火電機組的調峰運行的論文
【摘 要】在電網(wǎng)容量不斷擴大的背景下，越來(lái)越多的高參數大容量機組也已經(jīng)加入了進(jìn)來(lái)，而這樣峰谷差的矛盾也就更加的突出了�，F階段，火電仍是我國各大電網(wǎng)的最重要組成結構，那么大容量的火電機組參與調峰運行就也是非常重要和必要的。發(fā)電機組的調峰方式都很多因素都是密切相關(guān)的，如系統改造的成本、電網(wǎng)的負荷特性、調峰的幅度、機組的性能以及操作的實(shí)際工作量等，現階段，最常采用的就是低負荷運行、兩班制啟停運行以及少汽無(wú)功和低速旋轉熱備用這三種運行方式。本文主要對火電機組的調峰運行進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】火電機組；調峰；運行
1 前言
隨著(zhù)全球經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們對于能源問(wèn)題的關(guān)注度不斷提升。在我國的火電廠(chǎng)運作過(guò)程中，300MW的火電機組是最主要的機組，在能源供應方面占了很大的比重，然而，由于供能量大，其能耗也占據了相當大的比重，在實(shí)際的調峰運行過(guò)程中。其經(jīng)濟性能和技術(shù)指標離人們的理想標準還有一定的差距，在能源問(wèn)題的角度來(lái)看，還存在一些問(wèn)題需要解決。所以本文對火電機組的調峰運行進(jìn)行了分析，首先對低負荷運行方式和兩班制啟停運行方式進(jìn)行了分析；然后對少汽無(wú)功和低速旋轉熱備用運行方式進(jìn)行了分析；最后對不同調峰運行方式進(jìn)行了比較分析。
2 低負荷運行方式
當帶有基本負荷的火電機組參與到電網(wǎng)調峰的進(jìn)程中時(shí)，汽輪機的低負荷運行是其最主要的運行方式，而鍋爐燃燒過(guò)程中是否是足夠穩定的對其最低的負荷是有著(zhù)直接的影響的，火電機組技術(shù)上所允許的最低負荷值則直接決定了調峰的幅度。在實(shí)際運行的過(guò)程中，主要可以采用三種運行的方式，分別為定壓運行、變壓運行以及混合變壓運行，而混合變壓運行就是一種將定壓運行和變壓運行結合起來(lái)的運行方式，在某一個(gè)負荷段，機組是采用定壓運行的方式的，而在其余的負荷段，機組則是采用變壓運行的方式的。
在分析定壓運行和變壓運行這兩種方式的安全性時(shí)，如果采用了變壓運行這一方式，因為其蒸氣溫度不會(huì )產(chǎn)生太大的變化，那么汽輪機轉子、鍋爐汽包、氣缸以及下降管管座等位置處也都不會(huì )產(chǎn)生太大的熱應力，因此，采用變壓運行這一方式時(shí)，機組運行的安全穩定性更好。
3 兩班制啟停運行方式
所謂的兩班制啟停的運行方式就是指火電機組在承擔調峰任務(wù)的過(guò)程中，其白天是正常工作的，而在夜間則是停止運行的，到了第二天清晨再重新啟動(dòng)并網(wǎng)。兩班制啟停運行方式雖然有著(zhù)更大的調峰范圍，但其運行操作也是更為復雜的，同時(shí)由于運行過(guò)程中要不斷的對設備進(jìn)行啟停操作，那么機組的金屬部門(mén)就會(huì )經(jīng)常遇到劇烈的溫度變化，產(chǎn)生很大的交變熱應力，那么這些部件的低周疲勞損耗就會(huì )不斷加大，從而降低機組的使用壽命。所以，如果火電機組是帶尖峰負荷或是帶中間負荷的，機組的生產(chǎn)廠(chǎng)家對其壽命的損耗率、啟停的方式以及啟停的次數都是有著(zhù)明確的規定的。
如果火電廠(chǎng)大機組采用惡劣兩班制啟停運行這種調峰的方式，那么就會(huì )大大的增加機組熱狀態(tài)下的啟動(dòng)和停機的次數，運行工作人員的操作復雜程度以及勞動(dòng)強度也都大大的提高了，那么也會(huì )提高機組發(fā)生故障和事故的概率，因此，我們就必須不斷的提升火電機組設備的自動(dòng)化水平。另外，這種方式還提高了設備出現腐蝕問(wèn)題的概率，原來(lái)沉積在汽輪機和鍋爐內部的腐蝕性物質(zhì)就會(huì )被重新攪起來(lái)，大大的加劇了設備的腐蝕程度。而為了更好的適應這種運行方式，相關(guān)人員就必須準確的估算出設備啟停過(guò)程中的熱量損失，對機組設備進(jìn)行有針對性的技術(shù)改造。
4 少汽無(wú)功和低速旋轉熱備用運行方式
少汽無(wú)功調峰運行的方式就是指在停爐不停機的狀態(tài)下，發(fā)電機是以電動(dòng)的方式運行的，電網(wǎng)與機組并不會(huì )解列，而是處于熱備用狀態(tài)的。對于因為鼓風(fēng)摩擦而產(chǎn)生的熱量，來(lái)自于母管的少量蒸汽或是相鄰機組的抽汽就可以將其全部帶走。少汽無(wú)功的運行方式不再有并網(wǎng)和沖轉的過(guò)程中，而是多了蒸汽運行的階段，設備的運行狀況、選擇的供汽方式、機組的容量以及啟停設備時(shí)的操作方式對燃料的實(shí)際消耗量都是有著(zhù)直接的影響的。而與兩班制的運行方式相比，由于少汽無(wú)功這種運行方式的冷卻汽輪機葉片蒸汽的熱量損失更大，因此，其經(jīng)濟性也就是更差一些的。
與少汽無(wú)功的運行方式相比，低速旋轉熱備用的運行方式是一種將汽輪機負荷降低到零的方式，在此過(guò)程中發(fā)電機會(huì )發(fā)生解列，汽輪機無(wú)論以怎樣的轉速運行，其都是要低于轉子第一階臨界轉速的，并且其是處于熱備用狀態(tài)的。一些發(fā)達國家對低速旋轉熱備用這一運行方式進(jìn)行了更加詳細的研究，實(shí)踐也證明了與兩班制啟停運行方式相比，低速旋轉熱備用這一運行方式的經(jīng)濟性更好，但是采用這種方式時(shí)，必須有專(zhuān)人在現場(chǎng)實(shí)時(shí)的監控機組的`運行狀況，避免其速度超過(guò)臨界轉速，因此，這一運行方式的應用也是有一定的局限性的。
5 不同調峰運行方式的比較
我們主要從以下五個(gè)參數對不同的調峰運行方式進(jìn)行對比和分析：
5.1 調峰的幅度
從實(shí)際的運行效果來(lái)看，采用低負荷的調峰運行方式時(shí)，其調峰的幅度是要低于50%的，而采用兩班制啟停、少汽無(wú)功以及低速旋轉熱備用這三種調峰運行方式時(shí)，調峰的幅度是可以達到100%的。
5.2 安全性
在負荷不斷發(fā)生變化的過(guò)程中，采用低負荷的調峰運行方式時(shí)，其安全性是最好的，而采用兩班制啟停的運行方式時(shí)，由于其操作是最為復雜的，并且涉及的安全問(wèn)題也最多的，因此，這種方式是最常發(fā)生設備運行事故的，其安全性是最差的。
5.3 操作量
在實(shí)際運行的過(guò)程中，我們發(fā)現操作量最多的運行方式應是兩班制啟停的運行方式，而操作量最好的則是低負荷的運行方式，少汽無(wú)功運行方式的操作量是介于這兩種運行方式之間的；
5.4 機動(dòng)性
機動(dòng)性最好的調峰運行方式同樣也是低負荷的運行方式，而少汽無(wú)功的運行方式由于不再有并網(wǎng)、沖轉、升速以及抽真空等復雜的操作，并且其啟動(dòng)的時(shí)間也很短，因此，少汽無(wú)功的機動(dòng)性是僅次于低負荷的運行方式。而兩班制啟停運行方式需要花費大量的啟動(dòng)時(shí)間，那么其機動(dòng)性就是最差的；
5.5 經(jīng)濟性
采用低負荷運行這種調峰方式時(shí)，機組的效率是在不斷降低的，那么其運行的時(shí)間越長(cháng)，所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失也就越大。而兩班制啟停和少汽無(wú)功這兩種調峰方式在機組的啟停過(guò)程中，也會(huì )產(chǎn)生一定的經(jīng)濟損失，可見(jiàn)，從經(jīng)濟性上來(lái)評價(jià)不同調峰的運行方式時(shí)，低谷負荷的持續時(shí)間對其是有著(zhù)直接的影響的。對于單臺的機組來(lái)說(shuō)，我們應引入臨界時(shí)間這一概念，那么這三種方式臨界時(shí)間的計算公式就應為：Ter=Bs/N（bl-bn），在公式中，Ter就是臨界時(shí)間，Bs為機組的調峰啟停損失，bl為低負荷的耗煤率，bn為額定負荷下的耗煤率，而如果T為機組低谷負荷的持續時(shí)間，如果Ter是小于T的，那么就應讓機組停止運行，所以，如果采用的是兩班制啟停的調峰運行方式，其與低負荷運行的方式相比，前者所消耗的燃料量就是是更多的。
6 結束語(yǔ)
綜上所述，如果參與到調峰運行工作中的是帶基本負荷的機組，那么應有專(zhuān)人實(shí)時(shí)監控其運行狀態(tài)，同時(shí)應科學(xué)的處理操作改進(jìn)、設備改造的費用與調峰收益之間的關(guān)系；同時(shí)如果電網(wǎng)低谷負荷的持續時(shí)間不長(cháng)，那么建議采用低負荷調峰的運行方式，而如果時(shí)間較長(cháng)，則應采用兩班制啟停調峰的運行方式；所以在火電機組選擇調峰運行方式時(shí)，應綜合的考慮機組的經(jīng)濟性、安全性、電網(wǎng)負荷的特性、人員操作設備的水平和管理水平等因素
參考文獻：
[3]白巖.300MW火電機組經(jīng)濟運行技術(shù)研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2014 （04）：16.
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