第三章 汽轮机的变工况特性-第四节 滑压运行的经济性与安全性

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1、第四节滑压运行的经济性与安全性进入80年代以来，随着国家经济政策的调整，我国的用电结构有了很大变化，这表现在轻工业和市政生活用电量不断上升。由于总发电量增长很快，重工业的夜间用电量所占比重逐步相对减小，因而大电网的日夜负荷峰谷差已由原来的20％升至30％50％以上，而且还要上升(发达国家的峰谷差已达50％75％)。近10年各大电网新装的主要是125Mw以上的大容量机组，大容量机组在电网中的比例越来越大．这就迫使大电网必须用大容量机组进行调峰。汽轮机有两种运行方式，一是定压远行方式，一是滑压运行方式，大容量汽轮机调峰时，采用滑压运行方式，在安全性和负荷变化灵活性上，都优于定压运行方式，一定

2、条件下的经济性也优于定压运行方式。一、滑压运行方式汽轮机滑压运行时，调节汽门全开或开度不变。根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量、给水量和空气量，使锅炉出口汽压和流量随负荷升降而升降，但出口汽温不变，因此汽轮机的进汽温度维持额定值不变，而进汽压力与流量都随负荷升降而增减，可借以调节汽轮机的功率。汽轮机的进汽压力随外界负荷增减而上下“滑动”，故称滑压运行，也称变压运行。滑压运行方式是联邦德国在50年代开始研究并首先应用到机组上的。60年代以来，美、日、苏和欧洲其他各国也先后应用在机组上。目前国内外300Mw以上的新设计机组一般都考虑能适应滑压运行。滑压运行又可分为三种方式。1．纯滑压运行方式纯

3、滑压运行汽轮机不需要调节级，第一级应全周进汽，调节汽门全开，只好锅炉出口蒸汽压力和流量的改变来调节机组负荷。由于锅炉存在热惯性，故汽轮机负荷迅速上升时锅炉燃烧不可能立即加大，出口汽压不可能立即升高；反之，亦然，也就是说，负荷调节存在滞后现象。2．节流滑压运行方式节流滑压运行汽轮机也不需要调节级，第一级全周进汽，节流调节汽门预先关小5％~15％，进行滑压运行。负荷急剧升高时，开大节流调节汽门应急调节；负荷突降时，也可关小调节汽门加以调节，待锅炉燃烧状况跟上后，再将节流调节汽门开度恢复到原位，这就可避免锅炉热惯性对负荷迅速变化的限制。这种调节方式的缺点是节流调节汽门中有节流损失。3．复合滑压

4、运行方式汽轮机采用喷嘴配汽，高负荷区域内(如80％~95％额定负荷以上)进行定压运行，用启闭调节汽门来调节负荷，汽轮机组初压较高，循环热效率较高，且负荷偏离设计值不远，相对内效率也较高。较低负荷区域内(如在80％~95％与25％~50％额定负荷之间)仅全关最后一个、两个或三个调节汽门，进行滑压运行，这时没有部分开启汽门，节流损失相对最小，全机相对内效率接近设计值，负荷急剧增减时，可启闭调节汽门进行应急调节。在滑压运行的最低负荷点之下(如25％~50％额定负荷之下)又进行初压水平较低的定压远行，以免经济性降低太多(本节后而将介绍初压为临界压力以下的机组，其滑压远行的热经济性均比定压运行的喷

5、嘴配汽机组差)。这是滑压与定压相结合的一种运行方式，是目前调峰机组最常用的一种方式，它使机组在所有变负荷区域内都有较高热经济性。二、机组滑压运行的热经济性为了便于比较，设滑压运行与定压运行机组的设计值、、、、、G等均相同。在变负荷工况下，设再热后的蒸汽温度等于设计值，各机再热压损也基本相等，只要各机流量相同，以中低压缸为一级组，则，中压缸进汽压力也必然相同。那么在同一下，各种运行方式的中低压缸热力过程线都一样，经济性比较就只需比较高压缸的热经济性了。实际上喷嘴配汽定压运行机组在负荷较低时，因高压缸排汽温度降低，进入中压缸的再热蒸汽温度也有所降低。根据我国三大汽轮机厂生产的300Mw、60

6、0Mw机组50％额定负荷的数据来看，约降低20℃左右或更低。滑压运行机组高压缸在部分负荷时的相对内效率高于定压运行机组，这是因为滑压运行时主蒸汽温度不变，虽然主蒸汽质量流量和压力都随负荷减小而减小，但各种负荷下新汽容积流量基本不变。如50％额定负荷时的与设计值只相差2％左右，容积流量不变就使各级喷嘴、动叶出口的流速不变，比焓降和内效率都不变；而喷嘴配汽定压运行机组在部分负荷下调节级效率下降较多，节流配汽定压运行机组在部分负荷下节流损失较大。滑压运行机组在部分负荷下的锅炉给水压力降低，用变速给水泵就可降低给水泵耗功。这是一个不小的数值，因为随着机组初压设计值升高，给水泵功率越来越大，超高压

7、机组给水泵功率占主机发电功率2％左右，亚临界机组占3％4％，超临界机组占5％7％。因此，低负荷时给水泵耗功的减少将给滑压运行机组的热经济性带来明显益处。滑压运行机组在部分负荷下运行的不利因素是循环热效率低于定压运行机组。因滑压运行机组部分负荷下的锅炉内平均吸热温度随吸热压力下降而下降，而冷源平均放热温度基本不变，这就必然使其低于定压运行机组的。为了具体地分析滑压运行机组的热经济性，画出三种机组的热力过程线，如图3.4.1所示。两根虚