变凝结水量调节超临界机组负荷的节能效果

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1、超临界机组完全变压运行技术与节能分析摘要：系统的分析了采用变凝结水流量快速调节机组负荷，实现超临界机组完全变压运行的技术特点和节能效果。根据实际运行试验数据，对变凝结水流量调节机组负荷的范围、响应速度、节能效果、除氧器和凝汽器及低压加热器的水位控制、变压运行对锅炉运行特性的影响等问题进行了比较具体的分析。认为变凝结水流量快速调节机组负荷与传统技术相结合，可实现超临界机组完全变压运行，对大型燃煤机组节能减排意义重大。关键词：超临界机组变压运行凝结水量变频调节节能中图分类号：TK229.2文献标识码

2、：A前言传统的汽轮机跟随锅炉的变压运行技术，锅炉燃烧调节反应速度慢，600MW超临界机机组需要2~2.5min，1000MW超超临界机组需要2.5~3min，给水调节响应AGC指令的滞后时间也至少1min，无法实现变压运行对于机组负荷调节的快速响应，不适应电网调频的要求。汽轮机节流调节可快速响应电网调频，但节流损失大，经济性较低。例如，绥中电厂800MW超临界机组汽轮机节流调节时导致机组煤耗提高4~5g/（kW·h），而盘山电厂500MW超临界机组在350MW负荷的节流损失导致机组煤耗提高5.9

3、g/（kW·h）[1]。因而传统的变压运行技术不利于提高大型燃煤机组的节能减排效率。近年来国内外采用变凝结水流量调节的变压运行技术，该技术与传统变压运行技术相结合形成一种新型的完全变压运行技术，在20s内以快速负荷变化来适应电网调频的要求（一次调频动作时间一般为10～60s），60s后由凝结水调节负荷转为由锅炉给水调节和燃烧量调节负荷，实现机组的完全变压运行。1超临界机组变压运行最优化方式1.1完全变压运行节能减排效果显著运行实践和大量文献的研究表明，超临界和超超临界机组采用完全变压运行方式（汽

4、轮机主汽门和调节汽门处于全开位置）是节能运行的有效途径之一，且是最优运行方式。所谓完全变压运行方式就是指发电机组在30%~100%MCR负荷内，汽轮机主汽门全开，且调节汽门全开（一般为四阀或六阀全开）的一种变压运行方式。宁海电厂600MW亚临界机组的运行表明，采用完全变压运行方式，与常规的单阀顺序调节方式相比，能使机组供电煤耗降低１~5.5g/（kW·h），其中600MW负荷时，供电煤耗降低１g/（kW·h），300MW负荷时，降低5.5g/（kW·h）。可见，完全变压运行方式对于大型超临界机组

5、节能减排具有重要价值，尤其在低负荷运行时的节能潜力更大。1.2变凝结水节流快速调节负荷为了实现机组负荷调节快速响应（10~50s内）电网调频的要求，并且同时保证机组在调节负荷时具有较高的运行效率，近年来国内外电厂开始普遍采用凝结水节流调节来快速响应机组负荷。根据1000MW机组的运行经验，在除氧器主调阀动作之后，大约经过20s，机组负荷就开始响应。凝结水调节负荷的有效时间最多约为4.5min。正常情况下，凝结水调节机组负荷仅限于AGC动作后的前50s，在50~80s之间用给水量调节，在80s之后

6、依靠调节燃烧量和给水量调节机组负荷，实现机组完全变压运行。这种运行方式极大的提高了超临界和超超临界机组快速响应AGC指令的能力，并同时具有较高的运行经济性，因而是一种最优的变压运行新模式。2.变凝结水流量调节机组负荷的技术分析2.1变凝结水流量调节机组负荷的大致范围上海外高桥电厂1000MW超超临界机组的运行实践表明，在500～1000MW范围内运行时，凝结水调负荷的最大能力达到15～30MW[2]。内蒙准格尔某电厂采用凝结水节流控制技术可以改变机组最大出力的(4～6)%MCR，机组负荷变化范围

7、可达到20MW，机组热效率可提高(0.5～1.0)%6。内蒙岱海电厂600MW超临界机组的试验表明，在AGC（自动增加功率）方式下，采用凝结水节流调节机组负荷的方法，机组负荷变化速度可达到12MW/min。2.2变凝结水流量调节机组负荷的原理变凝结水流量调节机组负荷是一种瞬时性的调节方式。变凝结水流量调节有2种方式：一种是通过改变凝结泵出口调门的开度来改变凝结水流量，称为节流调节。节流调节需要根据低压缸抽汽量的调节量对管道和抽汽控制阀门进行技术和设备改造，工程费用较大。另一种是采用变频凝结水泵，

8、通过调节凝结水泵的转速来改变凝结水流量，称为变频（或变速）调节。凝结水泵的变频调节不仅适用于快速响应AGC指令，同时更多的应用于机组全负荷范围变压运行中调节凝结水流量。变凝结水流量调节机组负荷的原理是当机组接到AGC（自动增加功率）指令时，在凝汽器和除氧器水位变化允许范围内，通过节流调节或变频调节，来改变凝结水流量，从而改变汽轮机抽汽量，暂时获得或释放部分机组负荷。当机组快速增负荷时，减小凝结水泵出口调门开度（即减小除氧器上水调节阀的开度）或降低变频凝结水泵的转速，减小凝结水流量，减小低压加热器