第四组机组变工况运行调

1、机组变工况运行调整第四组 张海超 白宇梦 杨青 崔俊锋 王鹤 李冰什么是变工况运行，变工况运行的方式有哪什么是变工况运行，变工况运行的方式有哪些？些？ 单元机组负荷偏离额定负荷的运行工况称变工况运行。单元机组负荷偏离额定负荷的运行工况称变工况运行。 单元机组的变工况运行方式有定压运行和滑压（变压）运单元机组的变工况运行方式有定压运行和滑压（变压）运行两种。行两种。 定压运行是指汽轮机在不同工况下自动主汽门前的压力和定压运行是指汽轮机在不同工况下自动主汽门前的压力和温度均保持不变，依靠改变调速汽门个数及调速汽门的开温度均保持不变，依靠改变调速汽门个数及调速汽门的开度来调整机组功率，以适应负荷变化

2、的需要。度来调整机组功率，以适应负荷变化的需要。 滑压运行又称变压运行，是相对于定压运行方式而言的。滑压运行又称变压运行，是相对于定压运行方式而言的。滑压运行方式是指汽轮机在不同工况下运行时，维持主汽滑压运行方式是指汽轮机在不同工况下运行时，维持主汽门全开，调速汽门全开或固定在某一适当开度，蒸汽压力门全开，调速汽门全开或固定在某一适当开度，蒸汽压力随负荷变化而变化，但主蒸汽和再热蒸汽温度维护不变的随负荷变化而变化，但主蒸汽和再热蒸汽温度维护不变的运行方式。运行方式。定压运行时，汽轮机内各级温度都发生变化，尤其定压运行时，汽轮机内各级温度都发生变化，尤其是调节级变化最明显，负荷的变化将引起较大的

3、热应力和是调节级变化最明显，负荷的变化将引起较大的热应力和相对热膨胀，从而限制了机组负荷的适应性。同时，由于相对热膨胀，从而限制了机组负荷的适应性。同时，由于定压运行时以调节进汽量来增减负荷，蒸汽流量的变化还定压运行时以调节进汽量来增减负荷，蒸汽流量的变化还将引起级效率的降低。所以近年来，大容量单元机组采用将引起级效率的降低。所以近年来，大容量单元机组采用滑压运行越来越多滑压运行越来越多。滑压运行有哪几种？大机组常用的滑压运行滑压运行有哪几种？大机组常用的滑压运行方式是什么？方式是什么？1.1.纯滑压运行。在整个负荷变化范围内，所有调节阀均处于纯滑压运行。在整个负荷变化范围内，所有调节阀均处于

4、全开位置，完全靠调整锅炉燃烧适应负荷变化。这种方法全开位置，完全靠调整锅炉燃烧适应负荷变化。这种方法操作简单，维护方便，具有较高的经济性，但是从汽轮机操作简单，维护方便，具有较高的经济性，但是从汽轮机负荷变化信号输入锅炉到新蒸汽压力改变有一个时滞，即负荷变化信号输入锅炉到新蒸汽压力改变有一个时滞，即不能对负荷变化快速响应。对于中间再热机组，由于再热不能对负荷变化快速响应。对于中间再热机组，由于再热器和冷段导汽管的热惯性，负荷变动时，中低压缸有明显器和冷段导汽管的热惯性，负荷变动时，中低压缸有明显的功率延滞现象，通常依靠高压调速汽门动态过开的方法的功率延滞现象，通常依靠高压调速汽门动态过开的方法

5、来补偿，但此时调速汽门已全开，没有调节手段，故此方来补偿，但此时调速汽门已全开，没有调节手段，故此方式难于适应负荷的频繁变动的工况。另外，调速汽门长期式难于适应负荷的频繁变动的工况。另外，调速汽门长期处于全开状态，易于结垢卡涩，故需要定期手动活动调速处于全开状态，易于结垢卡涩，故需要定期手动活动调速汽门。汽门。 2.节流滑压运行。机组负荷稳定时调速汽门不节流滑压运行。机组负荷稳定时调速汽门不全开，对主蒸汽压力有一定的节流。当负荷突全开，对主蒸汽压力有一定的节流。当负荷突然增加时，立即开大调速汽门，利用锅炉的蓄然增加时，立即开大调速汽门，利用锅炉的蓄热，达到快速增负荷的目的。待锅炉调整燃烧热，达

6、到快速增负荷的目的。待锅炉调整燃烧工况使新汽压力升高后，蒸汽的做功能力已经工况使新汽压力升高后，蒸汽的做功能力已经能满足当时负荷的要求时，再把调速汽门关小，能满足当时负荷的要求时，再把调速汽门关小，恢复至原来的位置。因此，这种方式弥补了纯恢复至原来的位置。因此，这种方式弥补了纯滑压运行负荷适应性差的缺点。由于调速汽门滑压运行负荷适应性差的缺点。由于调速汽门经常处于部分开启的状态，存在节流损失，在经常处于部分开启的状态，存在节流损失，在一定程度上降低了它的经济性。一定程度上降低了它的经济性。3.3.复合滑压运行。这是滑压和定压相结合的一种运行方式一般有三种运复合滑压运行。这是滑压和定压相结合的一

7、种运行方式一般有三种运行方式：行方式：(1)(1)低负荷时滑压运行，高负荷时定压运行。低负荷时调速汽门全开，滑压运行，低负荷时滑压运行，高负荷时定压运行。低负荷时调速汽门全开，滑压运行，随着负荷的增加，主蒸汽压力增加，待增至额定压力后，维持主蒸汽压力不随着负荷的增加，主蒸汽压力增加，待增至额定压力后，维持主蒸汽压力不变，过渡到喷嘴调节。变，过渡到喷嘴调节。(2)(2)低负荷时定压运行，高负荷时滑压运行。低负荷时，蒸汽压力维持在较低值低负荷时定压运行，高负荷时滑压运行。低负荷时，蒸汽压力维持在较低值作定压运行，此时要增加负荷，需要开大调速汽门，待阀门全开后，则依靠作定压运行，此时要增加负荷，需要

8、开大调速汽门，待阀门全开后，则依靠锅炉提升压力增大负荷。锅炉提升压力增大负荷。(3)“(3)“定压一滑压一定压定压一滑压一定压”的混合滑压运行方式，即高负荷和低负荷时定压运行，的混合滑压运行方式，即高负荷和低负荷时定压运行，中间负荷滑压运行。低负荷时，在较低压力下定压运行；中间负荷中间负荷滑压运行。低负荷时，在较低压力下定压运行；中间负荷(30(308080) )时滑压运行；高负荷时采用喷嘴调节定压运行。时滑压运行；高负荷时采用喷嘴调节定压运行。 该复合滑压运行方式既该复合滑压运行方式既具有较高的经济性，又具有较强的负荷适应性，故应用最广。具有较高的经济性，又具有较强的负荷适应性，故应用最广。

9、 大机组一般采用的是复合滑压运行方式中的大机组一般采用的是复合滑压运行方式中的“定定压一滑压一定压压一滑压一定压” ，因为从经济性和安全性方面，因为从经济性和安全性方面综合考虑具有以下优点：综合考虑具有以下优点：即高负荷和低负荷时定即高负荷和低负荷时定压运行，中间负荷滑压运行。低负荷时，在较低压运行，中间负荷滑压运行。低负荷时，在较低压力下定压运行；中间负荷压力下定压运行；中间负荷(30(308080) )时滑压时滑压运行；高负荷时采用喷嘴调节定压运行。运行；高负荷时采用喷嘴调节定压运行。 该复合该复合滑压运行方式既具有较高的经济性，又具有较强滑压运行方式既具有较高的经济性，又具有较强的负荷适

10、应性，故应用最广。的负荷适应性，故应用最广。采用滑压运行的目的采用滑压运行的目的汽轮机在定压运行时采用喷嘴调节汽轮机在定压运行时采用喷嘴调节,喷嘴一般只有四组喷嘴一般只有四组,所以基本上所以基本上仍然采用截流调节方式运行仍然采用截流调节方式运行,就是在顺序调节也存在截流问题就是在顺序调节也存在截流问题,所以所以截流导致损失较大。在滑压运行时截流导致损失较大。在滑压运行时,主蒸汽的流量和压力与机组功主蒸汽的流量和压力与机组功率基本上成正比变化率基本上成正比变化,而主蒸汽温度不随功率变化。此时而主蒸汽温度不随功率变化。此时,随负荷的随负荷的降低降低,主蒸汽流量减少主蒸汽流量减少,而蒸汽比容增大而蒸

11、汽比容增大,所以机组内蒸汽的体积流量所以机组内蒸汽的体积流量基本不变基本不变,同时由于汽轮机调门开度及第一级通汽面积保持一定同时由于汽轮机调门开度及第一级通汽面积保持一定,大大大减少了截流损失。另外这时汽轮机各级速比、压力、焓降以及温大减少了截流损失。另外这时汽轮机各级速比、压力、焓降以及温度变化很小度变化很小,从而使各级及整机的内效率基本不变从而使各级及整机的内效率基本不变,即在不同负荷时即在不同负荷时,汽轮机均可处在内效率偏离设计条件很小的范围内运行。汽轮机在汽轮机均可处在内效率偏离设计条件很小的范围内运行。汽轮机在定压运行时定压运行时,第一级后的压力和温度与蒸汽流量成正比变化第一级后的压

12、力和温度与蒸汽流量成正比变化,当蒸汽当蒸汽流量改变时流量改变时,汽轮机各个部件承受的热应力和热变形都较大汽轮机各个部件承受的热应力和热变形都较大,而滑压而滑压运行时运行时,由于主蒸汽温度基本不变由于主蒸汽温度基本不变,从而大大改善了汽轮机变工况下从而大大改善了汽轮机变工况下机组部件的热应力和热变形机组部件的热应力和热变形,这样允许增大汽轮机的负荷变化率这样允许增大汽轮机的负荷变化率,这这也是采用滑压运行的目的。也是采用滑压运行的目的。单元机组滑压运行有哪些优点？与定压运行方式相比，滑压运行具有如下优点：与定压运行方式相比，滑压运行具有如下优点：1. 1. 机组变负荷时，由于主蒸汽的温度变化小，

13、所以部件金属温度的变机组变负荷时，由于主蒸汽的温度变化小，所以部件金属温度的变化相应减小，从而可以降低部件的热应力，延长部件的使用寿命。化相应减小，从而可以降低部件的热应力，延长部件的使用寿命。 2. 2. 可以提高低负荷时的热经济性。滑压运行，蒸汽节流损失小，由于可以提高低负荷时的热经济性。滑压运行，蒸汽节流损失小，由于高排温度较高，再热蒸汽温度易于控制和提高，可以提高机组的循环高排温度较高，再热蒸汽温度易于控制和提高，可以提高机组的循环热效率。热效率。 3. 3. 给水泵耗功减少。现代大功率汽轮机组均采用调速给水泵，因此，给水泵耗功减少。现代大功率汽轮机组均采用调速给水泵，因此，机组若采用

14、滑压运行，当负荷降低时，锅炉给水流量和压力随之减少，机组若采用滑压运行，当负荷降低时，锅炉给水流量和压力随之减少，因而给水泵可以低转速运行，从而降低了水泵的耗功量，负荷越低耗因而给水泵可以低转速运行，从而降低了水泵的耗功量，负荷越低耗功量越少。功量越少。4. 4. 调速系统工作稳定，并可使机组振动减少。滑压运行时，由于调速调速系统工作稳定，并可使机组振动减少。滑压运行时，由于调速汽门全开或维持某一开度不变，从而减少了调速系统对汽轮机进汽参汽门全开或维持某一开度不变，从而减少了调速系统对汽轮机进汽参数和负荷的影响。此外，由于调速汽门在运行过程中开度保持不变，数和负荷的影响。此外，由于调速汽门在运

15、行过程中开度保持不变，从而避免了由于周向进汽面积变化使机组受热不均匀引起的振动。从而避免了由于周向进汽面积变化使机组受热不均匀引起的振动。5 5有利于机组变工况运行和快速启停操作。在工况变动时，滑压调节汽有利于机组变工况运行和快速启停操作。在工况变动时，滑压调节汽轮机高压缸各级蒸汽温度实际上近乎保持不变。而喷嘴调节温度变化轮机高压缸各级蒸汽温度实际上近乎保持不变。而喷嘴调节温度变化较大，再考虑到调节级为部分进汽，调节级后沿周向温度分布是不均较大，再考虑到调节级为部分进汽，调节级后沿周向温度分布是不均匀的。当工况变化时，汽轮机的温度工况比滑压调节要差得多。滑压匀的。当工况变化时，汽轮机的温度工况

16、比滑压调节要差得多。滑压运行时，由于锅炉的汽温和汽轮机各级温度变化均较运行时，由于锅炉的汽温和汽轮机各级温度变化均较小，因此有利于机单元机组滑压运行对机组的影响有哪些？v滑压运行机组对电网调频的适应性较差。因为当机组功滑压运行机组对电网调频的适应性较差。因为当机组功率增大时，锅炉必然增加燃烧以提高汽压。但此时锅炉率增大时，锅炉必然增加燃烧以提高汽压。但此时锅炉的储热能力不但不能利用，还因压力的提高而储蓄了一的储热能力不但不能利用，还因压力的提高而储蓄了一部分热量，这样就增加了迟延时间。因此，滑压运行的部分热量，这样就增加了迟延时间。因此，滑压运行的机组对负荷的反应速度比定压运行差，故滑压运行机

17、组机组对负荷的反应速度比定压运行差，故滑压运行机组一般不宜参与调频。一般不宜参与调频。v高负荷区滑压运行不经济。当机组在高负荷区高负荷区滑压运行不经济。当机组在高负荷区(75(75100100) )额定负荷额定负荷 时，由于阀门的开度较大，定压运行时，由于阀门的开度较大，定压运行的节流损失不大，尤其是喷嘴调节的汽轮机，节流损失的节流损失不大，尤其是喷嘴调节的汽轮机，节流损失更小。若采用滑压运行，由于新蒸汽压力的降低，使机更小。若采用滑压运行，由于新蒸汽压力的降低，使机组循环热效率下降，故此时经济性比定压运行低。组循环热效率下降，故此时经济性比定压运行低。3. 负荷很低时低压转子流量小，汽轮机叶

18、片根部将产生较大的负负荷很低时低压转子流量小，汽轮机叶片根部将产生较大的负反动度，造成蒸汽回流、效率降低和叶片根部出汽边水刷，甚反动度，造成蒸汽回流、效率降低和叶片根部出汽边水刷，甚至还有可能引起不稳定的旋涡，使叶片承受不稳定的激振力的至还有可能引起不稳定的旋涡，使叶片承受不稳定的激振力的颤振。低负荷时给水加热器疏水压差很小，容易发生疏水不畅颤振。低负荷时给水加热器疏水压差很小，容易发生疏水不畅和汽蚀。锅炉低负荷时，有可能产生主汽温与再热汽温的偏差和汽蚀。锅炉低负荷时，有可能产生主汽温与再热汽温的偏差增大，对于高、中压缸合缸的机组，高、中压缸两个进汽口相增大，对于高、中压缸合缸的机组，高、中压

19、缸两个进汽口相邻处的温度梯度过大将产生较大的热应力。邻处的温度梯度过大将产生较大的热应力。4. 4. 滑压运行对工质流动的影响。滑压运行时，负荷降低，工质压滑压运行对工质流动的影响。滑压运行时，负荷降低，工质压力降低，比体积增大。而比体积的增大将使自然循环锅炉的流力降低，比体积增大。而比体积的增大将使自然循环锅炉的流动压头增加，水循环可靠性提高。对于强制循环锅炉，压力下动压头增加，水循环可靠性提高。对于强制循环锅炉，压力下降有两方面影响：压力下降，工质比体积增大，管内阻力增大，降有两方面影响：压力下降，工质比体积增大，管内阻力增大，这对水动力稳定性和减少管问流量偏差是有利的；然而，在低这对水动力稳定性和减少管问流量偏差是有利的；然而，在低压时，汽水比体积差增大，容易出现水动力不稳定。因此，对压时，汽水比体积差增大，容