汽輪機組運行的優(yōu)化要點總結(jié)

我班組運行的優(yōu)化要點總結(jié)

如何使各種參數(shù)及輔機運行方式最接近理想的狀態(tài)，即是我班組優(yōu)化運行的目標。機組的優(yōu)化運行是對運行機組性能的在線技術(shù)分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時進行改進和調(diào)整，所以，這是一種動態(tài)操作模式。

1．我組運行優(yōu)化工作的內(nèi)容主要有以下幾方面：

(1)根據(jù)機組的設(shè)計參數(shù)及數(shù)據(jù)、機組目前設(shè)備的性能狀況，分析節(jié)能潛力。

(2)從機組設(shè)備和運行方式兩方面進行改進和試驗調(diào)整入手，確定機組可能達到的最佳運行方式和各性能指標。2．運行人員優(yōu)化操作的思路

在以上工作的基礎(chǔ)上，如何找出影響當前機組運行經(jīng)濟性的主要問題，從而通過調(diào)整運行方式或運行參數(shù)使機組運行工況最大限度的接近最優(yōu)的狀態(tài)。例如，在一定的負荷和循環(huán)水進水溫度條件下，對于已有的凝汽器來說，增加循環(huán)水流量可以使凝汽器壓力降低，使汽輪機做功增加。但增加循環(huán)水量必然增加了循環(huán)水泵的耗功，只有在增加循環(huán)水量使汽輪機增加的做功大于循環(huán)水泵由此而增加的耗功時才是合理的。在分析后，運行人員的調(diào)整目標就是使凝汽器壓力耗差與循環(huán)水泵電耗耗差之和達到最小值，此時機組的真空即為最佳真空。

又如對于主蒸汽壓力來說，在不影響安全的情況下，壓力越高的機組效率越高，但這只適用于額定工況下的情況。在減到部分負荷工況時，如果仍維持較高的主蒸汽壓力，則將使調(diào)門節(jié)流損失增加，調(diào)節(jié)級效率降低，使高壓缸排汽溫度降低。過熱蒸汽溫度降低，因而降低了機組效率。所以，在運行中，最佳的主蒸汽壓力應使主蒸汽壓力降低產(chǎn)生的耗差、調(diào)門節(jié)流損失的耗差達到最小值。

對于回熱系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)，不論什么工況，總之各加熱器只要控制好水位，保持加熱器端差在設(shè)計值之內(nèi)即能達到最佳狀態(tài)。主蒸汽、過熱蒸汽溫度應保持規(guī)定范圍內(nèi)，過高將影響到汽輪機金屬部件的壽命，偏低則不論什么工況都將使機組效率降低。

3．我組優(yōu)化運行的監(jiān)視要點

1．定期對汽輪機通流部分結(jié)垢的監(jiān)督

在4臺汽輪機中，通流部分的結(jié)垢監(jiān)視是根據(jù)調(diào)節(jié)級壓力（或各段抽汽壓力）與流量是否成正比而判斷的，一般采用定期對照分析調(diào)節(jié)級壓力相對增長率的方法。一般規(guī)定，沖動式機組調(diào)節(jié)級壓力的相對增長率不應超過10％，反動式機組不應超過5％。近代大型沖動式汽輪機常帶有一定的反動度，因此該增長率控制應較純沖動式機組更嚴格，這樣有助于推斷結(jié)垢的段落及結(jié)垢速度。

有時壓力的升高也可能是其他的原因造成的。如：某一級葉片或圍帶脫落并堵到下級噴嘴上，特別是要看壓力升高的情況是在短時內(nèi)發(fā)生的，還是長期的漸變過程。汽輪機通流部分結(jié)垢的原因，主要是蒸汽品質(zhì)不良引的，而蒸汽品質(zhì)的好壞又受到給水品質(zhì)的影響。所以，要防止汽輪機結(jié)垢，首先要做好對給水和蒸汽品質(zhì)的化學監(jiān)督，并對汽、水品質(zhì)不佳的原因及時分析匯報。2．軸向位移的監(jiān)視

當軸向位移增加時，應對照運行工況，檢查推力瓦溫度和推力瓦油回溫度是否升高及差脹和缸脹情況。如證明軸向位移表指示正確，應分析原因，并申請做變負荷操作，做好記錄，匯報車間，并應針對具體情況，采取相應措施加以處理。3．汽輪機的振動及其監(jiān)督

不同機組、同一臺機組的不同軸承，各有其振動特點和變化規(guī)律，因此應經(jīng)常注意機組振動情況及變化規(guī)律，以便在發(fā)生異常時能夠正確判斷和處理。

每次測量軸承振動時，應盡量選擇在機組的負荷、參數(shù)、真空相同下進行比較，對有問題的重點軸承要加強監(jiān)測。運行條件改變、機組負荷變化時，也應該對機組的振動情況進行監(jiān)視和檢查，分析振動不正常的原因。

正常加減負荷時各軸承的振動在較小范圍內(nèi)變化。當振動增加較大時(雖然在規(guī)定范圍內(nèi))，應向車間匯報，同時認真檢查新蒸汽參數(shù)、潤滑油溫度和壓力、真空和排汽溫度、軸向位移和汽缸膨脹的情況等，如發(fā)現(xiàn)不正常的因素，應立即采取措施予以消除，或根據(jù)機組具體情況改變負荷或其他運行參數(shù)，以觀察振動的變化。

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密級檢索號16-090317

浙江省電力試驗研究院

科學技術(shù)文件

大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略

工作總結(jié)報告

二○○九年十一月

大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略

工作總結(jié)報告

編寫者：

審核者：

審批者：

批準者：

工作人員：

浙江省電力試驗研究院：童小忠吳文健樊印龍

包勁松朱梅芳孫永平

浙江省能源集團有限公司：朱松強董昊炯

目錄

1項目背景...........................................................................................................12解決問題的方法.................................................................................................33工作內(nèi)容...........................................................................................................74項目成果...........................................................................................................95項目應用情況..................................................................................................106效益分析.........................................................................................................127結(jié)論與展望......................................................................................................14

大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略工作總結(jié)報告

摘要汽輪機日常變負荷運行期間的滑壓優(yōu)化策略研究工作，對改善機組低負荷階

段運行經(jīng)濟性能有著十分重要的意義。本研究項目以各型汽輪發(fā)電機組滑壓優(yōu)化試驗研究為基礎(chǔ)，對機組變負荷滑壓優(yōu)化與汽輪機高壓調(diào)門運行方式之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)進行分析，得出一系列機組滑壓運行優(yōu)化策略。本文從項目背景、工作內(nèi)容、項目成果、實際應用與效益分析等幾個方面對該項目進行了總結(jié)，并對今后工作內(nèi)容作了展望。

關(guān)鍵詞汽輪機滑壓優(yōu)化策略研究總結(jié)報告

1項目背景

電力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，燃煤火力發(fā)電企業(yè)是為社會發(fā)展和經(jīng)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)。隨著國家電源建設(shè)的快速發(fā)展，大量600、1000MW容量等級的超臨界、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。但帶來的問題是，火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。一些原先設(shè)計帶基本負荷的大型汽輪發(fā)電機組也被要求深度調(diào)峰，長期處于低負荷運行，機組效率大大降低，廠用電率增加。因此，如何提高機組在低負荷階段的運行經(jīng)濟性成為一個亟待解決的問題。

從全國大機組協(xié)作組的歷年統(tǒng)計資料來看，浙江省內(nèi)大型火電機組的可靠性與經(jīng)濟性均居于國內(nèi)同類機組前列，省內(nèi)各型火電機組的供電煤耗率普遍低于國內(nèi)同類型機組的平均水平，這與浙江省能源集團有限公司對下屬電廠加強機組設(shè)備的運行管理、開展運行節(jié)能降耗工作是密不可分的。近年來，浙江省電力試驗研究院與浙江省能源集團有限公司合作，在浙江省能源集團各下屬電廠的125、200、300、600MW多種類型機組進行了大量的滑壓優(yōu)化試驗工作，對以下所列的汽輪機實際運行狀況改變現(xiàn)象對滑壓運行方式的影響進行研究，并制定出具體的應對策略，有效地提高了機組的運行經(jīng)濟性能。

（1）、機組改造后沒有確定滑壓優(yōu)化運行方式

前些年，各電廠眾多的125、200MW機組相繼進行了汽輪機通流部分改造，這些機組改造后的運行性能與改造前相比發(fā)生了較大的改變，有時還出現(xiàn)改造后汽輪機通流能力大大超出機組銘牌出力需求的情況，而調(diào)速系統(tǒng)（DEH）、熱工控制系統(tǒng)（DCS）改造，又改變了原先液壓調(diào)速系統(tǒng)所固有的高壓調(diào)門開啟方式。由于汽輪機通流改造廠家以及DEH、DCS改造廠家都沒能提供新的機組滑壓控制曲線，所以電廠用戶只能自己確定機組的變負荷運行方式。為加快機組負荷調(diào)節(jié)速度，大多數(shù)機組

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采取定壓運行方式，也有個別機組采取全開所有調(diào)門的滑壓運行方式，這些不合理的運行控制方式會對機組變負荷運行經(jīng)濟性能造成損害。

（2）、汽輪機效率變化的影響

大量新機組投產(chǎn)后的性能試驗結(jié)果表明，機組運行熱耗率往往高于設(shè)計值，偏高幅度達2～3％左右，這會導致汽輪機的實際主汽流量需求大于設(shè)計值；而一些僅完成汽輪機中、低壓缸通流改造的機組，汽輪機的高壓調(diào)門和高壓缸結(jié)構(gòu)狀況沒有變化，但由于通流效率較以前提高約3～5％，所以實際運行的主蒸汽流量會較原先有所下降。若保持機組設(shè)計滑壓控制曲線不變，汽輪機在相同負荷點的調(diào)門開度就會隨著主汽流量需求的變化而改變，因而偏離原先設(shè)計的調(diào)門開度控制值。

（3）、汽輪機調(diào)門工作特性變化的影響

從實際機組調(diào)門特性試驗得出的配汽特性曲線來看，試驗得出的高壓調(diào)門特性曲線往往與設(shè)計特性曲線之間存在一些偏差。實際運行機組的各高壓調(diào)門之間“重疊度”設(shè)置、調(diào)門運行壓損等都會出現(xiàn)與設(shè)計值不一致的情況。這些偏差因素會對汽輪機實際滑壓運行的調(diào)門開度造成影響，使其偏離當初的設(shè)計意圖，引起機組滑壓運行經(jīng)濟性能的下降。

（4）、機組主要運行參數(shù)變化的影響

機組主要運行參數(shù)的變化，會對機組滑壓控制曲線的應用效果產(chǎn)生影響。機組運行參數(shù)的變化主要包括主汽溫度、再熱蒸汽溫度以及凝汽器壓力等。其中凝汽器壓力會隨著冬季、夏季的循環(huán)水溫度自然變化而出現(xiàn)較大的偏差。

當汽輪機在寒冷的冬季工況運行時，隨著凝汽器壓力的降低，滑壓運行的高壓調(diào)門開度會減少；當汽輪機在炎熱的夏季工況運行時，隨著凝汽器壓力的升高，滑壓運行的高壓調(diào)門開度會增大。由此表明，隨著凝汽器壓力的周期性變化，汽輪機滑壓運行的高壓調(diào)門開度也會出現(xiàn)偏離原先設(shè)計滑壓控制開度的情況，因而對機組運行經(jīng)濟性能產(chǎn)生不利的影響。

（5）、機組熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化的影響

機組熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化，會對機組滑壓控制曲線的應用效果產(chǎn)生影響。機組熱力系統(tǒng)運行條件的變化通常包括加熱器、給水泵等重要輔機的故障投切，鍋爐大量吹灰、排污以及過熱器、再熱器減溫水的大量投運等，其中影響最大的當屬對外供熱。汽輪機由單純的發(fā)電狀態(tài)變成熱電聯(lián)產(chǎn)狀態(tài)，則汽輪機必須開大調(diào)門開度以增加進汽流量，由此造成了汽輪機在供熱狀態(tài)下的調(diào)門開度偏離原先的設(shè)計要求。而且供熱抽汽的能級越高、流量越大，對機組滑壓運行方式造成的偏差因素也就越顯著。

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“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”專題研究項目正是為解決這些問題而進行的，通過汽輪機滑壓優(yōu)化的理論研究，確立滑壓優(yōu)化的控制原則；通過大量機組滑壓優(yōu)化的試驗比較工作，提煉得出滑壓尋優(yōu)的指導性方法；通過對機組實際運行條件變化對滑壓優(yōu)化運行性能的影響分析，總結(jié)得出為保持滑壓優(yōu)化運行效果而必須采取的修正策略。將這些“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用于具體的運行機組上，可以指導機組的滑壓優(yōu)化綜合治理工作，從而實現(xiàn)提高機組運行經(jīng)濟性能的目的。

2解決問題的方法

2.1確立機組滑壓優(yōu)化的控制原則

機組滑壓優(yōu)化控制曲線直接反映了主汽壓力控制值與機組負荷之間的對應關(guān)系。但從汽輪機實際負荷調(diào)節(jié)過程中的主蒸汽壓力P0、高壓調(diào)門開度Cv和機組負荷Ng、這三者的運行影響關(guān)系來分析，它們之間存在著相互關(guān)聯(lián)、相互制約的關(guān)系：

NgP0Cv公式（1）

一旦確定了機組變負荷過程中的高壓調(diào)門開度控制方式，就相應地確定了機組負荷與主汽壓力之間的對應關(guān)系，于是，機組滑壓控制曲線也就固定下來了。因此，求取汽輪機優(yōu)化滑壓控制曲線的過程，實質(zhì)上就是確定“最佳滑壓閥位”的過程。

汽輪機按照“順序閥方式”運行時，高壓調(diào)門是逐個順序地開啟或關(guān)閉的，于是就會出現(xiàn)前面一只或幾只調(diào)門已接近全開、而后續(xù)調(diào)門處于“將開未開”的特殊閥位，這被稱為“閥點”位置。當汽輪機處于“閥點”狀態(tài)運行時，調(diào)門的節(jié)流效應最小，在局部負荷變化范圍內(nèi)，機組效率也就較高。因此，在機組負荷下降的過程中，汽輪機由定壓轉(zhuǎn)為滑壓運行時，一般應選擇合理的滑壓運行參數(shù)，盡量使汽輪機高壓調(diào)門開度接近“閥點”位置。

汽輪機高壓調(diào)門“閥點”位置的確定方法大致如下：（1）、調(diào)門閥桿升程測量法（2）、實際試驗法（3）、查圖確定法

但汽輪機的“最佳滑壓閥位”并不等同于“閥點”位置，具體的滑壓調(diào)門開度控制值尚需考慮調(diào)門特性、“重疊度”設(shè)置等因素，通過專門的滑壓比較試驗來確定。2.2汽輪機滑壓尋優(yōu)的方法

2.2.1采用試驗比較的方法選取滑壓優(yōu)化運行方式

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我們在進行機組循環(huán)效率試驗期間，通常會穿插進行不同負荷工況的滑壓優(yōu)化比較試驗，通過機組熱耗率結(jié)果的比較，來確定運行經(jīng)濟性能較優(yōu)的滑壓控制曲線。機組滑壓運行優(yōu)化試驗可以為機組不同滑壓運行方式的性能優(yōu)劣比較提供了一種可靠的檢測手段。

國內(nèi)一些試驗單位也采取試驗比較的方法來確定機組滑壓優(yōu)化控制曲線，但他們通常采用在一些典型負荷點上改變主汽壓力的試驗方法，來比較得出每個試驗負荷點上機組效率最高的主汽壓力控制值，由這些效率最高點相連而形成機組最佳的主汽壓力與機組負荷對應關(guān)系線，即機組滑壓優(yōu)化控制曲線。但機組實際試驗過程中常常會遇到的一個問題是：不同滑壓運行方式的性能差異較小，容易受試驗誤差的干擾和影響，因此由效率最高點連接而成的滑壓優(yōu)化曲線可能會出現(xiàn)彎折、畸變的現(xiàn)象，最終影響對機組優(yōu)化滑壓運行方式的判斷。

為了保證機組滑壓優(yōu)化評價結(jié)果的正確性，我們將熱耗率結(jié)果比較方法由傳統(tǒng)的“點對點”的比較轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬�對線”的比較，并稱之為“滑壓試驗比較法”。如下圖1所示，為一臺超臨界600MW機組滑壓優(yōu)化試驗過程中，按照不同的高壓調(diào)門開度而設(shè)置的試驗比較負荷工況，這些試驗工況點的連線就形成了兩條不同的滑壓運行控制曲線。

262422201*16141210250300350400450500550機組負荷，MW主蒸汽壓力，MPa滑壓優(yōu)化調(diào)整前滑壓優(yōu)化調(diào)整后600650

圖1一臺超臨界600MW汽輪機不同滑壓運行方式的主汽壓力控制曲線

對應于上圖1所示的滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后試驗工況，通過高精度的試驗儀表和領(lǐng)好的試驗條件，可以獲得較為精確的熱耗率試驗結(jié)果，如下圖2所示即為一臺超臨界600MW汽輪機滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的修正后熱耗率變化曲線。圖2中的兩條熱耗率變化曲線各由5～6個工況點組成，對兩條曲線進行差異比較后可知，滑壓優(yōu)化調(diào)整后的機組運行效率要明顯高于原先的通常運行方式。

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8,450修正后熱耗率，kJ/kWh滑壓優(yōu)化調(diào)整前滑壓優(yōu)化調(diào)整后8,3508,2508,1508,0507,9507,8507,750250300350400450500550600650

機組負荷，MW圖2、一臺超臨界600MW汽輪機滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的修正后熱耗率變化曲線

很顯然，由多個試驗工況點共同參與結(jié)果比較的“滑壓試驗比較法”可以獲得更為精確的滑壓優(yōu)化試驗結(jié)果，可以避免傳統(tǒng)的“點對點”試驗結(jié)果比較方法容易出現(xiàn)因誤差干擾而引起的結(jié)果“誤判”問題，從而確保機組滑壓優(yōu)化試驗結(jié)論的正確、可靠。2.2.2采用耗差分析的方法選取滑壓優(yōu)化運行方式

在汽輪機滑壓優(yōu)化試驗結(jié)果計算和分析的基礎(chǔ)上，我們總結(jié)認為主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機進汽流量這些運行參數(shù)與機組滑壓運行方式之間存在著關(guān)聯(lián)變化關(guān)系。因此，我們在滑壓優(yōu)化比較工作中引入局部耗差計算分析的方法，即對這三項運行參數(shù)進行耗差計算，并以三項耗差之和為最小來選取機組的滑壓優(yōu)化方式。

對上面這臺超臨界600MW機組采用“滑壓耗差分析法”后，所獲得的滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的機組供電煤耗率收益變化曲線如下圖3所示。將圖3中“滑壓耗差分析法”計算結(jié)果與圖2中采用“滑壓試驗比較法”得出的兩條熱耗率變化曲線所反映的機組性能差異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)整試驗得出的評價結(jié)果是基本一致的。

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供電煤耗率節(jié)省值，g/kWh1.00.0-1.0-2.0滑壓優(yōu)化調(diào)整前-3.0250300350400450500550機組負荷，MW滑壓優(yōu)化調(diào)整后600650

圖3、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“耗差分析法”）

2.3汽輪機滑壓優(yōu)化的修正方法

一般而言，機組滑壓優(yōu)化控制曲線確定之后，就反映了一種固定不變的主汽壓力與機組負荷對應關(guān)系。但我們研究發(fā)現(xiàn)，汽輪機運行參數(shù)、熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化，會使汽輪機高壓調(diào)門開度偏離理論控制值，改變機組的滑壓運行方式。為此，我們對機組滑壓運行控制曲線提出了通用型的修正計算方法，用公式化的語言表述為：

CnNgCpP0Cv公式（2）

即通過對滑壓控制曲線的機組負荷、主汽壓力進行各類影響因素的計算和修正，來使汽輪機滑壓運行期間的高壓調(diào)門開度CV不變，從而保證了滑壓優(yōu)化運行的節(jié)能效果。

在眾多的機組運行參數(shù)影響因素中，由于冬季、夏季自然環(huán)境條件的改變會引起凝汽器壓力的大幅度變化，對機組出力變化的影響最大。因此，我們在機組滑壓優(yōu)化控制曲線中引入“凝汽器壓力修正因子”的概念，對機組運行負荷進行修正，計算得到修正后的機組負荷Cn1Ng，以此作為機組滑壓控制曲線中的橫坐標。

同樣地，在熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化影響因素中，機組對外供熱與否會對主汽壓力（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）有較大的影響關(guān)系，因此，我們在機組滑壓優(yōu)化控制曲線中引入“供熱流量修正因子”的概念，對從機組滑壓控制曲線中查取的主蒸汽壓力P0進行供熱流量的修正計算，并以修正后的機組主蒸汽壓力CP1P0作為機組CCS的滑壓運行主蒸汽壓力控制目標值。通過這樣的

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修正方法，可以基本消除機組對外供熱等熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化因素對汽輪機滑壓運行性能的影響。

3工作內(nèi)容

“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”研究工作經(jīng)歷了由小及大、從簡至繁、先局部后全面的試驗實踐和理論推導過程。其工作內(nèi)容大致分為以下幾個階段：

（1）、第一階段：進行機組定、滑壓運行性能比較試驗

201*年前后，浙江省內(nèi)超高壓125、200MW容量等級機組相繼進行了汽輪機通流改造，并將汽輪機液壓調(diào)速系統(tǒng)改造為數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH），機組熱工控制儀表改造為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）。汽輪機改造前、后的運行特性發(fā)生了較大的變化，汽輪機改造廠家卻沒有提供新的機組滑壓控制曲線。

隨著電廠節(jié)能減排工作的持續(xù)開展，如何提高這些機組的低負荷運行經(jīng)濟性能成為一項重要的工作任務(wù)。于是，我們根據(jù)機組改造類型的不同，選取一些電廠的125MW機組進行運行優(yōu)化改進的工作。主要工作內(nèi)容是將汽輪機低負荷階段原先采用的定壓運行改進為滑壓運行方式，并進行改進前后的運行經(jīng)濟性能比較工作。

由于超高壓125、200MW機組都采用四只高壓調(diào)門，DEH改造前的原液壓控制系統(tǒng)所采用的控制方式是：機組加負荷過程中，＃1、2高壓調(diào)門同時開啟，然后再相繼開啟＃3調(diào)門和＃4調(diào)門。所以，在滑壓試驗工況選取時，考慮恢復＃1、2高壓調(diào)門同時開啟的變負荷運行方式，因此直接將“兩閥滑壓”確定作為滑壓運行控制方式。實際試驗結(jié)果表明，以汽輪機“兩閥點”作為固定的調(diào)門開度來進行“兩閥滑壓”變負荷運行方式，與原先的定壓運行方式相比，可以顯著提高機組的運行經(jīng)濟性能。

（2）、第二階段：進行汽輪機調(diào)門開度變化對滑壓優(yōu)化性能的影響研究201*年，長興發(fā)電有限公司＃1機組投產(chǎn)發(fā)電，汽輪機為上海汽輪機有限公司引進美國西屋公司技術(shù)設(shè)計制造的亞臨界300MW機組，設(shè)置有6只高壓調(diào)門。在機組投產(chǎn)后一年試運行期結(jié)束之后，汽輪機擬從單閥運行切換至順序閥運行方式。電廠方面希望通過試驗比較，確定汽輪機從定壓方式轉(zhuǎn)為滑壓運行方式的“起滑點”，以及確定機組合理的滑壓控制曲線。

我們在長興電廠＃1機上開展了不同調(diào)門開度變化對滑壓運行性能影響的試驗研究，選取機組“三閥滑壓”、“四閥滑壓”以及單閥運行方式作為滑壓運行比較方式。有關(guān)試驗結(jié)果表明：對該型機組而言，“三閥滑壓”比“四閥滑壓”的運行經(jīng)濟性能要好

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一些；而汽輪機在投產(chǎn)初期處于單閥滑壓運行方式時，機組熱耗率水平則要明顯地高于“三閥滑壓”和“四閥滑壓”狀態(tài)。

（3）、第三階段：機組滑壓尋優(yōu)試驗方法的拓展和完善

北侖電廠二期三臺亞臨界600MW機組從日本東芝公司進口，該型汽輪機配置了四只高壓調(diào)門。實際試驗發(fā)現(xiàn)，該機組存在著汽輪機高壓主汽門、調(diào)門進汽壓損偏大的問題，而按照制造廠提供的滑壓控制曲線運行時，在540MW負荷以下由定壓運行轉(zhuǎn)為滑壓運行，由于三只高壓調(diào)門同時處于較大節(jié)流狀態(tài)，進汽壓損進一步加大，對高壓缸效率、機組運行效率造成了不利的影響。

201*年，我們以北侖＃4機為試點研究對象，進行了機組滑壓優(yōu)化尋優(yōu)的試驗研究工作。針對該型汽輪機前三只高壓調(diào)門同時節(jié)流調(diào)節(jié)、后一只調(diào)門重疊度設(shè)置較大的實際調(diào)門工作特性，我們在“三閥點”前后設(shè)置了不同的調(diào)門開度進行不同滑壓運行方式的比較。

我們在該項滑壓優(yōu)化試驗工作中，首次采用局部耗差計算分析的方法，對主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機進汽流量等運行參數(shù)進行重點測量，并以這三項參數(shù)的耗差之和最小為原則來選取機組的滑壓優(yōu)化方式。實際試驗計算結(jié)果表明，采用一些與滑壓運行方式相關(guān)的參數(shù)進行耗差分析的方法，同樣可以取得良好的滑壓優(yōu)化評價效果。

（4）、第四階段：對滑壓尋優(yōu)效果的影響因素分析和應對措施研究

對一臺亞臨界600MW機組冬季、夏季變負荷工況進行高壓缸效率測試時，我們發(fā)現(xiàn)該汽輪機在同一條滑壓優(yōu)化曲線的控制下，冬季工況滑壓運行的調(diào)門開度明顯偏小，導致高壓缸效率偏低于夏季工況約1.5％。這引發(fā)了我們對凝汽器壓力等運行參數(shù)影響汽輪機滑壓運行效果問題的關(guān)注和研究。

一臺超高壓125MW機組平時需承擔對外供熱16t/h的熱電聯(lián)產(chǎn)任務(wù)，我們對該機組進行了供熱和不供熱狀態(tài)下的滑壓優(yōu)化比較試驗，發(fā)現(xiàn)汽輪機在供熱狀態(tài)的調(diào)門開度需明顯開大。而為了保持“兩閥滑壓”的合理運行方式，則需將供熱狀態(tài)的主汽壓力滑壓控制值提高約4％。這引發(fā)了我們對機組供熱等熱力系統(tǒng)變化因素影響汽輪機滑壓運行效果問題的關(guān)注和研究。

通過對汽輪機日常運行期間眾多變化因素對汽輪機滑壓運行的調(diào)門開度控制值影響的分析，我們研究得出了通用型的滑壓修正計算公式，并根據(jù)實際機組運行狀況進行化簡和具體應用，取得了良好的運行節(jié)能效果。

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4項目成果

“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”的專題研究來源于解決機組低負荷運行缺陷問題的實踐，并在大量現(xiàn)場試驗工作中得到提煉，又在各型機組優(yōu)化方式的合理性判別過程中得以不斷補充和完善，最終形成了一整套適合于不同汽輪機型式、不同現(xiàn)場試驗條件的滑壓優(yōu)化綜合治理策略。

機組滑壓優(yōu)化的“總策略”是：尋找和確定汽輪機“最佳滑壓閥位”，并以此作為汽輪機滑壓運行的主要控制參量。

在滑壓優(yōu)化工作開始之前，就應根據(jù)汽輪機高壓調(diào)門的實際控制方式，選取“最佳滑壓閥位”作為機組滑壓優(yōu)化的控制原則。研究認為，汽輪機滑壓優(yōu)化所追求的“最佳滑壓閥位”應在汽輪機“閥點”附近選取，但又不等同于“閥點”位置。必須考慮調(diào)門工作特性、“重疊度”設(shè)置狀況等綜合影響因素，合理地選取機組滑壓運行的調(diào)門開度控制值。從而為機組滑壓優(yōu)化尋優(yōu)工作提供了理論指導和判斷依據(jù)。

在機組滑壓優(yōu)化試驗工作過程中，根據(jù)不同的現(xiàn)場試驗條件和儀表精度等級，分別選取滑壓優(yōu)化“子策略一”和“子策略二”進行不同滑壓運行方式的優(yōu)化效果評判。

滑壓優(yōu)化“子策略一”是：直接采用“滑壓試驗比較法”進行不同滑壓運行曲線之間的經(jīng)濟性能比較試驗，以機組熱耗率結(jié)果差異程度確定機組的最佳滑壓控制曲線。

由于汽輪機不同滑壓運行方式之間的熱耗率差異較小，而各類試驗誤差又會給滑壓優(yōu)化結(jié)果的比較和評判帶來一些不確定因素。因此，對現(xiàn)場具備高精度試驗儀表、可以確保較高試驗精度的場合，推薦采用滑壓優(yōu)化“子策略一”直接進行滑壓優(yōu)化方式的評判。

由于“滑壓試驗比較法”改變了傳統(tǒng)滑壓試驗的“點與點”之間性能比較的模式，而采取“線與線”之間的性能差異比較來獲得最佳滑壓方式，可以顯著地提高結(jié)果比較精度，徹底消除由于試驗誤差帶來的滑壓控制曲線畸變問題。

滑壓優(yōu)化“子策略二”是：采用“滑壓耗差分析法”對與滑壓運行性能相關(guān)的參數(shù)進行耗差計算和分析，并以總耗差比較結(jié)果來確定機組的最佳滑壓控制曲線。

“滑壓耗差分析法”以耗差計算原理為基礎(chǔ)，選取主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機進汽流量等與滑壓運行相關(guān)聯(lián)的運行參數(shù)進行耗差計算和分析，以總耗差收益變化情況作為滑壓優(yōu)化的評價依據(jù)�！白硬呗远�”的應用不需要大量高精度試驗儀表的投入以及嚴格的試驗條件限制，是一種簡化處理的滑壓尋優(yōu)方法。因此，推薦在無法進行高精度試驗的滑壓尋優(yōu)項目中采用。

“滑壓耗差分析法”是對滑壓優(yōu)化試驗結(jié)果比較的提煉和簡化，應用該方法可以

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實現(xiàn)機組滑壓運行性能差異的在線測定，并為汽輪機在線滑壓尋優(yōu)提供一種可行的技術(shù)手段。

在機組滑壓優(yōu)化曲線投入運行后，為了保證滑壓優(yōu)化試驗得到的滑壓優(yōu)化方式免受內(nèi)、外運行條件變化的影響，建議采用滑壓優(yōu)化“修正策略”：即在機組滑壓優(yōu)化控制曲線應用時，引入重要運行參數(shù)偏差狀況修正因子以及熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)修正因子，分別對滑壓控制曲線的機組負荷和主汽壓力進行修正。

滑壓優(yōu)化“修正策略”在某臺運行機組上具體應用時，可根據(jù)機組實際運行狀況進行適當?shù)睾喕�。例如，針對凝汽器壓力隨冬季、夏季環(huán)境改變而有較大變化的實際情況，可選取“凝汽器壓力修正因子“作為主要的運行參數(shù)滑壓修正項目；針對一些機組對外供熱流量較大而對汽輪機主汽壓力有重大影響的實際情況，可選取“供熱流量修正因子“作為主要的熱力系統(tǒng)運行狀態(tài)滑壓修正項目。

5項目應用情況

“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”源自于機組變負荷運行的滑壓優(yōu)化試驗，所以在其研究的過程中，就已經(jīng)被應用于浙江省能源集團下屬多個電廠的多臺機組上，有力地推動了火電廠節(jié)能降耗工作的開展，取得了良好的節(jié)能經(jīng)濟效益與社會效益。

應用一：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在臺州發(fā)電廠一臺125MW（改造后為135MW）機組上，該汽輪機通流部分全部改造后，存在汽輪機通流能力增大、高壓調(diào)門開啟順序不合理以及整個變負荷階段都采取定壓運行方式等問題。通過機組定壓、滑壓運行方式的比較試驗，確定機組合理的變負荷運行方式為：115MW負荷以上采取定壓運行方式，主汽壓力保持額定值13.24MPa；在60~115MW負荷階段采取“兩閥滑壓”運行方式時，采用“NO.1高壓調(diào)門全開、NO.2高壓調(diào)門為60%開度”作為合理的“滑壓閥位”。與機組滑壓調(diào)整前的定壓運行方式相比，明顯提高了機組的運行經(jīng)濟性能。

應用二：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在半山發(fā)電廠一臺125MW（改造后為130MW）機組上，該汽輪機僅低壓缸進行了通流部分改造。根據(jù)該機組高壓缸、高壓調(diào)門未改動的實際運行特性，通過機組常規(guī)定壓和優(yōu)化滑壓運行方式的比較試驗，確定機組采取“兩閥滑壓”滑壓運行方式，相應的定、滑壓運行分界點負荷為100MW。與原先的定壓運行方式相比，明顯提高了機組的運行經(jīng)濟性能。

應用三：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在蕭山發(fā)電廠一臺125MW（改造后為

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130MW）機組上，該汽輪機需從冷再熱蒸汽抽汽對外供熱。通過機組供熱、不供熱狀態(tài)下的滑壓優(yōu)化試驗，確認為了保持較為優(yōu)化的兩閥滑壓運行方式，機組滑壓控制曲線需作調(diào)整。在接帶同樣的機組運行電負荷時，機組供熱狀態(tài)的主汽壓力設(shè)定值要高于不供熱狀態(tài)，平均偏高幅度約為4％；相應地，汽輪機供熱、不供熱狀態(tài)的定、滑壓轉(zhuǎn)換負荷分別為104MW和107MW。在該型機組試驗優(yōu)化滑壓控制曲線投運時，應用滑壓優(yōu)化“修正策略”，在機組滑壓優(yōu)化控制曲線應用時引入“供熱流量修正因子”，根據(jù)供熱流量變化情況對主汽壓力進行修正，從而確保了機組滑壓優(yōu)化運行效果。

應用四：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在鎮(zhèn)海發(fā)電廠一臺200MW（改造后為215MW）機組上，根據(jù)汽輪機通流改造后銘牌出力增加等實際情況，通過機組定壓、滑壓運行方式的比較試驗，確定較為優(yōu)化的滑壓運行方式為“兩閥滑壓”，機組定、滑壓運行分界點負荷為180MW。由于#1、#2高壓調(diào)門開度比原先的定壓運行方式明顯開大，減少了調(diào)門節(jié)流損失，高壓缸效率顯著提高，機組運行熱耗率明顯降低。

應用五：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在長興發(fā)電廠一臺300MW機組上，在該機組投產(chǎn)初期，汽輪機采用單閥運行方式的情況下，通過機組“三閥滑壓”、“四閥滑壓”以及單閥運行方式的比較試驗。比較確定機組在低負荷運行時采取“三閥滑壓”運行方式的運行經(jīng)濟性能較好。

應用六：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在北侖發(fā)電有限公司二期亞臨界600MW機組上，該型機組為日本東芝公司進口機組，該型汽輪機存在著高壓進汽壓損明顯偏大的問題。原先的滑壓運行方式為：540MW負荷以下轉(zhuǎn)入滑壓運行，#1、2、3三只高壓調(diào)門同步關(guān)小至54%左右，實際測得的汽輪機高壓進汽平均壓損高達17%。我們以北侖二期＃4機為研究對象，設(shè)置了不同滑壓運行方式的比較試驗工況，采用“滑壓耗差分析法”進行不同滑壓運行方式的耗差分析，選取優(yōu)化的滑壓運行方式。最終確定機組優(yōu)化滑壓運行方式為：汽輪機定壓轉(zhuǎn)滑壓運行負荷點上移至580MW左右，滑壓運行狀態(tài)的＃1、2、3調(diào)門開度也開大至65%左右。由于大幅度降低了調(diào)門壓損，所以提高了汽輪機的高壓缸效率和機組運行效率。

201*年，北侖二期機組開始對外抽汽供熱，單臺機組的最大抽汽流量達70～80t/h，由此而使汽輪機高壓調(diào)門開度增加，偏離了運行性能較優(yōu)的“三閥滑壓”運行方式。為此，在北侖二期機組優(yōu)化滑壓控制曲線中應用滑壓優(yōu)化“修正策略”，即引入“供熱流量修正因子”對主蒸汽壓力進行修正，隨著抽汽供熱流量的增加而相應地增加主蒸汽壓力，從而確保汽輪機按照預想的“三閥滑壓”方式運行。

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應用七：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在嘉興發(fā)電廠＃4機上，該型機組為東方汽輪機廠與日本日立公司合作生產(chǎn)的亞臨界600MW汽輪機，該型汽輪機采用了四只高壓調(diào)門同時參與負荷調(diào)節(jié)的獨特配汽方式。按制造廠提供的滑壓控制曲線運行時，機組在540MW負荷以下由定壓轉(zhuǎn)為滑壓運行,最后一只高壓調(diào)門開度為6～10％左右，其余三只調(diào)門都處于較大節(jié)流狀態(tài),這對機組運行經(jīng)濟性帶來了不利的影響。通過滑壓優(yōu)化調(diào)整試驗，確定較為優(yōu)化的滑壓運行控制方式為：將汽輪機“起滑點”負荷從540MW提高至575MW左右，汽輪機#1～#3高壓調(diào)門可以有較大的開度，降低節(jié)流損失，使機組滑壓運行經(jīng)濟性能得到相應地改善。

應用八：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在嘉興發(fā)電廠＃6機上，該型機組為上海汽輪機有限公司與美國西屋公司合作生產(chǎn)的亞臨界600MW汽輪機，配置有四只高壓調(diào)門。在該機組進行了“兩閥滑壓”、“三閥滑壓”和機組原先的“兩閥半滑壓”運行方式進行比較試驗。試驗結(jié)果表明：機組在300～540MW負荷區(qū)間內(nèi)變負荷運行時，原先“兩閥半滑壓”運行方式的機組熱耗率數(shù)值與“三閥滑壓”方式十分接近，而調(diào)整為“兩閥滑壓”運行方式后，機組熱耗率可以降低約0.5％。因此，將該汽輪機“兩閥滑壓”狀態(tài)推薦作為機組優(yōu)化滑壓運行方式，相應地，定、滑壓轉(zhuǎn)換點負荷從540MW調(diào)整至464MW。

應用九：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”應用在蘭溪發(fā)電廠＃1機上，該型機組為東方汽輪機廠與日本日立公司合作生產(chǎn)的超臨界600MW汽輪機。該汽輪機“滑壓優(yōu)化調(diào)整前”運行的定、滑壓轉(zhuǎn)折負荷點為530MW左右，經(jīng)過滑壓優(yōu)化比較后，將定、滑壓轉(zhuǎn)折負荷點調(diào)整至570MW左右，減少了汽輪機三只高壓調(diào)門同時處于較小開度時的節(jié)流損失。實際試驗結(jié)果表明，采取“優(yōu)化后滑壓運行方式”后，機組各個負荷點上運行的供電煤耗率要比“優(yōu)化前滑壓運行方式”平均降低1g/kWh以上。在該型機組試驗優(yōu)化滑壓控制曲線投運時，應用滑壓優(yōu)化“修正策略”，在機組滑壓優(yōu)化控制曲線模塊中引入“凝汽器壓力修正因子”，根據(jù)凝汽器壓力變化對機組負荷的影響關(guān)系，修正得到以凝汽器設(shè)計壓力為參照基準的“修正后負荷”，從而確保汽輪機能按照“最佳滑壓閥位”運行。

6效益分析

“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”研究成果在浙江省內(nèi)各電廠的125、200、300、600MW（亞臨界和超臨界）等多臺汽輪機組上得到了成功應用，根據(jù)每臺機組運行

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特性的不同，比較得出適合于該機組的滑壓優(yōu)化控制曲線。由“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”運行方式與“滑壓優(yōu)化調(diào)整前”運行方式的性能試驗比較結(jié)果，可以使機組供電煤耗率平均降低1g/kWh左右。

以本滑壓優(yōu)化研究課題所涉及的600MW機組來統(tǒng)計效益：目前，北侖發(fā)電有限公司的3臺亞臨界600MW機組、嘉華發(fā)電有限公司的2臺亞臨界600MW機組以及浙能蘭溪發(fā)電有限公司的4臺超臨界600MW機組已將試驗得出的滑壓優(yōu)化控制曲線投入實際應用。根據(jù)各電廠201*年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這9臺600MW機組一年的發(fā)電量約為330億度，采取優(yōu)化滑壓方式可以使機組在整個負荷變化范圍內(nèi)的供電煤耗率降低約0.92g/kWh，則這些機組可節(jié)省標準煤約3.05萬噸，標準煤價格按700元人民幣計算，折合全年節(jié)省燃煤成本約為2137萬元。由于燃煤量的減少，每年可減少排放二氧化碳量排放量8.48萬噸，減少二氧化硫排放量721噸，減少氮氧化物排放量212噸。

以本滑壓優(yōu)化研究課題所涉及的300MW機組來統(tǒng)計效益：由于采取優(yōu)化滑壓方式可以使機組在整個負荷變化范圍內(nèi)的供電煤耗率降低約0.7g/kWh，根據(jù)長興發(fā)電有限公司201*年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，4臺300MW機組一年的發(fā)電量為72.6億度，平均負荷率為74.9％，則可節(jié)省標準煤約0.51萬噸。標準煤價格按每噸700元人民幣計算，折合全年節(jié)省燃煤成本約為355萬元。由于燃煤量的減少，每年可減少二氧化碳排放量1.41萬噸，減少二氧化硫排放量120噸，減少氮氧化物排放量35噸。

以本滑壓優(yōu)化研究課題所涉及的200MW機組來統(tǒng)計效益：由于采取優(yōu)化滑壓方式可以使機組在整個負荷變化范圍內(nèi)的供電煤耗率降低約1.3g/kWh，根據(jù)浙江浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限公司201*年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，4臺200MW機組一年的發(fā)電量為53億度,平均負荷率為79％，則可節(jié)省標準煤約0.69萬噸。標準煤價格按每噸700元人民幣計算，折合全年節(jié)省燃煤成本約為482萬元。由于燃煤量的減少，每年可減少二氧化碳排放量1.91萬噸，減少二氧化硫排放量162噸，減少氮氧化物排放量48噸。

以本滑壓優(yōu)化研究課題所涉及的125MW機組來統(tǒng)計效益：目前，臺州、半山、蕭山發(fā)電有限公司5臺超高壓125MW機組已將試驗得出的滑壓優(yōu)化控制曲線投入實際應用。僅以蕭山發(fā)電有限公司的2臺機組為例，采取優(yōu)化滑壓方式可以使機組在整個負荷變化范圍內(nèi)的供電煤耗率降低約0.9g/kWh。浙江浙能蕭山發(fā)電有限公司2臺130MW機組201*年度的發(fā)電量為15.8億度,平均負荷率為75％，則可節(jié)省標準煤約0.14萬噸。標準煤價格按每噸700元人民幣計算，折合全年節(jié)省燃煤成本約為100

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萬元。由于燃煤量的減少，每年可減少二氧化碳排放量0.4萬噸，減少二氧化硫排放量33噸，減少氮氧化物排放量10噸。

按照滑壓優(yōu)化研究課題所涉及的電廠各臺機組201*年的發(fā)電量來計算經(jīng)濟效益，匯總后可得：“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”研究成果的應用和實施每年可節(jié)省標準煤約4.4萬噸，產(chǎn)生經(jīng)濟效益3070萬元。由于燃煤量的減少，每年可減少排放二氧化碳量排放量達12.2萬噸，減少二氧化硫排放量達1037噸，減少氮氧化物排放量達305噸。因此，本課題研究成果具有可觀的節(jié)能減排效益，在目前火電機組負荷率普遍降低、低負荷運行時間相對增加的嚴峻形勢下，具有較為廣闊的推廣應用前景。

7結(jié)論與展望

“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”這一專題研究在多方共同努力下已經(jīng)完成，這一專題研究提出了大型汽輪機滑壓方式優(yōu)化研究的總策略與若干子策略，其成果已逐步推廣應用。

“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”的研究和總結(jié)，規(guī)范了機組滑壓尋優(yōu)的判斷方法和評價原則，為機組滑壓尋優(yōu)工作提供了理論指導和計算分析手段，對滑壓運行控制曲線應用問題提出了修正方法，確保了機組日常變負荷運行的滑壓優(yōu)化節(jié)能效果。該策略成功地應用于浙江省內(nèi)125～600MW多臺不同類型的大型汽輪機組，得出了適用于各種不同機組的滑壓優(yōu)化控制曲線。應用結(jié)果表明，“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”促進了汽輪機滑壓優(yōu)化工作的大規(guī)模開展，實現(xiàn)了機組運行節(jié)能降耗的目的。

隨著“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”在各臺機組上的逐步推廣和應用，也遇到一些新的問題，需要在其它專業(yè)的工作配合下，不斷地解決和完善。譬如針對一些調(diào)門控制方式設(shè)置不合理的汽輪機，需與汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）的試驗調(diào)整工作相結(jié)合，實現(xiàn)對調(diào)門“重疊度”等參量的合理調(diào)整；又如針對一些機組滑壓優(yōu)化控制曲線應用后，AGC負荷響應速度變緩等問題，需在機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）專業(yè)人員的參與下共同解決。這就要求“大型汽輪機滑壓優(yōu)化策略”在不同機組上具體實施時進行相應地調(diào)整，并在實踐過程中不斷得到更新和完善。

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