熱力發(fā)電廠-第5章

第5章

熱力發(fā)電廠優(yōu)化運(yùn)行與調(diào)整5.1熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)主要設(shè)備運(yùn)行與調(diào)整5.2熱力發(fā)電廠主要熱力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與調(diào)整5.3熱力發(fā)電廠調(diào)峰經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

5.4運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視與調(diào)整5.5并列運(yùn)行單元機(jī)組之間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配第5章

熱力發(fā)電廠優(yōu)化運(yùn)行與調(diào)整5.1熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)

主要設(shè)備運(yùn)行與調(diào)整5.1.1回?zé)峒訜崞鬟\(yùn)行與調(diào)整 5.1.2除氧器運(yùn)行與調(diào)整 5.1.3凝汽設(shè)備的運(yùn)行與調(diào)整 5.1.4給水泵運(yùn)行與調(diào)整 5.1.1回?zé)峒訜崞鬟\(yùn)行與調(diào)整一、回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行的重要性1.機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)構(gòu)成：回?zé)峒訜崞鞯某槠訜嵴羝?、疏水、抽空氣系統(tǒng)和主凝水、主給水、除氧器等系統(tǒng)。

2.重要性：對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)、給水泵的安全可靠運(yùn)行，和熱經(jīng)濟(jì)性的影響很大。

如：給水回?zé)峒訜崞鞯耐旰寐?、高壓加熱器的投運(yùn)率、低壓加熱器投運(yùn)情況，都會(huì)影響機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性；還會(huì)影響機(jī)組的出力，使推力軸承受到的應(yīng)力超出設(shè)計(jì)值，危及設(shè)備安全。二、加熱器的投運(yùn)和停用方式

1.加熱器的投運(yùn)和停用方式規(guī)定：我國(guó)溫升率為≤5℃/min，溫降率為≤2℃/min。而美國(guó)FOSTERWHEEL(FW)公司規(guī)定的溫升率、溫降率均為1.85℃/min。

2.汽輪機(jī)組和加熱器的狀態(tài)不同，加熱器的投入和停用方式也不同，如表所示。加熱器的投入和停用方式三、運(yùn)行中監(jiān)督1.加熱器水位（加熱器汽側(cè)水位過(guò)高、過(guò)低，不僅影響回?zé)峤?jīng)濟(jì)性，還威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。）

（1）水位過(guò)高，將淹沒(méi)部分傳熱面積引起汽壓擺動(dòng)或升高，水可能從抽汽管倒流入汽輪機(jī)造成水擊，使抽汽管，加熱器殼體產(chǎn)生振動(dòng)。（2）水位過(guò)低或無(wú)水位，蒸汽經(jīng)疏水管流進(jìn)相鄰壓力較低一級(jí)加熱器，排擠該低壓抽汽，降低熱經(jīng)濟(jì)性，并可能使該級(jí)加熱器汽側(cè)超壓、尾部管束受到?jīng)_蝕（對(duì)內(nèi)置式疏冷器危害尤甚），同時(shí)加速對(duì)疏水管、閥門的沖刷和汽蝕。2.加熱器出口水溫（加熱器出口水溫應(yīng)維持設(shè)計(jì)值，若低于設(shè)計(jì)值，將使高壓抽汽增加，低壓抽汽減少，回?zé)岬臒峤?jīng)濟(jì)性下降。）出口水溫降低的主要原因?yàn)椋?/p>

（1）端差增大其原因可能是加熱器的受熱面結(jié)垢、汽側(cè)主要抽空氣不良、使傳熱系數(shù)值減小，水位過(guò)高淹沒(méi)受熱面，或水側(cè)旁路門漏水引起的。（2）抽汽管壓降增大如進(jìn)汽閥或逆止閥開(kāi)度不足或卡澀等原因造成。（3）保護(hù)裝置失靈

所以：應(yīng)定期進(jìn)行抽汽逆止閥的嚴(yán)密性試驗(yàn)，高壓加熱器自動(dòng)保護(hù)裝置的試驗(yàn)。5.1.2除氧器運(yùn)行與調(diào)整一、除氧器滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性分析除氧器的運(yùn)行方式：1.定壓除氧

2.滑壓除氧滑壓運(yùn)行除氧器在滑壓范圍內(nèi)的加熱蒸汽壓力、隨主機(jī)負(fù)荷而變動(dòng)(滑壓)、無(wú)蒸汽節(jié)流損失。定壓除氧器卻必須在進(jìn)汽管上裝壓力調(diào)節(jié)閥，以維持除氧器工作壓力為某定值(定壓)，這就帶來(lái)壓力調(diào)節(jié)的蒸汽節(jié)流損失。在相當(dāng)高的低負(fù)荷(如70%)時(shí)就必須切換到壓力更高的某級(jí)回?zé)岢槠麎毫r(shí)尤甚，如圖5-1所示。所以定壓降氧器難以適應(yīng)調(diào)峰，現(xiàn)在的電網(wǎng)情況是大機(jī)組也要承擔(dān)調(diào)峰。圖5-1除氧器不同運(yùn)行方式的熱經(jīng)濟(jì)性二、機(jī)組負(fù)荷變化對(duì)除氧器滑壓運(yùn)行的影響（一）滑壓除氧器的安全運(yùn)行滑壓除氧器在汽輪機(jī)組額定工況下運(yùn)行，與定壓除氧器基本相同，除氧器出口水溫與除氧器工作壓力下的飽和水溫度是一致的。但是，汽輪機(jī)組負(fù)荷驟變時(shí)，對(duì)除氧效果、給水泵的安全運(yùn)行有截然不同的重大影響?；瑝撼跗骷捌浣o水泵連接方式（二）汽輪機(jī)組負(fù)荷驟變對(duì)除氧效果，給水泵汽蝕的影響（三）除氧器的滑壓運(yùn)行對(duì)給水泵入口汽蝕的影響給水泵的有效凈正吸水頭

和必需凈正吸水頭的

在穩(wěn)壓工況下，與流量Q的關(guān)系如圖所示。圖5-3給水泵的Q-H曲線圖5-4NPSHr與NPSHa的關(guān)系

1-吸入口壓降；2-流道壓降；3-增壓

給水泵不汽蝕的基本條件是泵入口的有效汽蝕余量

應(yīng)大于必需的汽蝕余量，即

或防止給水泵汽蝕的有效富裕壓頭應(yīng)大于零，即

式中：為定值為變量

（四）驟降電負(fù)荷給水泵汽蝕的H-τ圖分析圖5-5的縱座標(biāo)為壓頭H,m；橫座標(biāo)為時(shí)間τmin。按不同工況分析如下：圖5-5驟降電負(fù)荷給水泵汽蝕的H-τ圖（五）滑壓除氧器防止給水泵汽蝕的技術(shù)措施

1.提高靜壓頭Hd；2.改善泵的結(jié)構(gòu)、采用低轉(zhuǎn)速前置泵3.降低下降管道的壓降p；4.縮短滯后時(shí)間；5.減緩暫態(tài)過(guò)程滑壓除氧器壓力Pd

下降。三、除氧器運(yùn)行（一）除氧器的啟動(dòng)與停運(yùn)除氧器在運(yùn)行中必須具備的條件：1、除氧器中的水必須被加熱到除氧器壓力下的飽和溫度；2、淋水盤邊緣不能溢流，而造成汽流阻塞和蒸汽的瞬間凝結(jié)；3、及時(shí)排出水中分離出來(lái)的氣體；（二）自生沸騰現(xiàn)象及防止除氧器匯集了廠內(nèi)的各種疏水和余汽，當(dāng)疏水溫度高于除氧器內(nèi)的飽和溫度時(shí)，進(jìn)入除氧器內(nèi)的一部分水要汽化成為蒸汽，它要排擠掉一部分用汽，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使供汽量為零。自生沸騰的汽流旋渦發(fā)生在除氧塔的下部，會(huì)使塔內(nèi)壓力升高，即降低了經(jīng)濟(jì)性又惡化了除氧效果。防止自生沸騰：有效控制進(jìn)入除氧器的余汽量和疏水量。（三）除氧器運(yùn)行中的監(jiān)督和調(diào)整除氧器正常運(yùn)行時(shí)需要監(jiān)督的參數(shù)：溶氧量、汽壓、水溫和水位等。1.溶解氧的監(jiān)督運(yùn)行中與溶解氧有關(guān)的有：①排氣閥的開(kāi)度；②一、二次加熱蒸汽的比例；③主凝結(jié)水流量及溫度的變化；④補(bǔ)水率的調(diào)整；⑤給水箱中再沸騰管的良好運(yùn)行；⑥疏水箱來(lái)的疏水宜連續(xù)均勻小流量地投運(yùn)等。應(yīng)通過(guò)取樣監(jiān)視給水含氧量。

2.除氧器壓力和溫度的監(jiān)督除氧器必須加熱給水至除氧器壓力下的飽和溫度，才能達(dá)到穩(wěn)定的除氧效果。定壓運(yùn)行除氧器運(yùn)行中必須保持壓力穩(wěn)定，它是通過(guò)加熱蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)?；瑝哼\(yùn)行除氧器的工作壓力隨負(fù)荷的增加而升高，負(fù)荷達(dá)至額定值時(shí)其工作壓力也達(dá)到最大值。當(dāng)除氧器工作壓力降至不能維持除氧器額定工作壓力時(shí)，應(yīng)自動(dòng)開(kāi)啟高一級(jí)抽汽電動(dòng)隔離閥；當(dāng)除氧器壓力升高至額定工作壓力的1.2倍時(shí)，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉加熱蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥前的電動(dòng)隔離閥；當(dāng)壓力升高至額定工作壓力的1.25～1.3倍時(shí)，安全閥應(yīng)動(dòng)作；當(dāng)除氧

器工作壓力升高至額定工作壓力的1.5倍時(shí)（此時(shí)一般是切換到高一級(jí)抽汽運(yùn)行），應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉高一級(jí)抽汽切換蒸汽電動(dòng)隔離閥。3.水位調(diào)節(jié)運(yùn)行中除氧器水箱的水位應(yīng)維持規(guī)定的正常水位，它表明水箱有足夠的有效儲(chǔ)水量，水位穩(wěn)定，保證給水泵不汽蝕。如果水位過(guò)低會(huì)使給水泵入口富裕靜壓頭減少，影響給水泵安全工作；如果水位過(guò)高會(huì)使給水經(jīng)汽輪機(jī)抽汽管倒流至汽輪機(jī)引起水擊事故或給水箱滿水、

除氧器振動(dòng)。排氣帶水等。故維持水箱的正常水位是極為重要的，為此應(yīng)設(shè)有水箱水位自動(dòng)調(diào)節(jié)器和水箱高、低水位報(bào)警裝置及保護(hù)。水位高I值，報(bào)警；高II值，報(bào)警，并自動(dòng)開(kāi)溢水電動(dòng)門；高III值，自動(dòng)關(guān)閉其汽源。水位低I值，報(bào)警；低II值，自動(dòng)開(kāi)大凝汽器的補(bǔ)水門。（四）除氧器在運(yùn)行中的常見(jiàn)故障除氧器在運(yùn)行中常常會(huì)發(fā)生一些異常情況，如排氣帶水、振動(dòng)、U型溢水管的水封被沖破等。1．排氣帶水(簡(jiǎn)稱跑水)排汽帶水的原因是排汽量過(guò)大或除氧器內(nèi)加熱不足。2．除氧器的振動(dòng)除氧器振動(dòng)的原因有：?jiǎn)?dòng)時(shí)暖管不充分，突然進(jìn)入大量低溫水，造成汽、水沖擊；淋水盤式除氧器負(fù)荷過(guò)載，盤內(nèi)水溢流阻塞汽流通道；再循環(huán)管的流速過(guò)高；除氧器結(jié)構(gòu)有缺陷，如淋水盤嚴(yán)重缺陷，淋水孔堵塞，噴嘴銹蝕不能正常工作，填料移位等。5.1.3凝汽設(shè)備的運(yùn)行與調(diào)整凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪機(jī)設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，其工作的好壞將直接影響到整個(gè)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性和可靠性。凝汽設(shè)備運(yùn)行時(shí)，主要監(jiān)視的指標(biāo)有：(1)凝汽器中的真空或排汽壓力；(2)凝汽器進(jìn)口蒸汽溫度；(3)凝汽器冷卻水進(jìn)、出口溫度；(4)凝汽器出口凝結(jié)水溫度；(5)循環(huán)水泵的耗功；(6)循環(huán)水在凝汽器中的水阻。1.影響排汽壓力的因素tc=tc1

t

t

t＝tc2－tc1t=tctc2式中：tc1、tc2—冷卻水進(jìn)、出口溫度，℃；t—冷卻水溫升，一般在6～12℃；

t—凝汽器傳熱端差，一般在3～10℃范圍內(nèi)變化。凝汽器凝結(jié)水過(guò)冷度的監(jiān)視及調(diào)整導(dǎo)致凝汽器運(yùn)行中凝結(jié)水過(guò)冷的原因主要有：凝汽器冷卻水管束排列不佳或管束過(guò)密。凝汽器內(nèi)積存空氣。凝汽器水位過(guò)高。5.1.4給水泵運(yùn)行與調(diào)整給水泵的任務(wù)是保證鍋爐安全用水。其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。所以保證給水泵安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是發(fā)電廠運(yùn)行工作的主要任務(wù)之一。給水泵的工作特點(diǎn)是在高溫、高壓、高速條件下運(yùn)行，其技術(shù)條件要求高，在運(yùn)行、維護(hù)與操作不當(dāng)時(shí)，很容易引起事故。啟動(dòng)前的主要準(zhǔn)備工作若給水泵是配合它的出、入口管路一起檢修后的第一次啟動(dòng)，則在給水泵入口管上應(yīng)安裝過(guò)濾網(wǎng)，以防止入口管路內(nèi)的雜物進(jìn)入泵內(nèi)而引起事故。對(duì)檢修后的給水泵出入口管路，在投入運(yùn)行前，應(yīng)先排除管內(nèi)空氣，以防止管內(nèi)形成氣囊，影響管路的通水能力。圖5-7為給水泵出入口管路檢修后的排氣示意圖。圖5-7給水泵出入口管路檢修后的排氣示意圖1—排氣絲堵2—排氣閥3—排水閥啟動(dòng)按照運(yùn)行規(guī)程的要求完成啟動(dòng)前的檢查、準(zhǔn)備工作后，在得到監(jiān)護(hù)人員或啟動(dòng)指揮人員的同意后才可啟動(dòng)給水泵。檢測(cè)給水泵及電動(dòng)機(jī)各軸承的垂直與輻向振動(dòng)值，最大不得超過(guò)0.05mm。檢查給水泵盤根，不得過(guò)熱，滴水量應(yīng)適當(dāng)。一切檢查正常后，緩慢開(kāi)啟給水泵出口閥。給水泵投入運(yùn)行，給水系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，可投入連鎖開(kāi)關(guān)。5.2熱力發(fā)電廠主要熱力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與調(diào)整

5.2.1提高熱力發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的途徑 5.2.2熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整 5.2.1提高熱力發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的途徑1．單元機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)小指標(biāo)在運(yùn)行中，常把單元機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率和廠用電率等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分解成能量轉(zhuǎn)換過(guò)程各環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)小指標(biāo)。只要控制了這些小指標(biāo)，也就控制了各環(huán)節(jié)的效率，從而保證了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。鍋爐效率；主蒸汽壓力；主蒸汽溫度；凝汽器真空；凝汽器傳熱端差；凝結(jié)水過(guò)冷度；給水溫度；廠用輔機(jī)用電單耗。2．提高熱力發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的途徑(1)提高循環(huán)熱效率(2)維持各主要設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(3)降低廠用電率(4)提高自動(dòng)裝置的投入率(5)提高單元機(jī)組運(yùn)行的系統(tǒng)嚴(yán)密性5.2.2熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整5.2.2.1熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)啟停發(fā)電廠各熱力系統(tǒng)與其主、輔熱力設(shè)備構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，在機(jī)組啟、停過(guò)程中，各熱力系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組的要求進(jìn)行相應(yīng)投、停。由于機(jī)組的形式、容量、參數(shù)、結(jié)構(gòu)各不相同，所以其啟、停的方式也有所不同。本節(jié)以現(xiàn)代大型凝汽式機(jī)組冷態(tài)滑啟、滑停方式為例，介紹發(fā)電廠各熱力系統(tǒng)的投、停順序。5.2.2.2主蒸汽、再熱蒸汽和旁路系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整主蒸汽、再熱蒸汽和旁路系統(tǒng)都屬于高溫高壓蒸汽管道。這些高溫高壓管道及其附件，在運(yùn)行中容易產(chǎn)生裂紋和損壞，其主要原因有兩個(gè)：一是高溫蠕變，即管道及其附件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間在高溫高壓狀態(tài)下運(yùn)行逐漸形成裂紋，最后導(dǎo)致破裂；二是由于機(jī)組啟停時(shí)，管道及其附件中工作介質(zhì)溫度的改變，使管道承受溫差熱應(yīng)力，在交變應(yīng)力的作用下，材料產(chǎn)生疲勞形成裂紋，最后導(dǎo)致破裂。因此在管道運(yùn)行中必須采用適當(dāng)?shù)姆绞?，限制管道?nèi)的溫度及溫度的變化速度，以滿足機(jī)組在啟、停、正常運(yùn)行和事故工況下的運(yùn)行要求，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。5.2.2.3回?zé)岢槠到y(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整加熱器作為電廠的重要輔機(jī)，它們的正常運(yùn)行與否，對(duì)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)性影響很大。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，首先與設(shè)計(jì)、制造和安裝有關(guān)，與電廠中嚴(yán)格、科學(xué)的管理分不開(kāi)。5.2.2.4回?zé)峒訜崞魇杷c放氣系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整1.啟動(dòng)和停機(jī)啟動(dòng)前，加熱器和除氧器的所有啟動(dòng)放氣閥應(yīng)處于開(kāi)啟位置。啟動(dòng)期間，由于啟動(dòng)時(shí)各級(jí)抽汽壓力較低，如果相鄰兩級(jí)加熱器間壓差不足以克服疏水管道阻力損失和靜水頭，則加熱器內(nèi)水位上升時(shí)，高壓加熱器疏水會(huì)通過(guò)啟動(dòng)疏水閥排至啟動(dòng)疏水?dāng)U容器，或通過(guò)事故疏水閥排入事故疏水?dāng)U容器。低壓加熱器疏水通過(guò)啟動(dòng)疏水閥進(jìn)入凝汽器。若短期停運(yùn)，高壓加熱器的所有進(jìn)汽、進(jìn)水閥和放水、放氣閥嚴(yán)密關(guān)閉，使高壓加熱器慢慢冷卻并保持密閉，防止空氣漏入。凝汽器抽真空系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，使汽輪機(jī)抽汽管道、各低壓加熱器及其疏水管道處于真空狀態(tài)并保持干燥，這樣可防止設(shè)備和管道氧腐蝕。若長(zhǎng)期停運(yùn)，可通過(guò)氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)向各設(shè)備進(jìn)行充氮保護(hù)。2.正常運(yùn)行機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，正常疏水調(diào)節(jié)閥由各加熱器水位信號(hào)控制，自動(dòng)維持加熱器正常水位。各加熱器連續(xù)放氣閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，加熱器疏水與放氣系統(tǒng)的所有啟動(dòng)閥均關(guān)閉。

3.非正常運(yùn)行加熱器出現(xiàn)高水位時(shí)，應(yīng)打開(kāi)事故疏水閥。如果水位繼續(xù)升高，則應(yīng)關(guān)閉上一級(jí)加熱器的正常疏水閥，停止上一級(jí)疏水的進(jìn)入，同時(shí)開(kāi)啟上一級(jí)加熱器的事故疏水閥，保證上一級(jí)加熱器的正常疏水。當(dāng)水位升高到上限值時(shí)，由水位信號(hào)連鎖關(guān)閉抽汽管道上的電動(dòng)隔離閥和止回閥，加熱器解列。5.2.2.5抽真空系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整1．啟動(dòng)和停運(yùn)由于水環(huán)式真空泵是利用水工作的，所以真空泵啟動(dòng)前必須投入工作水回路，由分離器的補(bǔ)充水閥向分離器進(jìn)水至正常水位，向泵內(nèi)灌水，灌水高度不應(yīng)超過(guò)泵軸的高度。開(kāi)啟與凝汽器相連空氣管道上的閘閥，合上電動(dòng)機(jī)電源，真空泵啟動(dòng)，注意抽氣管道上的氣動(dòng)蝶閥自動(dòng)開(kāi)啟。當(dāng)電動(dòng)機(jī)速度達(dá)到額定值時(shí)，開(kāi)啟冷卻器的冷卻水進(jìn)水閥。待系統(tǒng)呈真空時(shí)，關(guān)閉真空破壞閥，并送上水封。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，需抽的空氣量較大，要求所有的真空泵并列運(yùn)行。系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，先停運(yùn)真空泵，并注意抽氣管上的氣動(dòng)蝶閥自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)注意凝汽器真空的變化，停止工作水系統(tǒng)。若較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，應(yīng)放盡泵中的積水。5.2.2.6給水系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整600MW機(jī)組的給水系統(tǒng)全面性熱力系統(tǒng)5.2.2.7熱力發(fā)電廠軸封系統(tǒng)的運(yùn)行與調(diào)整1．啟動(dòng)確認(rèn)軸封蒸汽系統(tǒng)已具備投運(yùn)的條件。開(kāi)啟汽源供汽閥門，對(duì)軸封蒸汽系統(tǒng)中有關(guān)供汽設(shè)備和管道進(jìn)行暖管和疏水，以防止凝結(jié)水進(jìn)入軸封蒸汽系統(tǒng)。汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，凝汽器開(kāi)始抽真空之前或同時(shí)向軸封供汽。但在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，必須先投軸封蒸汽系統(tǒng)再抽真空，以使機(jī)組熱應(yīng)力減至最小并縮短啟動(dòng)時(shí)間。2．正常運(yùn)行在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)整并保持供汽壓力，溫度穩(wěn)定在正常值，維持漏汽腔室處于微負(fù)壓狀態(tài)。在機(jī)組各種運(yùn)行工況下，保證軸封蒸汽系統(tǒng)的正常工作。3．停機(jī)汽輪機(jī)解列打閘停機(jī)后，軸封蒸汽系統(tǒng)仍需繼續(xù)供汽，以防止冷空氣漏入汽輪機(jī)內(nèi)部，過(guò)快地局部降低金屬溫度而引起熱應(yīng)力。5.3熱力發(fā)電廠調(diào)峰

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

5.3.1熱力發(fā)電廠調(diào)峰運(yùn)行方式 5.3.2低負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性 5.3.3機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)損失5.3.4機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性比較 5.3.1熱力發(fā)電廠調(diào)峰運(yùn)行方式在現(xiàn)代電力用戶的條件下，運(yùn)行實(shí)踐中常用下述四種方法來(lái)度過(guò)電力負(fù)荷曲線的低谷。兩班制調(diào)峰運(yùn)行方式低負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行方式少汽無(wú)功調(diào)峰運(yùn)行方式低速旋轉(zhuǎn)熱備用調(diào)峰運(yùn)行方式5.3.2低負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷以適應(yīng)電網(wǎng)峰谷負(fù)荷的需要稱為變負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)組的效率高壓缸內(nèi)各段溫度的變化汽溫控制特性的改善機(jī)組循環(huán)熱效率給水泵耗功及廠用電低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的熱耗及煤耗5.3.3機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)損失機(jī)組啟停過(guò)程的熱能損失與機(jī)組型式、容量、管道系統(tǒng)及啟停方式有關(guān)，啟停損失可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)或理論估算確定。機(jī)組啟停過(guò)程，一般可分為以下幾個(gè)階段(1)停機(jī)降負(fù)荷過(guò)程；(2)機(jī)組停運(yùn)過(guò)程；(3)鍋爐點(diǎn)火準(zhǔn)備階段；(4)點(diǎn)火、升壓、沖轉(zhuǎn)；(5)升負(fù)荷過(guò)程；(6)設(shè)備的熱狀態(tài)穩(wěn)定過(guò)程。5.3.4機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性比較不同調(diào)峰運(yùn)行方式的能量損失是互有差異的，機(jī)組啟停的時(shí)間長(zhǎng)，能量損失大，但是設(shè)備的壽命損耗小。實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰要求，結(jié)合設(shè)備具體情況，綜合考慮壽命損耗、能量損失等情況選擇合理的調(diào)峰運(yùn)行方式。對(duì)于不同調(diào)峰運(yùn)行方式的評(píng)價(jià)，除了上述經(jīng)濟(jì)性和轉(zhuǎn)子壽命損耗之外，還有其他一些因素需要考慮。5.4運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視與調(diào)整

5.4.1直流鍋爐的運(yùn)行調(diào)整 5.4.2汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視與調(diào)整5.4.1直流鍋爐的運(yùn)行調(diào)整直流鍋爐運(yùn)行調(diào)整特點(diǎn)直流鍋爐參數(shù)的變化能迅速適應(yīng)工況的變動(dòng)。直流鍋爐運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整單元機(jī)組中，直流鍋爐運(yùn)行必須保證汽輪機(jī)所需要的蒸汽量、過(guò)熱蒸汽壓力和溫度的穩(wěn)定不變。其參數(shù)的穩(wěn)定主要取決于兩個(gè)平衡：汽輪機(jī)功率與鍋爐蒸發(fā)量的平衡；燃料與給水的平衡。第一個(gè)平衡能穩(wěn)住汽壓，第二個(gè)平衡能穩(wěn)住汽溫。5.4.2汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視與調(diào)整汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，蒸汽的初、終參數(shù)有時(shí)會(huì)偏離設(shè)計(jì)值。蒸汽參數(shù)在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)，在運(yùn)行上不僅是允許的，而且實(shí)際上也是難以避免的。這種波動(dòng)在允許范圍內(nèi)變化時(shí)，只影響汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，不影響安全性。但當(dāng)這種波動(dòng)超過(guò)偏差允許的范圍時(shí)，則不但會(huì)引起汽輪機(jī)功率及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化，還可能使汽輪機(jī)通流部分某些零部件的受力狀況發(fā)生變化，危及汽輪機(jī)的安全性。主蒸汽壓力的監(jiān)視與調(diào)整主蒸汽溫度的監(jiān)視與調(diào)整再熱蒸汽參數(shù)的監(jiān)視與調(diào)整凝汽器真空的監(jiān)視和調(diào)整5.5并列運(yùn)行單元機(jī)組之間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配

5.5.1電力負(fù)荷曲線與工況系數(shù) 5.5.2熱力發(fā)電廠的電能成本 5.5.3熱力發(fā)電廠單元機(jī)組的耗量特性5.5.4單元機(jī)組的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配 5.5.1電力負(fù)荷曲線與工況系數(shù)電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷曲線，是根據(jù)所在地區(qū)電力負(fù)荷特點(diǎn)與用電負(fù)荷大小預(yù)測(cè)出來(lái)的，而系統(tǒng)中并列運(yùn)行的電廠，其負(fù)荷曲線是根據(jù)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度來(lái)決定的，它與電廠在系統(tǒng)中的地位和作用有關(guān)。電力負(fù)荷曲線可表示為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線兩種。前者表示一天內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間的變化關(guān)系，后者表示一年內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間的變化關(guān)系。圖5-12熱力發(fā)電廠全日負(fù)荷曲線圖圖5-13年負(fù)荷曲線熱力發(fā)電廠電力負(fù)荷曲線中的負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)目的的不同可以分為超短期、短期、中期和長(zhǎng)期四種。(l)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指未來(lái)1h以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，在安全監(jiān)視狀態(tài)下，往往需要5~10s或1~5min的預(yù)測(cè)值；預(yù)防性控制和緊急狀態(tài)處理需要l0min至1h的預(yù)測(cè)值。(2)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指日負(fù)荷預(yù)測(cè)和周負(fù)荷預(yù)測(cè)，是制定目前發(fā)電計(jì)劃的基礎(chǔ)。分別用于安排日調(diào)度計(jì)劃和周調(diào)度計(jì)劃，包括確定機(jī)組啟停、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配和設(shè)備檢修等。對(duì)短期預(yù)測(cè)，需充分研究電網(wǎng)負(fù)荷變化規(guī)律，分析負(fù)荷變化相關(guān)因素，特別是天氣因素、日類型等和短期負(fù)荷變化的關(guān)系。(3)中期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指月至年的負(fù)荷預(yù)測(cè)。主要是確定機(jī)組運(yùn)行方式和設(shè)備大修計(jì)劃等。(4)長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指未來(lái)3～5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)電力負(fù)荷的需求，所作的熱力發(fā)電廠改造和擴(kuò)建工作的遠(yuǎn)景規(guī)劃。工況系數(shù)電力系統(tǒng)或發(fā)電廠為確保安全、優(yōu)質(zhì)、按量對(duì)用戶供電，同時(shí)也是對(duì)自屬設(shè)備檢修的需要，其裝機(jī)容量總是要比其實(shí)際運(yùn)行的工作容量大。一般采用平均負(fù)荷、平均負(fù)荷系數(shù)、全年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)和設(shè)備利用系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)或發(fā)電廠對(duì)裝機(jī)容量的有效利用程度。1．平均負(fù)荷Pav平均負(fù)荷是指電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時(shí)間內(nèi)總發(fā)電量與這段時(shí)間的比值，即Pav=Wt/T式中Wt——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時(shí)間內(nèi)總發(fā)電量，kW·hT——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時(shí)間(日、月和年)內(nèi)的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，h。2．平均負(fù)荷系數(shù)μav電力系統(tǒng)或發(fā)電在一段時(shí)間內(nèi)平均負(fù)荷與其同期內(nèi)最大負(fù)荷的比值，稱為在該時(shí)期內(nèi)的平均負(fù)荷系數(shù)，即μav=Pav/pma

式中pmax——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時(shí)間(日、月和年)內(nèi)的最大負(fù)荷，kW。平均負(fù)荷系數(shù)表示了電力系統(tǒng)或發(fā)電廠電力負(fù)荷曲線的形狀特征及負(fù)荷的均勻程度，它反映了負(fù)荷的變化程度及其投資和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，是電力系統(tǒng)或發(fā)電廠重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。3．全年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)Ts電力系統(tǒng)或發(fā)電廠全年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)，是指全年生產(chǎn)的總電量按其總裝機(jī)容量的機(jī)組全部投入運(yùn)行所持續(xù)的工作小時(shí)數(shù)，即:Ts=Wa/Pto式中Wa——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠全年的發(fā)電量，kW·b；Pto—電力系統(tǒng)或發(fā)電廠的總裝機(jī)容量，kW。

年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)反映了設(shè)備的有效利用程度，是電力系統(tǒng)或發(fā)電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。它不表示電力系統(tǒng)或發(fā)電廠某一具體設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)，因?yàn)樗鼈兌加袀溆萌萘?，發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)行容量小于其裝機(jī)容量，因此，其年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)要小于年實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)(8760h)。目前，我國(guó)隨著電力系統(tǒng)或發(fā)電廠單機(jī)容量及總裝機(jī)容量的增加，用電供求矛盾趨于緩和，年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)一般為5500～6000h。4．設(shè)備利用系數(shù)設(shè)備利用系數(shù)是反映生產(chǎn)設(shè)備在數(shù)量、時(shí)間等方面的利用情況指標(biāo)。(1)設(shè)備需用率μs.表示發(fā)電設(shè)備容量利用程度的指標(biāo)，它是指發(fā)電的最大負(fù)荷與發(fā)電設(shè)備容量的百分比，即μs=(pmax/Pto)×100%(2)設(shè)備的平均利用率μ.反映發(fā)電設(shè)備利用程度的指標(biāo)，它是指年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)與全年日歷小時(shí)數(shù)的百分比，其計(jì)算式為：μ=(Ts/T)×100%式中T——全年日歷小時(shí)數(shù)，一般按8760h計(jì)。5.5.2熱力發(fā)電廠的電能成本電能成本及其計(jì)算概述：成本：反映企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的一個(gè)綜合性指標(biāo)。成本核算：把企業(yè)在生產(chǎn)和銷售產(chǎn)品過(guò)程中發(fā)生的各種消耗和費(fèi)用加以歸集、分配，確定各種產(chǎn)品的總成本和單位成本，以反映一個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平，勞動(dòng)生產(chǎn)率、設(shè)備的有效利用程度，資金的有效使用程度，企業(yè)的盈利或虧損等。電能成本：全面評(píng)定一個(gè)電力網(wǎng)或各個(gè)發(fā)電廠工作質(zhì)量的總經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.電能生產(chǎn)成本費(fèi)用及構(gòu)成燃料費(fèi)用Frl

燃料費(fèi)用是指熱力發(fā)電廠直接用于生產(chǎn)電能、熱能所消耗的各種燃料的費(fèi)用。目前其費(fèi)用要占整個(gè)電能成本的80％左右。燃料費(fèi)用的計(jì)算公式Frl=B1Jr1+B2Jr2+…+BnJrn（5-15）式中:B1、B2、…、Bn—熱力發(fā)電廠各種燃料的消耗量，t；

Jr1、Jr2、…、Jrn—熱力發(fā)電廠各種燃料的單價(jià)，包括運(yùn)費(fèi)及損耗等費(fèi)用，元/t。材料費(fèi)用Fcl

材料費(fèi)是指熱力發(fā)電廠的生產(chǎn)和管理部門用于生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備、房屋等設(shè)施的維修和中、小修等消耗的材料、備品、配件，消耗性工具(包括勞動(dòng)安全用的工具)等費(fèi)用。水費(fèi)Fsh

水費(fèi)是指為發(fā)電、供熱而用的外購(gòu)水費(fèi)。水費(fèi)的計(jì)算公式Fsh=DsJs

（5-16）式中Ds——熱力發(fā)電廠外購(gòu)水量，tJs——熱力發(fā)電廠外購(gòu)水的單價(jià)，元/t。基本折舊費(fèi)用Fzj

固定資產(chǎn)設(shè)備在使用過(guò)程中必然逐漸損耗，所以它的價(jià)值是隨著實(shí)物的磨損而日漸減少，并以折舊形式計(jì)入產(chǎn)品成本。這部分損耗的價(jià)值稱為折舊費(fèi)用，折舊費(fèi)用按國(guó)家規(guī)定的折舊率計(jì)算。修理費(fèi)用Fxl

為了保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢修。設(shè)備大修時(shí)間間隔一般為1至2年。大修檢修費(fèi)用比較多，有時(shí)需用更換某些設(shè)備和零、部件，若將設(shè)備大修檢修費(fèi)用直接計(jì)入生產(chǎn)成本，則會(huì)影響電能成本，不利于成本核算與管理。所以按照折舊提存的辦法，從固定資產(chǎn)的年度折舊費(fèi)用中提取一部分，作為熱力發(fā)電廠的修理資金，用于熱力發(fā)電廠的大修費(fèi)用。工資、福利和社保Fgz

計(jì)入電能成本中的工資、福利和社保是指人工成本，包括支付給全廠從業(yè)人員的勞動(dòng)報(bào)酬總額、社會(huì)保障費(fèi)、非在崗職工生活費(fèi)、職工福利費(fèi)、住房補(bǔ)貼、勞動(dòng)保護(hù)費(fèi)、教育經(jīng)費(fèi)、企業(yè)負(fù)擔(dān)養(yǎng)老金以及工會(huì)經(jīng)費(fèi)和其他人工費(fèi)用開(kāi)支等，是人工投入的成本反映。

購(gòu)網(wǎng)電費(fèi)Fgd購(gòu)網(wǎng)電費(fèi)是指發(fā)電廠為發(fā)電、供熱需要向電網(wǎng)購(gòu)電的費(fèi)用。制造及其它費(fèi)用Fgt

制造及其他費(fèi)用包括機(jī)械制造加工等以及辦公費(fèi)、科研教育經(jīng)費(fèi)以、生產(chǎn)流動(dòng)資金貸款利息等。3.電能成本計(jì)算電能成本的總費(fèi)用Fzo熱力發(fā)電廠的電能成本的總費(fèi)用就是以上計(jì)算出的各項(xiàng)費(fèi)用之和，即Fzo=Frl+Fcl+Fsh+Fzj+Fxl+Fgz+Fgd+Fgt

單位電能成本按熱力發(fā)電廠的對(duì)外供電量Wfd計(jì)算，則單位電能成本為對(duì)外供單位電能所消耗的費(fèi)用，即

Ffd

＝Fzo/Wfd

元/(KW·h)熱力發(fā)電廠向電網(wǎng)供電，供電管理部門按合同電價(jià)支付電費(fèi)，電費(fèi)是電廠的主要收入。發(fā)電成本的降低，取決于煤耗率的降低和廠用電率的降低，以及對(duì)外供電量的增加和發(fā)電設(shè)備利用率的提高。5.5.3熱力發(fā)電廠單元機(jī)組的耗量特性熱力發(fā)電廠單元機(jī)組的耗量特性就是單元機(jī)組在穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的燃料量和功率之間的關(guān)系。熱力發(fā)電廠單元機(jī)組的耗量特性是負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算的基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)的精確性對(duì)計(jì)算結(jié)果有著直接的影響。單元機(jī)組的耗量特性可以表示為

B=f(P)(5-20)式中B—燃料消耗量，是每小時(shí)燃料消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量，t/h；P—汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率，MW。采用燃料消耗量來(lái)度量單元機(jī)組的費(fèi)用消耗，是一種很直接的做法，也是我國(guó)電力系統(tǒng)一直采用的方法。典型的熱力發(fā)電廠單元機(jī)組耗量特性如圖所示為了得到單元機(jī)組的耗量特性，電力企業(yè)經(jīng)常采用的辦法有兩種：(1)根據(jù)單元機(jī)組較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行記錄和試驗(yàn)運(yùn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)，得出單元機(jī)組的耗量特性。(2)將制造廠商的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)合，得出單元機(jī)組的耗量特性。另外，值得注意的是：目前部分熱力發(fā)電廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單元機(jī)組效率在線監(jiān)測(cè)，這樣就可以實(shí)時(shí)得出單元機(jī)組特性曲線，并編制出單元機(jī)組的耗量關(guān)系，從而使得單元機(jī)組間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的結(jié)果比離線測(cè)得單元機(jī)組耗量特性的結(jié)果更為準(zhǔn)確。5.5.4單元機(jī)組的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷等微增率的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷等微增率分配原則單元機(jī)組供電微增煤耗率ru由組成單元的鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組、所有廠用蒸汽、廠用輔助設(shè)備的廠用電和變壓器(變壓器微增電耗率因變化不大取1)等的微增能耗組成。圖5-16單元機(jī)組煤耗特性假定電廠內(nèi)并列運(yùn)行單元機(jī)組之間的組合是給定的(有n臺(tái)單元機(jī)組共同承擔(dān)負(fù)荷)，在某一時(shí)刻所需的負(fù)荷為P，經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷使該廠的總煤耗為最小，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為P＝P1+P2+…+Pn＝const(5-21)B＝B1+B2+…+Bn＝min式中P為所需的總負(fù)荷；B為電廠的總煤耗量；Pj(j＝1，2，…，n)為第j個(gè)單元機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷；Bj(j＝1，2，…，n)為第j臺(tái)單元機(jī)組的煤耗量。經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷問(wèn)題，即數(shù)學(xué)上的等式約束條件下求多變量函數(shù)的極值問(wèn)題，式(5-21)中第一式為等式約束條件，其第二式是優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，即在滿足第一式的條件下，使第二式為最小值。應(yīng)用拉格朗日乘子法，將條件極值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)條件極值問(wèn)題求解，對(duì)W＝P1+P2+…+Pn-P引入待定乘子A及拉格朗日函數(shù)L＝B-AW。條件極值的必要條件為附加目標(biāo)函數(shù)L的一階偏導(dǎo)數(shù)為零，其充分條件為L(zhǎng)的二階偏導(dǎo)數(shù)大于零，則存在極小值。以P1+P2+…+Pn為多變量，求附加目標(biāo)函數(shù)L的無(wú)條件極值，即L對(duì)多變量Pj的一階導(dǎo)數(shù)為零，則（5-22）每一單元機(jī)組的煤耗量?jī)H僅與其自身的煤耗特性有關(guān)，故

（5-23）另外，當(dāng)電廠承擔(dān)的總功率P為一定值時(shí)，有（5-24）將式（5-22）、式（5-23）代入式（5-24），得（5-25）ru稱為并列運(yùn)行單元機(jī)組供電總微增煤耗率。式（5-25）即為單元機(jī)組供電等微增煤耗率方程。 其物理意義是，若全廠的燃料消耗微增率與各單元機(jī)組燃料消耗微增率相等，則全廠總?cè)剂舷牧孔钌?，即?dāng)電廠單元機(jī)組間負(fù)荷的分配達(dá)到了等燃料消耗微增率時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷的最佳分配。并列運(yùn)行單元機(jī)組間負(fù)荷等微增率分配原則，即并列運(yùn)行單元機(jī)組的微增煤耗率相等。等微增率法負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配實(shí)例某電廠裝有兩臺(tái)600MW超臨界單元機(jī)組，平時(shí)單元機(jī)組負(fù)荷在50%～100%之間波動(dòng)。這兩臺(tái)單元機(jī)組型號(hào)相同，但性能有差異。尤其是2號(hào)單元機(jī)組，低壓缸改造后，其效率優(yōu)于1號(hào)單元機(jī)組。為使單元機(jī)組在調(diào)峰過(guò)程中充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，該廠采用等微增法制定了負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配方案。詳見(jiàn)教材2.動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)