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????? 沙角A 電廠300 MW機組調(diào)峰負荷下滑壓運行經(jīng)濟性分析

????? 作者：李千軍1 ，關南強1 ，霍　鵬1 ，胡　勇1 ，翁澤民2

????? 關鍵詞：電廠調(diào)峰機組

????? 摘　要：某些設計為帶基本負荷的大型汽輪發(fā)電機組被要求參與電網(wǎng)調(diào)峰，
因此，分析機組在變工況下運行的經(jīng)濟性尤為重要。以沙角A 電廠300 MW機組為
研究對象，分析其在調(diào)峰負荷下順序閥控制與單閥控制的經(jīng)濟性和滑壓運行的經(jīng)
濟性。經(jīng)分析計算，順序閥控制方式較單閥控制方式的熱耗率要低。最后，確定
了機組在給定負荷下最佳滑壓運行的主蒸汽壓力，理論計算和試驗結(jié)果表明，最
佳滑壓運行主蒸汽壓力基本相同。

????? 關鍵詞：汽輪發(fā)電機組；調(diào)峰；滑壓運行；熱耗率

????? Economic analysis of peak shaving sliding pressure operation of
300 MW unit in Shajiao A Power Station

????? LI Qianjun1 ， GUAN Nanqiang1 ， HUO Peng1， HU Yong1 ， WENG Zemin2


????? （1. Guangdong Power Test & Research Institute， Guangzhou 510600，
China ；2. Navig ation Inst. of JimeiUniv.， Xiamen ， Fujian 361000，
China ）

????? Abstract： Some large steam turbo generator sets designed to carry
basic load a r e required to participate in power grid peak load regulation.
Therefore ， the ec o nomic analysis of units during variable parameter
operation is of great importance. This paper deals with a 300 MW unit
in Shajiao A Power Station， comparing th e economy of sequential valve
control and throttling control during peaking operation ， and analyzing
the economy of its sliding pressure operation. The calculat ion results
show that the heat rate of sequential valve control mode is lower th an
throttling control mode. At last， the main steam pressure during optimum
slid ing pressure operation of the unit at a given load is determined ，
and the theore tically calculated and the tested main steam pressures
during optimum sliding pr essure operation are basically the same. Keywords
： steam turbogenerator set ； peak shaving ； sliding pressure operati
on； heat rate

????? 前幾年，電網(wǎng)峰谷差較大，某些設計為帶基本負荷的大型汽輪發(fā)電機組被
要求參與電網(wǎng)調(diào)峰。隨著廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)的實施，火電廠越來越重視其發(fā)電
成本，特別是大功率機組調(diào)峰運行工況下的經(jīng)濟性。本文以目前電網(wǎng)的主力運行
機組——國產(chǎn)引進型300MW 機組為研究對象，分析其在典型調(diào)峰運行工況下的經(jīng)
濟性及進行機組變工況的理論計算，優(yōu)化運行方式和蒸汽初參數(shù)，并在此基礎上
進行試驗驗證。

????? 1 調(diào)峰機組滑壓運行的經(jīng)濟性分析1.1 機組運行的負荷特征根據(jù)我們的調(diào)
查，在前幾年廣東炎熱的夏季，電網(wǎng)一般要求大功率汽輪發(fā)電機組上午在滿負荷
下運行，中午調(diào)至額定出力的70% ～80% ，下午又恢復至滿負荷運行。在夜間，
則視機組的調(diào)峰能力而定，一般將機組負荷調(diào)至額定出力的50% ～70%.也就是說，
在24 h內(nèi)，這些機組只在兩三個負荷點上運行。滿負荷時機組按其設計的方式和
參數(shù)運行，低負荷時，機組將滑壓運行。因此分析這些機組滑壓運行的經(jīng)濟性僅
需要在一兩個調(diào)峰負荷點上進行研究即可。1.2 順序閥控制與單閥控制的比較
盡管現(xiàn)在大多數(shù)大型汽輪機具有全電調(diào)調(diào)門控制系統(tǒng)，但由于運行習慣或控制方
便等原因，許多時候電站運行操作人員將汽輪機調(diào)節(jié)汽閥選為單閥的控制方式。
單閥控制屬于節(jié)流配汽方式，相對于順序閥控制（噴嘴配汽）來說，會帶來一定
的經(jīng)濟損失。

????? 本文采用大功率中間再熱汽輪機組熱力性能和氣動性能計算程序軟件包進
行機組單閥和順序閥控制方式下的變工況計算，計算結(jié)果見圖1.

????? 由圖1 可知，順序閥控制的熱耗率最低，在單閥控制中4 閥運行的熱耗率
比5 閥或6 閥運行的熱耗率要低。在滑壓運行時，順序閥控制與單閥控制中4 閥
運行的差別不大，但4 閥運行時可流過的蒸汽量受限制，因而發(fā)出的最大功率受
限制，達不到額定功率。我們在多個電廠進行熱力性能試驗時發(fā)現(xiàn)，如果采用單
閥控制，運行人員一般將機組所有的調(diào)速汽門都參與負荷控制，這時機組在中間
負荷范圍內(nèi)運行，單閥控制比順序閥控制的熱耗率更高。

????? 以沙角A 電廠的300 MW機組為例進行研究。圖2 是在該機組上進行的240
MW負荷的試驗，在相同的主蒸汽參數(shù)下，單閥控制比順序閥控制的熱耗率高60.7
kJ/kWh. 此時6 個調(diào)速汽門的開度均為23.6% 左右。1.3 機組滑壓運行的熱經(jīng)
濟性理論分析以熱力循環(huán)的理論對機組在低負荷滑壓運行進行分析：一方面由于
進汽閥的節(jié)流損失降低，高壓缸的效率增加，高壓缸排汽溫度升高使機組更容易
達到其設計的再熱蒸汽溫度，機組的汽動給水泵耗功因其出口壓力的降低而降低，
導致拖動給水泵的小汽輪機少耗汽，從而帶來經(jīng)濟性提高；另一方面由于汽輪機
高壓缸的焓降減少，循環(huán)熱效率要減小，而機組的絕對內(nèi)效率就是相對內(nèi)效率和
循環(huán)熱效率的乘積。因此，綜合這兩方面的因素可以尋找合理的滑壓運行曲線。

????? 2 調(diào)峰負荷下最佳滑壓運行參數(shù)的確定現(xiàn)代的大型汽輪機調(diào)峰運行大多數(shù)
采取“復合滑壓運行方式”，即在中間負荷區(qū)域內(nèi)，全關最后1 ～3 個調(diào)速汽門，
進行滑壓運行。如何選取在給定負荷點的最佳滑壓運行參數(shù)以獲取最高的效率，
便是值得研究的問題。

????? 根據(jù)沙角A 電廠N300-16.7/538/538 型機組的熱力系統(tǒng)資料和結(jié)構參數(shù)，
利用機組變工況理論計算，得出較寬的主蒸汽壓力范圍內(nèi)的熱耗率，找出給定負
荷點的最佳滑壓運行的主蒸汽壓力。以此為指導，在主蒸汽壓力變化較小范圍內(nèi)
選擇三四個主蒸汽壓力進行試驗驗證。理論計算和試驗結(jié)果如圖3 、圖4 所示。
圖3 和圖4 分別代表240 MW和180 MW負荷下滑壓運行主蒸汽壓力的優(yōu)化曲線。由
圖可見，由于理論計算和實際試驗時機組的邊界條件（如系統(tǒng)疏水泄漏和汽封間
隙）的不同導致了相同主蒸汽壓力下絕對熱耗率有較大的差值。盡管如此，但是
熱耗率隨主蒸汽壓力變化的趨勢是相同的，而且在機組經(jīng)常運行的兩個負荷點，
理論計算和實際試驗的熱耗率變化曲線其最低點所對應的主蒸汽壓力基本相同。
對于240MW 負荷，當主蒸汽壓力滑到15.7MPa 時，機組熱耗率達到最?。粚τ?80MW
負荷，當主蒸汽壓力滑到14.5MPa 時，機組熱耗率達到最小。

????? 3 結(jié)論a ）從機組熱經(jīng)濟性角度，順序閥控制方式較好。但如果在單閥控
制方式下，高負荷（大于85% ）時采用6 閥，而小于85% 負荷時采用4 閥，則其
熱經(jīng)濟性與順序閥控制相比降低不多，也是可以使用的。建議電廠一般采用順序
閥控制方式運行。

????? b ）理論計算和試驗結(jié)果表明，在機組經(jīng)常運行的兩個低負荷點均存在最
佳滑壓運行參數(shù)，且理論計算和試驗的最佳滑壓運行主蒸汽壓力基本相同。

????? c ）本文計算以沙角A 廠300 MW的5 號汽輪機組為例，所分析的優(yōu)化運行
結(jié)果對同類中間再熱大功率汽輪機組也有參考價值。

????? 參考文獻

????? ［1 ］蔡頤年。蒸汽輪機［M ］。西安：西安交通大學出版社，1998.
［2 ］翁澤民。大功率中間再熱汽輪機組熱力性能和氣動性能（3-D ）計算程序
軟件包使用說明［CP］。廈門：集美大學航海學院科研所，1996. ［3 ］楊劍
永，郭寶仁，陳彥明，等。 200 MW 中間負荷運行方式的研究［J ］。汽輪機技
術，2000，42（2 ）：114 —116.［4 ］李千軍。沙角A 電廠5 號機熱力性能優(yōu)
化試驗報告［R ］。廣州：廣東省電力試驗研究所，2001.

????? 來源： 1. 廣東省電力試驗研究所