滑压运行对火电厂机组安全性和经济性浅析武剑波

滑压运行对火电厂机组安全性和经济性浅析武剑波

武剑波

(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西太原030001)

摘要：随着经济的不断发展，电力市场也在不断变革中，我国电网容量日益增大，火电企业供大于求，所以为了提升企业的经济性，需要研究滑压运行对火电机组的影响。本篇文章详细说明滑压运行对机组的影响，对于企业的经济效益具有重大意义。

关键词：滑压运行优缺点滑压运行经济性

一、前言

电力能源对于我国经济来说息息相关，其战略意义代表着我国能源的更加丰富，资源更加雄厚，中国要在下世纪中期达到中等发达国家水平。能源工业必须严格制定出发展目标，来实现我国发展大计，我国的人口约占世界总人口的五分之一，而资源总量占据世界前三，而且我国是能源消耗大国，一年消耗的能源总量为亿吨煤炭资源，占据世界能源消耗的10%，同时人均消费能源相当于世界人均消费水平的一半。

我国人口基数大，人口数量还在不断增长，但是资源的产生就会导致环境污染，而且我国能源储量是有限的，是不可再生能源，为了支撑我国经济的发展，还需要将工业进行更深层次的改革，同时还要将环境保护好。因此为了支撑我国未来的国民经济发展,不得不将现有的能源工业再扩大两倍,不得不再增加数倍以上的环境污染排放,不得不将交通运输的百分之四十以上用于运输能源当前仅煤炭运输就占我国交通运输量的百分之二十。我国的能源储量是有限的,从中国能源资料统计中可知,我国己探明的煤炭储量占世界储量的10%,原油储量占世界储量的3%,天然气储量占世界储量的1%,但由于人口基数大,能源资源相对匾乏,人均资源占有量相当于世界平均水平的50%。

我国人均能源消费量相当于世界人均能源消费水平的一半,尤其是年人均电力消费量不足世界人均消费水平的40%。人均能源资源相对不足以及人均能源消费量过低,严重限制了我国经济、社会可持续发展。一方面,我国人均能源资源相对匾乏,另一方面,经济系统的能源利用效率低下。先进国家的能源利用效率达42%以上,而我国能源利用率仅为32%,比发达国家低十个百分点,如果再乘上32.1%的能源开采效率,我国能源系统总效率只有10.3%,甚至达不到发达国家的50%。加之由于我国煤炭资源在地域上分布不均,北煤南运,西煤东运,中间环节的利用效率还要更低。我国主要用能产品的单位能耗,比发达国家高25%到90%之间,加权平均后高40%左右。特别是产值能耗水平与国际水平的差距更大,是先进国家的几倍甚至几十倍。换言之,我们每生产一万元的国内生成总值就要比发达国家多花几倍甚至几十倍的能源成本,以这样高的产值能耗水平去迎接全球一体化的国际竞争是无法想象的。

由于国内近年来火电装机容量急速增长，很多火电企业实际年利用小时数下降，正常运行时也无法保证满发达到设计条件，这种背景下提出了滑压运行方式，以提高火电企业的经济效益。

二、滑压运行的经济性分析

机组运行方式分为定压运行和滑压运行两种方式。定压运行方式是使汽轮机的主蒸汽压力保持不变，通过调节汽轮机调节汽门开度来改变汽轮机进汽量，达到调整机组负荷的目的。滑压运行则是保持汽轮机调节汽门开度不变，改变锅炉出力调节主蒸汽压力来调节进汽量，从而调整机组负荷。

滑压运行提高了汽轮机的内效率由于汽轮机节流损失小，级前后的压力比与额定负荷相比，几乎不变；而机内蒸汽的容积流量也与额定负荷基本相同，所以，汽机的级效率保持较高。当主汽压力降低时，主汽比容增大，高压缸通流间隙的漏气损失相对减少，高压效率升高，膨胀度增大，蒸汽损失减少，低压缸效率升高，因此在汽温不变而压力下降的条件下，低负荷滑压运行相对效率高于定压运行。滑压运行保持锅炉过、再热蒸汽温度不降低定压运行时，负荷降低，主蒸汽温度下降，再热汽温下降更快，同时，高排温度升高，使再热蒸汽需要的相对吸热量减少。滑压运行时，过热器入口温度随压力下降而下降，加大了传热温差，有利于增大传热量，而主汽过热焓减少，所以有利于保持汽温，提高主汽的做功能力。低负荷滑压运行，随负荷的降蒸汽压力和流量同时降低低负荷滑压运行时，随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降低，给水泵出口压力和流量随之减少，其消耗功率也减少，同时也增加了锅炉供水的安全性。电动给水泵的耗电约占厂用电的30%，给水泵功耗大小又是评判机组运行方式的重要指标。滑压运行使机组的循环热效率降低在高负荷区域，采用喷嘴配汽，循环热效率较高，汽轮机内效率下降不多。采用滑压运行，初压下降较小，给水泵转速降低减少的功耗不明显，而循环热效率降低。

在中间负荷区域，采用滑压运行，虽然循环热效率下降，但此时全机相对内效率接近设计值，没有部分开启汽门，节流损失小，初压下降较大，采用变速给水泵节约功耗明显，此时机组经济性优于节流配汽，或与喷嘴配汽相当，宜采用滑压运行。设计初压越高，定-滑的切换负荷越高，可启闭调节汽门应急调节以提高滑压运行的负荷响应能力。但是，滑压运行负荷存在响应负荷变化的速度慢的问题。滑压运行时，负荷变动是靠锅炉调整燃烧和给水进行的，而锅炉是热惯性大的设备，所以，负荷响应的速度慢。

三、滑压运行的安全性进行分析

滑压运行过程时，需要维持高排的温度不变同时汽轮机的各级温度也需要进行牢牢控制，所以使得汽轮机的其他零部件的温度会发生细小的变化，而产生的热应力以及热变形变化也不是特别明显，这不仅促使机组的安全性大大提升，同时，增强了机组应对超负荷变动的适应能力的增强，同时能够更加迅速的增加和缩减负荷。当停机时维持前进汽温度的恒定，零部件的温度水平比较高，停机之后，能够进行快速启动。在进行滑压运行时，需要将调门全部处于全开位置，这样不仅能够机组进行全周进汽，还能缓解一部分进汽时的工作条件，减少节流损失。低负荷时，锅炉受热面、主汽管道、汽机调节级等高压部件都在较低应力状态下工作，有利于延长高压部件的使用寿命周期，从根本上改善了机组的工作条件，延长机组的使用寿命。

当机组系统运行时间过长时，需要进行冷却处理，利用冷水，将高温装置冷却，降温，同时将一些附着在装置上的热汽产物进行冲洗，处理掉，这样才能够保证系统的正常运转，滑压运行可以减轻汽轮机通流部分的结垢。另外，滑压运行还可避免调门在某种特定开度附近动作时引起的蒸汽参数和负荷的波动。汽包内压力和温度的变化，使与之接触的厚壁部件将受到较大的热应力，汽包的应力问题比定压运行严重，由于蒸汽的比热容远小于水，饱和温度变化也将引起锅炉汽包上下温差的变化，如滑压速度过快，对汽包可能产生较大的热应力，成为限制机组负荷变化速度的主要因素。

四、结束语

根据上述安全性与经济性的分析，关于滑压运行在某些情况下要优于原有的定压运行方式，电力市场也在不断变革中，必须以企业利益最大化还有绩效最大化为首要，滑压运行在一定条件下经济性也高于定压方式。采用高负荷以定压方式运行、低负荷以纯滑压方式运行的复合方式在经济性上最优。在考虑到汽包对压力变化适应能力差的情况下，可先保持一定的调节汽门节流，在负荷突变时，通过改变汽门开度可以减缓对锅炉运行的冲击，增强滑压运行的灵活性。

参考文献：

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[2]张峻岭,马瑞明.汽轮机滑压运行的经济性与安全性分析[J].中国高新技术企业,2010(06)

[3]徐先法.火电厂机炉协调控制系统的设计与实现[J].科技创新与应用,2016(23)