大型汽轮机运行特性

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1、大型汽轮机运行特性主讲：傅忠广fuzg@public.bta.net.cnfzg@ncepu.edu.cn本课程的主要内容汽轮机的调峰运行与汽轮机热应力和寿命管理汽轮机启停和正常运行中的几个关键问题汽轮机几种典型运行事故与运行特性相关的汽轮机几个典型系统及运行管理汽轮机采用的提高经济性的先进技术汽轮机组状态的监测和故障诊断第一章汽轮机的调峰运行与汽轮机热应力和寿命管理国内火电机组发展现状与技术基础电力发展成就很大，但电力需求结构发生了较大变化，导致电网峰谷差增大，供电紧张我国电网的问题主要表现为：高峰期电力短缺电网峰谷差大最大负荷增长的波动性加大电网调峰困难

2、日负荷曲线负荷低谷---日最小负荷负荷尖峰---尖峰负荷或最大负荷最小负荷以下的负荷称为基荷最大负荷与最小负荷之差称为峰谷差目前电网的应对策略对于缺电严重的地区，通过加强需求侧管理减少拉路限电，力争做到限电不拉路在用电高峰期间，依靠各级政府的主导和支持，配合有关部门采用行政手段为主、经济手段为辅的方式进行移峰或避峰。电力供应紧张的华东、河南、河北等地区，对工业用户可实行周轮休制度，以均衡周负荷，降低工作日的高峰负荷水平。中西部一些地区，安排大用户和高耗能企业在用电高峰季节和日高峰时段进行设备检修，以腾出负荷空间电网峰谷差增大的主要原因第二产业用电比重减小第三产

3、业和居民生活用电比重相应提高电网高峰负荷中，空调负荷大约占30%，在经济发达地区，可能要大于这个数字工业内部高耗电行业（冶金、化工、建材等）和传统行业（纺织、煤炭等）用电比重减小，低电耗、高附加值产业的用电比重相应提高预期电网负荷的变化趋势发达国家电网平均调峰幅度约为50％，中等发达国家约为40％，第三世界国家约为30％。据2002年调查，我国电网平均调峰幅度约为37％国外电网的调峰手段水电机组调峰抽水蓄能调峰机组火电机组调峰燃气轮机机组调峰联合循环机组调峰制约我国电网调峰的主要因素（1）我国水电的总体调峰容量十分有限主要是水电站季节贫水欠发时间长，有很多是径

4、流式，汛期库容小，不宜弃水调峰；水电站要服从于水利枢纽工程的综合利用，充分兼顾防洪、发电和航运的作用，特别是汛期，发电必须服从于防洪。因此火电机组的调峰压力很大。制约我国电网调峰的主要因素（2）部分地区，如山东等经济比较发达的东部地区，受水力资源限制，基本没有可供经济开发的水电站站址抽水蓄能电站的建设要有合适的地形和水源，条件好的抽水蓄能电站的站址越来越少，而且抽水蓄能电站一般造价高（需要引进可逆式机组）、建设周期长制约我国电网调峰的主要因素（3）受油气资源限制，一些地区没有燃油或天然气的燃气轮机发电用于调峰制约我国电网调峰的主要因素（4）电网结构不合理，受区

5、域电网潮流及负荷联络线稳定极限的制约，导致电网局部地区负荷分配不合理，造成局部“窝电”、“欠电”现象，被迫加大电网调峰的现象普遍发生。制约我国电网调峰的主要因素（5）电源结构不合理，火电机组所占比例大，但没有相应的火电调峰电站；供热机组多数是以热定电，调峰能力差，2000年10万千瓦及以下凝汽机组和小于0.6万千瓦的小火电共计6000多万千瓦退役。电网中很多大机组都参与了调峰，但调峰能力不足依然是电网运行的主要矛盾。调峰机组的运行特性启、停频繁负荷变动范围大对外界负荷变化的响应迅速影响机组运行机动性、灵活性的因素很多。这里重点关注：影响汽轮机、锅炉运行机动性、

6、灵活性的有关因素关注：调峰机组汽机转子的局部设计对运行特性的影响研究发现：汽轮机转子上的局部结构不同导致机组不同的运行特性。调峰机组汽机转子的局部设计对运行特性的影响调峰机组汽机转子的局部设计对运行特性的影响调峰机组汽机转子的局部设计对运行特性的影响调峰机组汽机转子的局部设计对运行特性的影响调峰机组的设计与运行特性日本东芝公司十分重视高温汽缸头几级叶轮区域附近转子表面形状的改进工作。通过采取特殊的结构措施，大大提高了汽轮机的机动性。调峰机组的设计与运行特性如对某厂运行的100MW机组进行的分析表明：该型汽轮机不宜作两班制调峰运行。若一定要参与调峰运行，建议车

7、大弹性槽圆角半径和隔板汽封进出汽处过渡圆角半径。汽轮机的调峰运行(peakandcyclicloadoperation)我国火电机组调峰现状可供燃煤机组选择的调峰方式低负荷运行方式两班制运行或周末停机运行方式低速旋转热备用调峰方式强制频繁启停和深度调峰，影响到机组的安全性、经济性与可靠运行两班制运行机组白天基本满负荷运行，夜间低谷时停运8~10小时，清晨热态启动，周末停运。应具备三个条件机组启停损失小，停运比低负荷运行经济机组启停迅速，能在8小时内顺利启动机组具有一定自动化程度，运行人员操作工作量不过于繁重夜间低负荷运行机组白天基本满负荷运行，深夜负荷低谷时降

8、低负荷运行。有的小机组夜间采用少蒸汽无