般采用的是復合滑壓運行方式中的“定定壓一滑壓一定壓壓一滑壓一定壓” ，因為從經濟性和安全性方面，因為從經濟性和安全性方面綜合考慮具有以下優(yōu)點：綜合考慮具有以下優(yōu)點：即高負荷和低負荷時定即高負荷和低負荷時定壓運行，中間負荷滑壓運行。低負荷時，在較低壓運行，中間負荷滑壓運行。低負荷時，在較低壓力下定壓運行；中間負荷壓力下定壓運行；中間負荷(30(308080) )時滑壓時滑壓運行；高負荷時采用噴嘴調節(jié)定壓運行。運行；高負荷時采用噴嘴調節(jié)定壓運行。 該復合該復合滑壓運行方式既具有較高的經濟性，又具有較強滑壓運行方式既具有較高的經濟性，又具有較強的負荷適

10、應性，故應用最廣。的負荷適應性，故應用最廣。采用滑壓運行的目的采用滑壓運行的目的汽輪機在定壓運行時采用噴嘴調節(jié)汽輪機在定壓運行時采用噴嘴調節(jié),噴嘴一般只有四組噴嘴一般只有四組,所以基本上所以基本上仍然采用截流調節(jié)方式運行仍然采用截流調節(jié)方式運行,就是在順序調節(jié)也存在截流問題就是在順序調節(jié)也存在截流問題,所以所以截流導致?lián)p失較大。在滑壓運行時截流導致?lián)p失較大。在滑壓運行時,主蒸汽的流量和壓力與機組功主蒸汽的流量和壓力與機組功率基本上成正比變化率基本上成正比變化,而主蒸汽溫度不隨功率變化。此時而主蒸汽溫度不隨功率變化。此時,隨負荷的隨負荷的降低降低,主蒸汽流量減少主蒸汽流量減少,而蒸汽比容增大而蒸

11、汽比容增大,所以機組內蒸汽的體積流量所以機組內蒸汽的體積流量基本不變基本不變,同時由于汽輪機調門開度及第一級通汽面積保持一定同時由于汽輪機調門開度及第一級通汽面積保持一定,大大大減少了截流損失。另外這時汽輪機各級速比、壓力、焓降以及溫大減少了截流損失。另外這時汽輪機各級速比、壓力、焓降以及溫度變化很小度變化很小,從而使各級及整機的內效率基本不變從而使各級及整機的內效率基本不變,即在不同負荷時即在不同負荷時,汽輪機均可處在內效率偏離設計條件很小的范圍內運行。汽輪機在汽輪機均可處在內效率偏離設計條件很小的范圍內運行。汽輪機在定壓運行時定壓運行時,第一級后的壓力和溫度與蒸汽流量成正比變化第一級后的壓

12、力和溫度與蒸汽流量成正比變化,當蒸汽當蒸汽流量改變時流量改變時,汽輪機各個部件承受的熱應力和熱變形都較大汽輪機各個部件承受的熱應力和熱變形都較大,而滑壓而滑壓運行時運行時,由于主蒸汽溫度基本不變由于主蒸汽溫度基本不變,從而大大改善了汽輪機變工況下從而大大改善了汽輪機變工況下機組部件的熱應力和熱變形機組部件的熱應力和熱變形,這樣允許增大汽輪機的負荷變化率這樣允許增大汽輪機的負荷變化率,這這也是采用滑壓運行的目的。也是采用滑壓運行的目的。單元機組滑壓運行有哪些優(yōu)點？與定壓運行方式相比，滑壓運行具有如下優(yōu)點：與定壓運行方式相比，滑壓運行具有如下優(yōu)點：1. 1. 機組變負荷時，由于主蒸汽的溫度變化小，

13、所以部件金屬溫度的變機組變負荷時，由于主蒸汽的溫度變化小，所以部件金屬溫度的變化相應減小，從而可以降低部件的熱應力，延長部件的使用壽命?；鄳獪p小，從而可以降低部件的熱應力，延長部件的使用壽命。 2. 2. 可以提高低負荷時的熱經濟性?；瑝哼\行，蒸汽節(jié)流損失小，由于可以提高低負荷時的熱經濟性。滑壓運行，蒸汽節(jié)流損失小，由于高排溫度較高，再熱蒸汽溫度易于控制和提高，可以提高機組的循環(huán)高排溫度較高，再熱蒸汽溫度易于控制和提高，可以提高機組的循環(huán)熱效率。熱效率。 3. 3. 給水泵耗功減少?，F代大功率汽輪機組均采用調速給水泵，因此，給水泵耗功減少?，F代大功率汽輪機組均采用調速給水泵，因此，機組若采用

14、滑壓運行，當負荷降低時，鍋爐給水流量和壓力隨之減少，機組若采用滑壓運行，當負荷降低時，鍋爐給水流量和壓力隨之減少，因而給水泵可以低轉速運行，從而降低了水泵的耗功量，負荷越低耗因而給水泵可以低轉速運行，從而降低了水泵的耗功量，負荷越低耗功量越少。功量越少。4. 4. 調速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并可使機組振動減少?；瑝哼\行時，由于調速調速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并可使機組振動減少?；瑝哼\行時，由于調速汽門全開或維持某一開度不變，從而減少了調速系統(tǒng)對汽輪機進汽參汽門全開或維持某一開度不變，從而減少了調速系統(tǒng)對汽輪機進汽參數和負荷的影響。此外，由于調速汽門在運行過程中開度保持不變，數和負荷的影響。此外，由于調速汽門在運

15、行過程中開度保持不變，從而避免了由于周向進汽面積變化使機組受熱不均勻引起的振動。從而避免了由于周向進汽面積變化使機組受熱不均勻引起的振動。5 5有利于機組變工況運行和快速啟停操作。在工況變動時，滑壓調節(jié)汽有利于機組變工況運行和快速啟停操作。在工況變動時，滑壓調節(jié)汽輪機高壓缸各級蒸汽溫度實際上近乎保持不變。而噴嘴調節(jié)溫度變化輪機高壓缸各級蒸汽溫度實際上近乎保持不變。而噴嘴調節(jié)溫度變化較大，再考慮到調節(jié)級為部分進汽，調節(jié)級后沿周向溫度分布是不均較大，再考慮到調節(jié)級為部分進汽，調節(jié)級后沿周向溫度分布是不均勻的。當工況變化時，汽輪機的溫度工況比滑壓調節(jié)要差得多?；瑝簞虻?。當工況變化時，汽輪機的溫度工況

16、比滑壓調節(jié)要差得多?；瑝哼\行時，由于鍋爐的汽溫和汽輪機各級溫度變化均較運行時，由于鍋爐的汽溫和汽輪機各級溫度變化均較小，因此有利于機單元機組滑壓運行對機組的影響有哪些？1.1.滑壓運行機組對電網調頻的適應性較差。因為當機組功滑壓運行機組對電網調頻的適應性較差。因為當機組功率增大時，鍋爐必然增加燃燒以提高汽壓。但此時鍋爐率增大時，鍋爐必然增加燃燒以提高汽壓。但此時鍋爐的儲熱能力不但不能利用，還因壓力的提高而儲蓄了一的儲熱能力不但不能利用，還因壓力的提高而儲蓄了一部分熱量，這樣就增加了遲延時間。因此，滑壓運行的部分熱量，這樣就增加了遲延時間。因此，滑壓運行的機組對負荷的反應速度比定壓運行差，故滑壓

17、運行機組機組對負荷的反應速度比定壓運行差，故滑壓運行機組一般不宜參與調頻。一般不宜參與調頻。2.2.高負荷區(qū)滑壓運行不經濟。當機組在高負荷區(qū)高負荷區(qū)滑壓運行不經濟。當機組在高負荷區(qū)(75(75100100) )額定負荷額定負荷 時，由于閥門的開度較大，定壓運行時，由于閥門的開度較大，定壓運行的節(jié)流損失不大，尤其是噴嘴調節(jié)的汽輪機，節(jié)流損失的節(jié)流損失不大，尤其是噴嘴調節(jié)的汽輪機，節(jié)流損失更小。若采用滑壓運行，由于新蒸汽壓力的降低，使機更小。若采用滑壓運行，由于新蒸汽壓力的降低，使機組循環(huán)熱效率下降，故此時經濟性比定壓運行低。組循環(huán)熱效率下降，故此時經濟性比定壓運行低。3. 負荷很低時低壓轉子流量

18、小，汽輪機葉片根部將產生較大的負負荷很低時低壓轉子流量小，汽輪機葉片根部將產生較大的負反動度，造成蒸汽回流、效率降低和葉片根部出汽邊水刷，甚反動度，造成蒸汽回流、效率降低和葉片根部出汽邊水刷，甚至還有可能引起不穩(wěn)定的旋渦，使葉片承受不穩(wěn)定的激振力的至還有可能引起不穩(wěn)定的旋渦，使葉片承受不穩(wěn)定的激振力的顫振。低負荷時給水加熱器疏水壓差很小，容易發(fā)生疏水不暢顫振。低負荷時給水加熱器疏水壓差很小，容易發(fā)生疏水不暢和汽蝕。鍋爐低負荷時，有可能產生主汽溫與再熱汽溫的偏差和汽蝕。鍋爐低負荷時，有可能產生主汽溫與再熱汽溫的偏差增大，對于高、中壓缸合缸的機組，高、中壓缸兩個進汽口相增大，對于高、中壓缸合缸的機

19、組，高、中壓缸兩個進汽口相鄰處的溫度梯度過大將產生較大的熱應力。鄰處的溫度梯度過大將產生較大的熱應力。4. 4. 滑壓運行對工質流動的影響?；瑝哼\行時，負荷降低，工質壓滑壓運行對工質流動的影響。滑壓運行時，負荷降低，工質壓力降低，比體積增大。而比體積的增大將使自然循環(huán)鍋爐的流力降低，比體積增大。而比體積的增大將使自然循環(huán)鍋爐的流動壓頭增加，水循環(huán)可靠性提高。對于強制循環(huán)鍋爐，壓力下動壓頭增加，水循環(huán)可靠性提高。對于強制循環(huán)鍋爐，壓力下降有兩方面影響：壓力下降，工質比體積增大，管內阻力增大，降有兩方面影響：壓力下降，工質比體積增大，管內阻力增大，這對水動力穩(wěn)定性和減少管問流量偏差是有利的；然而，在低這對水動力穩(wěn)定性和減少管問流量偏差是有利的；然而，在低壓時，汽水比體積差增大，容易出現水動力不穩(wěn)定。因此，對壓時，汽水比體積差增大，容