大机组深度调峰运行的可靠性与经济性研究方式的探讨_赵竣屹
电厂深度调峰运行机组安全经济性分析及改进措施研究
电厂深度调峰运行机组安全经济性分析及改进措施研究摘要：本文对电厂深度调峰运行机组进行研究，针对机组安全性及经济性进行分析，提出了相应的改进措施，以提高电厂深度调峰运行效果，为后续发展提供保障。
关键词：深度调峰；运行机组；经济性分析在电厂运行过程中，常有机组偏离设计工况运行的现象发生，这使得现场技术人员需要采用深度调峰的运行方式，保证机组的运行状态，为电厂生产流程的稳定运行提供保障。
此外，管理人员还需要对该运行机组的安全性及经济性进行分析，针对其中存在的问题制定相应的改进措施，以使生产现场的人员安全得到保障，电厂企业的经济效益也得以提升。
1电厂汽轮机组的运行方式1.1 定压运行方式当电厂生产压力保持恒定时，汽轮机组在运行方式上可以分为节流配汽与喷嘴配汽两种。
其中，节流配汽指生产人员同时开启多个气压调节阀，以对生产现场实施配汽。
该方法的应用优势在于汽轮机在进行第一级调速时载荷教较小，但这也会造成较大的节流损失，使机组运行效率发生下降[1]。
另外，当进气流量发生变化时，机组各级温度并不会出现较为明显的变化，这使得节流配汽方式的应用对负荷波动的适应性较强。
而在应用喷嘴配汽方式时，生产人员则需按照预先制定的顺序逐步开启调节阀门，对生产进气的方式进行针对性调整。
在这种运行方式的支持下，实际生产中只有一个气门会发挥节流作用，使节流损失得到有效遏制。
1.2 滑压运行方式滑压运行在电厂生产中可分为纯滑压运行及节流滑压运行两种。
首先，在应用纯滑压运行模式时，其主要应用方式为，将所有调节阀保持在全开的状态，仅由汽轮机在机组负荷发生变化时对其进行调节[2]。
具体而言，当机组运行功率稳定后，其就会通过对给水量及锅炉燃料量等指标进行调整，从而提高汽轮机对其内部蒸汽流量与压力的控制效果，有助于提高汽轮机对机组适应能力。
在这种应用方式的支持下，调节阀在运行过程中不会产生节流损失。
但该方法对锅炉的调节存在滞后性，使得其在实际应用过程中很难满足电网调峰的需求，因此，当多数电厂都很少使用这一方式。
机组深度调峰浅谈
机组深度调峰浅谈近年来，我国电力的消费结构发生很大改变，用电日夜峰谷差逐步增大；同时光伏、风电、燃机等可再生能源发电装机规模越来越大，同时又存在难储存、容易波动特点，对火电灵活调峰的需求越大，深度调峰势在必行。
因此，国家推出了各种鼓励燃煤机组参与调峰的激励机制，各发电厂深挖机组的调峰能力，努力拓展燃煤机组的调峰范围，煤电机组深度调峰将是今后一段时间的必然趋势。
在机组深度调峰运行时，给机组运行的安全和稳定性带来严峻考验，也对各火电机组的性能和运行人员的操作水平提出了更高的标准与要求。
一、设备简介博贺电厂为2台1000MW超超临界压力燃煤发电机组，汽轮机型号为N1000-27/600/610（TC4F），型式是超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。
锅炉型号为HG-2994/28.25-YM4，型式是超超临界参数、变压运行直流炉、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型锅炉，反向双切圆燃烧方式。
发电机为上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF125/67型三相同步汽轮发电机。
发电机额定容量为1112MVA，额定输出功率为1000MW，最大连续输出容量1177.78MVA，功率因数为0.9，为汽轮机直接拖动的隐极式发电机。
二、影响机组深度调峰的主要因素1、制粉系统的影响机组运行的安全性、经济性与制粉系统正常运行密不可分，尤其在低负荷运行时，制粉系统稳定与否对机组的安全影响更大。
当制粉系统设备出现缺陷、煤质发生变化或者变差时，会致使制粉系统燃烧不稳，严重时出现出力受限、受热面积灰、结渣甚至发生灭火事件。
2、低负荷时燃烧稳定性影响燃烧稳定是机组深度调峰面临的主要问题。
机组在低负荷运行时，总煤量较少，一、二次风量随之减少，热风温度下降。
锅炉的含氧相对较多，另一方面由于汽化潜热增加，锅炉热负荷和烟温较低，燃烧稳定性差，容易灭火。
火电厂深度调峰安全性与经济性分析
火电厂深度调峰安全性与经济性分析发布时间：2021-03-26T14:39:52.147Z 来源：《电力设备》2020年第32期作者：宋科[导读] 摘要：随着新能源电力系统不断推进，能源网络面临的调峰形势日益严峻。
（安徽马鞍山万能达发电有限责任公司 243000）摘要：随着新能源电力系统不断推进，能源网络面临的调峰形势日益严峻。
新常态下，频繁、深度调峰，尤其是高额煤价对火电机组发电效益提出了严峻挑战。
本文通过从燃烧稳定、设备安全、机组效率等多方面考虑并提供了一定的措施应对，分析了火电机组参与深度调峰的安全性与经济性，为同类型机组调峰策略提供一定的参考价值。
关键字：火电厂深度调峰安全性经济性1.目前火力发电机组相关概况截至2020年底，全国发电装机总量为22亿千瓦时，火电装机占比缩小至75.7％，为应对风电随机性与反调峰特性带来的严峻调峰形势，众多火电机组都通过电网调度参与到频繁、深度的调峰中来。
近年来，我国火力发电相关设备年利用小时数呈逐年下降趋势，加上国家大力倡导低碳经济发展新模式，煤价增加致使火电成本大幅上涨，使得全国大规模火电企业出现亏损现象。
为了鼓励火电机组参与区域深度调峰，不少地区也积极征求意见并逐步试行电力辅助服务市场运营规则，对参与调峰的机组给予一定补偿。
也因此，探究火电机组参与调峰的安全性与经济性，从而选择参与调峰的策略成为各个火电企业的聚焦点。
2.深度调峰过程中的安全性分析2.1锅炉燃烧稳定性变差对于设计为烟煤的锅炉最低稳燃负荷，一般均在30%BMCR，大致相当于33%的额定负荷，但是从运行的安全性角度出发，电厂控制的最低稳燃负荷一般在40%额定负荷，有的控制在50%额定负荷。
深度调峰运行时，锅炉的燃烧工况远低于最低稳定运行负荷，炉膛温度下降，煤粉着火困难，火焰稳定性差，易熄火，存在炉膛灭火放炮的重大隐患。
保证锅炉的稳定燃烧可以从以下方面进行风险管控：（1）加强配煤管理，改善入炉煤质，必要时储备优质煤种作为调峰时燃用煤种。
基于热泵的供热机组深度调峰试验研究
基于热泵的供热机组深度调峰试验研究1. 引言1.1 研究背景由于热泵供热机组在实际运行中存在调峰能力不足的问题，导致在用能效率不高，无法满足用户在高负荷时期的热量需求。
开展基于热泵的供热机组深度调峰试验研究具有重要意义。
本次研究旨在通过深入研究热泵供热机组的工作原理以及深度调峰试验设计，探讨如何提高热泵供热机组的调峰能力，提高其在高负荷时期的供热效率，为推动热泵供热技术的发展和应用提供理论支持和实践经验。
1.2 研究目的研究目的是通过深度调峰试验研究基于热泵的供热机组在高负荷耗能时的性能表现和调峰能力，以验证其在实际应用中的可行性和效果。
具体目的包括：1.评估热泵供热机组在高负荷耗能时的供热能力和调峰效果，为其在热电联产系统中的应用提供技术支持和参考依据；2.探讨热泵供热机组在面对高负荷波动时的工作稳定性和能效表现，提出优化建议和改进方案；3.分析深度调峰试验结果，总结经验教训，为今后类似研究和应用提供参考和借鉴。
通过研究热泵供热机组的深度调峰性能，旨在提高供热系统的能效和稳定性，降低能源消耗和运行成本，实现绿色环保和可持续发展。
1.3 研究意义深度调峰试验是热泵供热领域的关键性研究内容，具有重要的研究意义。
深度调峰试验可以帮助我们更好地了解热泵供热机组在高负荷运行状态下的性能表现，为其在实际应用中的稳定运行提供重要参考。
通过深度调峰试验的研究，可以为热泵供热机组的性能优化和提升提供实验数据支持，为其在节能减排、环保方面的应用奠定技术基础。
深度调峰试验还可以为热泵供热机组的应用场景拓展提供技术支持，促进其在不同领域的应用和推广。
深度调峰试验的研究意义在于推动热泵供热技术的发展和应用，为建设绿色、低碳的社会作出积极贡献。
2. 正文2.1 热泵供热机组的工作原理热泵供热机组是一种利用热泵技术进行供热的设备，其工作原理主要包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。
通过蒸发器吸收外界空气中的热量，使制冷剂蒸发成为低温低压的蒸汽；然后，压缩机对蒸汽进行压缩，提高其温度和压力；接着，热量通过冷凝器释放到供热系统中，蒸汽冷凝成为液体；通过膨胀阀使液体制冷剂膨胀到低温低压状态，重新进入蒸发器完成循环。
供热机组深度调峰技术研究分析
供热机组深度调峰技术研究分析摘要：随着我国风力、光伏等新能源发电的增多，亟需提高现役火电机组运行灵活性以及深度调峰能力。
本文从火电机组灵活性运行面临的问题入手，重点分析了供热机组深度调峰的主要技术方案，并对深度调峰运行中注意的安全事项进行总结。
关键词：灵活性；供热机组；深度调峰引言近年来，中国能源坚持清洁低碳、安全高效的发展方向，大力发展风能、太阳能等清洁能源发电，能源结构调整步伐不断加快。
但风能、太阳能发电具有随机性、间歇性、变化快等特点，随着新能源发电比重的增加，加之传统煤电产能过剩，加剧了电网的调峰难度，一些地区弃风、弃光严重，这对提高现役火电机组运行灵活性以及深度调峰能力提出了新的要求。
1火电机组灵活性运行面临的问题火电机组的运行灵活性，具体涉及到增强机组调峰能力、提升机组爬坡速度、缩短机组启停时间、增强燃料灵活性、实现热电解耦运行等方面。
1.1 调峰能力不足火电机组在灵活性运行中最大的问题是调峰能力不足。
目前，我国纯凝机组的实际调峰能力一般为额定容量的50%左右，典型抽凝机组在供热期的调峰能力仅为额定容量的20%左右。
通过灵活性改造，预期将使热电机组增加20%额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40%-50%额定容量;纯凝机组增加15%-20%额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30%-35%额定容量。
通过加强国内外技术交流和合作，部分具备改造条件的电厂预期达到国际先进水平，机组不投油稳燃时纯凝工况最小技术出力达到20%-25%。
1.2 负荷响应速度迟缓负荷响应速度迟缓是影响火电机组灵活性运行的潜在因素。
对于火电机组，从燃料燃烧放热到水吸热变成蒸汽，再到蒸汽推动汽轮机作功发电机发电，整个过程系统设备较多，能量转换环节复杂，系统设备具有很强的热惰性，特别是循环流化床机组蓄热量大，造成指令与响应之间存在较大的时间延迟。
目前电网对自动发电控制（AGC）机组调节速度的考核指标为1.0%~2.0% Pe/min（额定容量/分钟），期望通过技术改造达到2.5%~3.0% Pe/min。
电厂机组深度调峰经济性研究
电厂机组深度调峰经济性研究摘要：随着新能源发电的发展，燃煤机组的运行负荷不断下降，而火电机组的深度调峰已经成为制约其灵活性调整的一个关键技术问题。
关键词：600 MW机组；深度调峰运行；安全经济性引为适应火电机组频繁参与深度调峰这一市场趋势，各火电企业和科研院所均在摸索深度调峰经验。
湖南省内火电企业不投油稳燃负荷已普遍实现40%额定负荷，西安热工研究院等单位对火电机组灵活性改造进行了专门研究，并将研究成果应用于国内一些火电厂的改造，最低不投油稳燃负荷可达到30%额定负荷。
本文以湖南省内某电厂的一台600MW超临界参数机组为例，对火电机组在深度调峰的运行经济性进行分析，并总结了相关风险应对措施。
1深度调峰运行的安全性该装置在深度调峰时，不需要进行频繁地起停，也不能经受较大的温度波动和交流应力，从而造成设备的疲劳损伤，缩短设备的使用寿命。
由于调峰时，机组停机时间约为7小时，因此，机组重新启动属于热启动，汽轮机汽缸内的温度变化不大，第二次冲击起动时的主要气温偏低。
然而，在参与调峰作业时，由于机组与设计工况有很大的偏差，且有许多项目，对电网的安全、经济运行产生不利影响。
另外，由于机组的参与，电厂的煤耗必然会增加。
在进行深度调峰作业时，机组的不安全因素有：①在调速过程中，转子容易产生振动，为了防止这种情况，应首先对转子进行充分的预热，以保证气缸膨胀均匀，并充分加热转子。
当转子受力比较大时，不能增大机组的负载，必须在热机时维持稳定的负载。
其次，调整阀的开关要在大的开度和高负载的情况下进行，以保证调整段的受力均匀。
②当机组从定压转向滑压、快速减载时，机组的负向轴向位移增大；快速减载后，调整段压力下降迅速，但再热蒸汽系统体积大，储热容量大，导致再热蒸汽压下降比调整段的压降晚，高、中压缸平衡活塞的轴向推力为负。
如果推力瓦的位置有问题，推力瓦受到连续阀的迅速减载所带来的额外轴向推力时，会发生轴向的窜动，从而导致轴向位移超出了推力间隙，也有可能导致机组的轴向位移增加，这时，应视变工况而减速或停止。
热电机组灵活性深度调峰研究与实践
热电机组灵活性深度调峰研究与实践摘要：随着电力市场的发展，以及新能源发电装机容量的逐步增加，预计全省电力市场将长期处于供大于求的态势，而且电力平衡、可再生能源消纳与保障供热之间的矛盾十分突出，故发电企业应克服各种不利因素，认真组织发电运行，有条件的机组优先进行深度调峰改造，以适应电力市场的需求，为新能源消纳、保障电网安全，为全省经济社会的发展做出应有的贡献。
关键词：深度调峰；运行；空冷岛防冻；锅炉稳燃引言火电机组实现深度调峰，促进可再生能源的消纳，有利于提升电力系统的调峰能力，保障电能品质，有利于缓解弃风弃光，减少碳排放，是一项利国利民的事业。
1深度调峰改造存在的困难及解决思路××电厂实现供热机组的深度调峰，外在条件较为苛刻，主要的难度有三点：循环水量有限；极端温度较低；连续深度调峰。
根据热平衡计算，现有条件下，供热期要实现 30%THA 负荷的深度调峰，需在极端低温时，保证 210t/h 的采暖抽汽量。
当发电负荷降至 30%THA，最大采暖抽汽量为 120t/h（试验数据），此时采暖抽汽压力 0.18Mpa.a，温度267℃，可利用该部分蒸汽供热，并增设来自再热冷段的蒸汽通过减温减压，补充所需蒸汽流量。
在非采暖期要实现深度调峰 30%负荷的目标，机组不会受到锅炉不投油最低稳燃负荷的限制。
根据锅炉厂传真回复和现场试验，滑压30% THA 负荷工况下，锅炉能实现长期稳定运行。
锅炉在该负荷时，可以稳定实现达标超低排放。
2具体改造方案在冷再管路上进行改造，增加三通和流量调节装置，减温减压后与原抽汽混合，实现目前 260 万平米的供热要求；在此基础上，如有供热面积扩大的情况，通过增加冷再抽汽量等方法，实现 300 万平米的供热能力。
主要改造内容：1.供热抽汽改造：在冷再管路上增设三通，将冷再蒸汽通过截止阀、减温减压器后引至热网首站供汽管路，与原供汽系统并汽运行。
2.空冷防冻改造：采用电动拉帘式苫盖装置，对空冷风机的风筒进行苫盖，提高散热器温度。
大型燃煤机组深度调峰运行经济性安全性分析及负荷优化
大型燃煤机组深度调峰运行经济性安全性分析及负荷优化摘要：煤炭是经济发展的重要能源，其对于国家经济发展社会的进步有着较为积极的促进作用。
但是，当前随着能源需求量的不断增长，煤炭数量大幅度减少。
而我国电力供应发展趋势正在迈向高参数、大容量阶段，在大力发展超临界火电技术的同时，配合我国电网负荷波动，深入研究大机组调峰性能。
本文将结合大型燃煤机组深度调峰运行经济性安全进行分析，同时探讨其负荷优化的方法，以求更好的发挥燃煤机组的作用，提升运行效率。
关键词：大型燃煤机组；深度调峰；经济性；安全性；负荷优化大型燃煤机组是电厂重要的能源设施，将大型燃煤机组应用于电网调峰中，合理的选择合适的调峰运行方式，能够有效的节约能源，达到最佳经济安全性指标，延长机组使用寿命这对于电厂供电效率的增长，经济的发展等都有着一定的促进作用。
下面，笔者将结合自身的理解和认识等对相关问题进行详细的分析。
一、调峰问题与智能优化负荷分配1、调峰问题在电厂供电过程中之所以要对大型燃煤机组进行深度调峰就是因为我国电网的负荷高峰和低谷之间存在的差异越来越明显，不同时间段，如每天下午的17点至21点，在夏季时由于天气比较炎热属于用电高峰时段，同时，不同的地域如沿海发达地区属于用电高峰区域，峰谷差异达到10000MW以上，差异比较明显，而且该问题不仅在我国存在，国外都在机组高参数化、大容量化的基础之上，在大型燃煤机组运行过程中，挖掘其深度调峰的潜力，这种新变化也就对机组的性能提出了更高的要求，如何结合不同时段、地区用电的差异，合理的进行调峰就显得十分的重要了，做好调峰工作就显得十分必要了，能够科学合理地、进行用电规划，提供用电效率，节约能源。
2、智能优化负荷分配传统的火电厂及负荷优化分配是以机组煤耗特性曲线为基础的，通过满足系统的约束条件，进而达到全厂煤耗最少，这一经济性目标，以优化分配机组负荷。
智能化算法主要是通过模拟或揭示某些自然现象或者是过程发展而来的，与普通的搜索算法一样可以说是一种迭代算法，在使用数学知识对相关问题进行描述的时候，不需要进行满足可微性、凸性，是以一组讲解作为迭代的初始值，将问题的参数进行编码，其在应用过程中不必使用目标函数的导数信息，搜索策略是结构化和随机化，其主要优点为：具有全局的、并行高效的优化性能，通用性强等，文章将该方法应用于电厂厂级负荷优化分配，也是着眼于智能化算法的适用范围广泛，特别适用大规模并行计算的优势。
火电机组深度调峰综合经济性分析
摘要：随着国家低碳政策的逐步实施，清洁能源发电比例不断增大，而清洁能源多为间歇性电源（风电、光伏），导致电网消纳问题和安全问题日益突出，对火电机组深度调峰的要求越来越高。
对于大容量火电来说，诸多因素制约着其深度调峰的安全经济运行，现以某地区某电厂350 MW燃煤机组为例，从深调煤耗增加影响成本、采用优质煤增加成本、深度调峰获得补偿等方面来开展深度调峰经济性综合测算分析，为参与深调市场获取收益提供理论依据。
关键词：深度调峰；综合经济性；补偿收益；成本测算引言随着国家碳达峰、碳中和“3060”目标的提出，可再生能源发电在能源结构中的占比不断提高[1-2]，传统燃煤电厂将逐渐由发电供给侧主力转变为维持电网稳定平衡的关键电源点，“压舱石”作用凸显。
在当前的电力生产中，风光条件良好的情况下，日间新能源发电大幅攀升，成为当下国内能源结构转型的新常态，而不断提高新能源利用率，降低弃风弃光率，最大程度解决新能源消纳问题，也是电网和发电企业需要不断探索的方向[3-4]。
由于目前新能源的大力推广和发展，电网清洁能源比例不断加大，但光伏和风电有较强的不稳定性，风电长期存在与电网负荷反调的情况，给电网安全稳定运行带来了极大的考验，对火电厂调峰的需求也越来越大。
各地区对于火电厂的深度调峰补偿规则有较大差异，各火电厂参与深度调峰是否能获得实际效益也需要一个明确的测算标准。
下面以某地区某电厂350 MW机组为例开展深度调峰综合经济性分析，为参与深调市场提供依据。
1设备概述该350 MW机组为超临界纯凝机组，采用东方锅炉厂生产的超临界前后墙对冲直流锅炉，型号为DG1100/25.4-Ⅱ3，设计煤种为石柱县高硫烟煤，掺配巫山中硫无烟煤；采用哈尔滨汽轮机厂生产的CLN350-24.2/566/566型、超临界、反动式、轴流式、一次中间再热、凝汽式电站汽轮机；采用哈尔滨电机厂生产的QFSN-350-2型三相、二极、隐极式转子同步汽轮发电机。
深度调峰时火电机组安全运行的相关问题分析
深度调峰时火电机组安全运行的相关问题分析摘要：近些年，随着我国电力行业的发展，由于特高压电流以及直流电的建设。
我国对于电网已经应用了清洁能源，电网结构也发生了较大的变化。
由于目前我国用电结构的改变，电网中峰谷差越来越大，火电机组也面临着严峻的考验，新的电网结构将对调整带来很大的压力。
特别是在电网的低负荷运行过程中，为了有效地保证能源的应用和特高压输电量。
因此，需要对火电机组调峰能力提出较高的要求，在这一背景下结合深度调峰过程中要保证火电机组的运行效率以及相关问题的处理，从而为电力行业的发展奠定良好的基础。
关键词：深度调峰；火电机组；安全运行引言随着我国经济新形势的发展，电网调峰的矛盾也会逐渐的加剧，调峰能力目前已经无法满足电网的使用要求，所以要深度的加强火电机组的调峰能力，保证机组用电的安全。
同时，每一个电力企业也需要加强火电机组安全运行问题的全面研究，保证火电机组的运行效率，提高内部锅炉设备的使用效果，避免锅炉设备出现燃烧不稳定以及风机失速的不良情况。
1深度调峰时火电机组安全运行现状1.1炉内受热面的安全问题在当前我国深度调峰的背景下，火电机组处于低负荷的燃烧运行状态下，这样会导致煤量的投入与能量的产生之间存在严重的不符。
影响到了热管道的受热，从而导致换热管道出现局部升温而造成锅炉内部过热的问题。
一但在这一状态下长时间的维持将会导致锅炉内部爆管问题的发生，同时锅炉内部长时间的低负荷运行状态，排烟温度也会逐步下降，这样会导致换热管道尾部出现低温腐蚀的情况。
针对于锅炉内部的质量而言，在低负荷运行状态下，蒸汽流量不高必然会造成汽水流程中管壁的流量存在很大的差别，从而出现换热不均匀的情况，造成局部的温度比较高引发爆管危害。
最后，在深度调峰的情况下，为了能够提高火电机组内部燃烧工作的稳定性，还需要对空气动力进行控制，否则就会因烟气流量低的问题，造成锅炉内部火焰的充满度下降，最终造成换气的烟气偏差较大。
另外，烟气的运输效率降低更容易导致烟道内部烟气的堆积，从而大量的积灰，引发火电机组锅炉受热面壁温度增加，最终造成超温的问题。
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第4期(总第127期)2005年8月山 西 电 力SHAN X I EL EC T RIC POW ER N o.4(Ser.127)Aug .2005大机组深度调峰运行的可靠性与经济性研究方式的探讨赵竣屹1,孟江丽2(1.山西省电力公司调通中心,山西太原 030001; 2.山西电力科学研究院,山西太原 030001)摘要:对大型火电机组参与深度调峰运行的可靠性与经济性进行了研究,并就其深度调峰运行的研究方式、方法进行了有益的探讨。
关键词:火力发电机组;经济调度;优化运行;安全评估中图分类号:TM 31 文献标识码:B 文章编号:1671-0320(2005)04-0027-02收稿日期:2005-05-18,修回日期:2005-06-20作者简介:赵竣屹(1965-),男,山西太原人,1986年毕业于太原工学院热能动力系,高级工程师;孟江丽(1964-),女,山西太原人,1986年毕业于太原工学院热能动力系,高级工程师。
近年来我国电源点建设步伐加快、电力用户供电需求发生变化,各电网峰谷差逐年增大。
由于电网发展和经营形式的需要,在满足电网安全、稳定的基础上,对电网调峰的综合经济性指标提出了更高的要求,这就需要对调峰经济性进行广泛深入的研究和探讨。
经济调峰时段虽占整个电网时段的1/3但对电网的经济运行效益远远超过1/3,一般调峰幅度为30%～50%,从经济角度考虑对30%～50%区间机组出力的合理优化,会产生很大的经济效益。
在此情况下机组的经济性和安全性都会受到很大的影响,有必要通过理论计算和相关的试验研究对整套机组作出综合的评价,并可靠地指导机组将来的运行。
1 电网经济运行的方式电网经济运行的方法主要有基本负荷法、最佳点加负荷法、等微增原理、协调方程式法、动态规划法、线性规划法、潮流最优化法等,各种方法均主要以发电成本或煤耗进行目标优化。
不同的方法,其附加约束条件与数量不同,准确性与可操性不尽相同,但最基本的是电厂机组实际运行中的煤耗特性曲线。
但实际运行中的煤耗特性并非简单的线性关系,只有通过机组实际运行试验确定机组可经济安全调峰的负荷区间,并确定机组在此负荷区间最佳经济安全运行方式,拟合出机组实际运行中最佳安全经济调峰曲线。
应用多项式回归方法求得各台机组的发电标准煤耗量与负荷的函数关系,可根据上述不同调峰方式的要求,对此曲线进行分段、多段折线、微分等建模处理,实现机组的负荷优化分配,进一步实现机组实时调峰运行及可视化操作。
由此可见机组(尤其是大机组)实际运行中的调峰能力以及在调峰区间的最佳经济性、可靠性是电网调峰的基础。
2 大机组深度调峰的能力及经济性省电网要求省调电厂现役机组应具有50%的调峰能力,新建改建机组应具有60%的调峰能力。
现役大多数机组是按带基本负荷运行设计的,要进一步提高火电机组调峰能力,就必须对机组深度调峰的能力与可靠性、经济性进行研究。
2.1 锅炉调峰能力锅炉调峰能力受到锅炉低负荷的稳定燃烧的制约,需通过一系列的试验来确定,如最低稳燃负荷试验。
机组深度调峰运行会涉及到锅炉在变负荷和低负荷运行工况下的水循环安全性,在变负荷时汽包、过热器和再热器的适应性,旁路系统容量和辅机的适应性;空气预热器的积灰和腐蚀、尾部烟道的腐蚀等问题,应进行变负荷和低负荷水循环可靠性试验及变负荷一、二次汽温适应性等试验。
锅炉在变负荷和低负荷运行工况下的经济性,可通过锅炉在额定负荷的90%,80%,70%,60%,50%以及最低稳燃负荷工况下测取锅炉实际热效率。
2.2 汽轮机及其系统深度调峰的经济性事实上,汽轮机及其系统的经济性是影响电厂发电煤耗的主要因素。
机组要适应较大幅度的变工况运行,其调峰区段的经济性直接影响电厂的发电煤耗及电网的调峰经济性。
影响循环效率的主要因素有机组运行的相对内效率和循环的各项初参数。
若机组循环的各项不可逆损失小,则机组的相对内效率高;若机组循环的各项初参数接近或达到设计值,机组的经济性就好。
机组在较高负荷运行时,采用定压运行方式,机组的各项运行参数接近设计经济工况,进汽节流损失小,机组的相对内效率较高;机组在低负荷运行时,若仍采用定压运行方式,虽机组的运行初参数接近设计经济工况,但进汽流量减少,节流损失增大,汽流扰动增大通流效率降低,机组的相对内效率降低。
变工况下,机组滑压运行,汽轮机全周进汽,节流损失最小,新蒸汽与再热蒸汽在较大范围内易于稳定,热力设备受到热冲击较小,机组在低负荷时主汽的容积流量基本不变,漏汽损失、湿汽损失减小,循环的相对内效率基本不随负荷的降低而降低,从而保证了机组滑压运行的经济性。
机组滑压运行时,其主汽阀开度不变,即通流面积不变,根据弗流盖尔公式初压随着新蒸汽流量的变化而变化,新蒸汽流量由调节阀的开度来决定。
此外,单元机组滑压运行在低负荷时还受到机组运行方式、热力系统、给水泵运行等因素影响,因此,应通过试验的方法来确定定—滑—定的运行的负荷范围及滑压的经济参数,找出定—滑—定的优化运行方式。
单元机组在变负荷运行时是采用定压或滑压运行;从定压到滑压的参数如何选择,定、滑压运行的经济性问题就显得尤为重要。
通过热力试验的方法研究机组变负荷运行中定、滑压运行方式及最佳滑压参数的确定。
3 大机组深度调峰汽轮机的安全性评估拟定出机组定—滑—定的最佳经济运行方式,那么,原设计带基本负荷的机组参加深度调峰,采用此方式运行,机组处于变工况下运行,汽轮机通流部分的气动特性与原设计发生了较大的偏离,机组运行会产生即时及潜在的安全问题。
如滑压运行会带来汽轮机的低周疲劳,影响机组寿命;低负荷运行低压末几级叶片易诱发动叶片颤振;工况变化,低压叶片水蚀状况发生变化;回热系统中除氧效果的变化给通流腐蚀状况带来变化;低负荷运行危及给水泵的运行安全性。
此外,排汽缸温度的变化会引起汽缸标高的变化,轴系振动的变化等。
对于调峰用汽轮机经常处于小容积流量工况运行,当机组在小容积流量下工作时,低压缸末级气动特性将恶化。
末级气流发生脱流可能导致叶片气动弹性失稳,发生失速颤振,这是高背压机末级叶片损坏的重要原因。
同时,动叶根部回流,可能使湿汽中水滴随汽流倒流冲刷动叶根部出汽侧,产生侵蚀,危及叶片安全。
因此运用成熟的一元和三元流计算方法对试验的典型工况点进行通流部分计算,以弄清实际运行工况下,汽轮机通流部分的热力特性及汽动特性,对以下几个方面进行分析研究,评价定—滑—定最佳经济运行方式的安全性,为机组将来安全的运行提供可靠指导,并以此曲线为建模基础,首先实现电厂机组之间负荷优化分配,以实现机组实时深度调峰可视化操作。
4 机组深度调峰试验研究4.1 机组深度调峰试验及研究应开展的项目a)试验研究机组定—滑—定经济运行方式,滑压运行起止经济负荷点及滑压运行经济压力,在试验中监测轴系振动的变化确定机组的即时安全性。
b)采用一元流计算方法计算汽轮机通流部分试验的典型工况点的热力特性,综合分析深度调峰工况通流部分各级热力参数变化对动静叶各方面产生的影响,对热力系统、汽轮机本体的影响。
c)采用三元流计算方法计算低负荷下低压缸气动特性,分析低压叶片水蚀状况及末级叶片会发生颤振的可能性。
d)末级动叶片强度评价。
e)高温高压厚壁元件(包括汽包、联箱和主要蒸汽管道)在变负荷和低负荷工况下的安全性试验。
f)变负荷和低负荷锅炉水动力的稳定性试验。
g)变负荷一、二次汽温适应性试验。
h)锅炉低负荷稳燃技术试验。
4.2 机组深度调峰试验及研究应得到的结论通过机组试验得到机组电负荷与锅炉热效率关系曲线、机组电负荷与锅炉主参数关系曲线、机组定—滑—定经济运行曲线、锅炉高温高压厚壁元件壁温差与机组电负荷变化关系曲线。
机组深度调峰时,汽轮机处于小容积流量下运行,低压缸气动特性恶化,采用三元流对低压缸进行小容积流量特性计算分析得到末级脱流高度随容积流量变化曲线、末级根部反动度随容积流量变化曲线、末级相对容积流量随背压变化曲线、低压末级水蚀特性估算分析、末级叶片的寿命损耗计算分析、拟定采用的定—滑—定经济调峰运行方式对机组寿命的损耗分析、计算论证,拟定机组调峰应采用经济滑压运行方式的安全评估。
(下转第30页)4 应用情况针对雷击架空绝缘导线发生断线的事故,阳供也积极采取防范措施,根据发生断线的事故现场,对城市配电网的架空绝缘导线进行了易击点划分,划分的重点容易遭受雷击的部位为和110kV同杆架设的10kV线路;在城郊交界的大跨越处的线路;地势较高、比较空旷的线路等。
在2002年春检期间,阳供在划分的易击点安装了约40组过电压保护器,经过3个雷雨季节的运行,这些部位无一发生雷击断线现象,过电压保护器也无一损坏。
防止雷击断线效果良好。
5 结束语由于架空绝缘导线大多在城区和城乡交界处,跨越公路、民房较多,在遭受雷击后发生断线事故,不仅影响系统的安全可靠供电,而且对过往行人、车辆产生极大的威胁,因此必须采取措施防止此类事故的发生。
为此提出如下建议:a)雷击绝缘导线断线是由工频短路电流烧断的,防止雷击绝缘导线断线的办法是及时消除工频电流的起弧;b)过电压保护器能有效地防止架空绝缘导线雷击断线事故;c)对10kV架空绝缘导线要合理划分易击点,并应加装过电压保护器以防止雷击导线断线事故。
参考文献:[1] 陈光华.中压架空绝缘线路雷击断线机理与防范对策[R].北京:北京供电局,1999.[2] 中国电力科学院.10kV架空绝缘导线雷击断线防护措施的研究[R].北京:中国电力科学院,1993.Some Suggestions For Protecting Insulated Overhand LineForm Lightning Strike BreakdownLi Qiang(Yangquan Power Supply Company,Yangquan,S hanxi 045000,C hina) Abstract:In this paper,tw o measures fo r pro tecting insula ted ov er ha nd line fo r m lig htning st rike brea kedow n are anal-ysed,a nd some sugg estio ns a re presented fo r lig htning st rike br ea kdow n. Key words:insulated ov erha nd line;lig htning st rike breakdow n;measures(上接第28页)5 实时调峰负荷的经济调度在确定机组热耗特性曲线后,建立经济调度的数学模型,经济负荷分配的问题,就是数学上的等式约束条件下与不等式约束条件下求多变量的极值问题。