600MW亚临界火电机组低负荷控制优化

陈永政

四川广安发电有限责任公司 四川 广安 638017

摘要：在新经济时代，节能减排、绿色环保、低碳生活已经成为国家新科技产业政策发展的新起点，作为重点能耗企业，采用各种方法设法降低发电煤耗损，增加机组效率，成为火力发电企业当前非常迫切想要实现的目的。随着国家能源政策的不断转变，绿色能源时代国家GDP能耗将持续降低，在可预测的前提之下，社会整体用电负荷呈现出平衡态势或下降态势，为了使电网深度调峰成功，国家做出了很多政策调整，但导致了火力发电机组低负荷运行时段增加，为此有关部门希望能够深度挖掘火力发电机组在低负荷运行情况下的优化运行方案，从而能够调动其潜力，使得火力发电企业实现节能目标。

关键词：600MW；亚临界；火电机组；低负荷；控制优化

引言：通过了解600MW亚临界火力发电机组，在经济滑压曲线运行方式之下的有关实验，从热力循环理论的角度入手，调用机组在低负荷滑行运行时的有关实验案例，可发现为了能够达成600MW亚临界火电机组低负荷运行控制的优化，应该在机组滑压运行现状调研的基础之上，进行有关数据的检测和匹配。有效获取经济滑压曲线，并在实验数据分析的基础之上，考虑到不同季节水循环和温度变化的特点，从而最终能够实现火力发电机组节能减排并合理优化节能数据。

一、机组滑压运行现状

从热力循环理论的角度入手，检测600MW亚临界火力发电机组，在低负荷滑压运行状态下，进气阀节流损失降低的有关匹配数据，从而能够发现随着高压缸效率的持续增加，高压缸排气温度将会升高600MW机组将更容易实现其设计所可能达到的再热蒸汽温度，此时机组的气动给水泵功耗较低，由于其出口压力的降低而持续走低，进而能够实现拖动给水泵的小气机汽耗减少。机组内的绝对内效率成为相对内效率和循环热效率的成绩，在这一数据的计算之下，结合各方面的因素寻找合理的滑压运行曲线，从而能够为600MW亚临界火力发电机组运行经济性指标提供科学的存在依据。汽轮机生产厂家一般会使用原设计复合变化的滑压运行曲线，来提供600MW亚临界火力发电机组滑压曲线的运行规律，此时如果压力偏置设置为0，那么主蒸汽压力设定一般为10MPa，此时的负荷值一般为36%。机组内负荷介于36%~81%之间，主蒸汽压力设定为16.3MPa，压力与负荷成正比关系，目前国产的600MW亚临界发电机组及汽轮机流通部分效率一般达不到设计所需要求，而在循环水分变化和常用蒸汽使用量因素的促进之下，机组滑压运行曲线与厂家所提供的运行曲线之间存在着一定的偏离关系。

2. 经济滑压曲线获取方式及试验分析

（一）热力实验确定机组热力特性的基本情况

通过热力实验确定机组的热力特性，并比对机组在不同负荷下的机器技术指标，其热能耗以及高、中压缸的效益等数据，均可以在实验中得出，通过多次实验反复确定，可得到最佳的滑压运行曲线，以确保600MW亚临界火力发电机组厂用电率与负荷关系曲线、供电煤耗损与负荷关系曲线等达到比较理想的数值。600 MW亚临界火力发电机组在不同的常用电率和复合关系曲线引导之下，做优化运行调整测试可比较不同运行方式下的经济性指标，从而能够使机组的各种负荷优化运行方式和最优运行参数，在滑压运行时确定初压，围绕初压=进行两侧临界优化调整。具体来说，火电厂机组的实际热力实验进行统计分析，在低负荷优化实验中，如进行27个工况测试，可发现有效工况为26个，如果实现600MW和540MW亚临界火力发电机组负荷的定价运行实验，可发现在458MW时，火电机组的负荷下，复合法滑压和三阀滑压与两阀滑压之间的实验将会在实际运行时恒定真空与额定主蒸汽压力。在该实验中可发现两侧滑压机组最高的负荷量仅能达到458MW，之后分别进行360MW、420MW和300MW的测试，结合540MW进行4个复合维度的定压测试和滑压测试，可发现其完成率分别为50%, 60%, 70%, 80%，而达到90%~100%的负荷定价实验和滑压实验的数据量并不高。在实验中各个负荷点的定压、三阀滑压、两阀滑压和复合滑压运行工况出现了不同的热耗损结果，研究表明当580MW复合时，顺序阀定压和三阀滑压工况是重合的，而在458MW复合时，顺序阀定压与两阀滑压工况重合，这种巧合的重合情况可以有效的评价三阀滑压经济性和复合滑压经济性、两阀滑压经济性，由此可见，火力发电机组处于570MW、540MW和500MW三个负荷点时，不同的运行方式将使得其滑压运行出现不同的效果。

2. 分析三个负荷点运行方式的数据差异

根据热力实验的分析，可以发现不同数值取值的火力发电机组，其发电机热耗损和负荷之间的关系是有波动的，当负荷点处于570MW、540MW和500MW，此时的各种不同的运行方式将影响三阀滑压运行方式、两阀滑压运行方式和复合型滑压运行方式的实际能耗耗损状况。经测算发现，570 M、 540MW和500MW火力发电机组的三阀滑压运行方式最为经济，节省能源。458 MW和420MW两个负荷点的复合滑压运行方式相对较为经济，如果火力发电机组持续调压，在达到360MW和300MW两个负荷点在两阀滑压运行方式时最为经济。通过其负荷点运行方式经济性测算数据试验，可以发现其数据差异的反馈，大概如下：

570 MW的负荷较高，三阀滑压运行主蒸汽压力达到16.4MPa，其额定压力和其他两种运行方式阀门的开度变化差异不大，热耗损相差无几。

540MW三阀滑压运行主蒸汽压力值降到15.7MPa，比定压运行和负荷滑压运行的热耗损低了不少，而在负荷效率较高的情况之下，使用540MW可以在该负荷点下实现三防滑压运行的持续性收益，这也是目前火力发电机组比较通常选用的办法。

500MW三阀滑压运行方式也是最为经济的，此时的复合滑压优势已经明显减少，复合滑压与三防滑压运行方式的热耗损接近值相对比较贴近。

458 MW的运行方式主蒸汽压力相差较大，负荷点复合滑压具有较大的优势，经济性较为明显。

420MW的运行方式体现出主蒸汽压力相差较大的特点，但是热耗损的经济性相差不大，复合滑压与两阀滑压运行的方式存在着热耗损数值较为接近的特点。

300 MW的三种运行方式试验数据表明，主蒸汽压力相差较大，在该负荷点的运行情况下，使用两阀滑压能够具有较大的经济优势，同样的在300MW时的主蒸汽压力，会降低机组经济性，因此两阀滑压更具优势，但通常选用的情况不多。

对于以上的负荷点进行测算，可以发现在滑压运行方式的经济性测算和主蒸汽压力之间有一定的变动关系，采用变动关系绘制曲线或定制模型，可以使得各类运行方式下的经济运行拐点，一目了然。一般而言，600MW亚临界火电机组的低负荷控制常常使得汽轮机组修正热耗，与机组负荷的对应关系变得更为清晰，而通过数据测算和实验分析可以发现在亚临界火电一组的给压范围之内，从300MW到600MW的日常调峰负荷段综合比对，其中583MW是目前最为常见的机组三阀滑压与定压运行重合点，也是目前600MW亚临界火电机组低负荷控制最为常用的负荷点。很多火电机组都会选择583MW到500MW范围，从而在该负荷段使用三阀滑压方式，在运行时确保火电机组的热耗能最低，并且能够很好的调配活电机组的使用效能。当然，也有部分发电机组可能会选用500MW到410MW，采用负荷段和复合还压方式相融合的方法，将此时最经济的滑压曲线和压力偏置设置为0。

结论：综上所述，对于600MW亚临界火电机组的低能耗控制因素加以实验，通过实验数据能最终得到机组调峰时负压变动工况的运行规律，其中583MW及以上负荷断的机组在定价运行时经济效益最为明显，而583MW至500MW的复合段采用三阀滑压方式运行，将起到良好的经济控制效果。有的火力发电机组将采用500MW至410MW作为主负荷段的主气压力，其设定值维持在14.4~14.5MPa，这种定压方式的运行能够达到良好的节能效果。如果亚临界火电机组的波动值维持在410MW到300MW，此时的低频负荷段采用两阀滑压方式，就可以控制气压与负荷之间的关系，并按照新滑压曲线的参数修改和优化调整之后，可以很好的做出智能化的锅炉响应、气压调节、气温调节负荷变化速率，并记录相关数据，以期获得更为明显的节能收益。

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