汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统的开发与应用

汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循
环水温控制系统的开发与应用摘要：
随着新能源需求和环境保护要求的不断增加，供热系统的高效运行和灵活调节成为电力行业的新型挑战。

在此背景下，汽轮机深度调峰运行方式作为一种有效的供热机组运行策略被广泛应用。

然而，在深度调峰运行方式下，供热机组循环水温度的控制成为一个关键节能问题，本文针对汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统的开发与应用展开讨论。

提高汽轮机效率，使机组保持在最佳工况运行，达到降低煤耗的效果，揭示了该系统在提高供热系统效率、稳定性和灵活性方面的重要作用。

关键词：汽轮机；深度调峰运行；供热机组
引言：
随着能源需求和环境保护要求的不断提高，供热系统的高效运行和灵活调节成为热能行业的重要课题。

汽轮机深度调峰运行方式作为一种有效的供热机组运行策略，能够通过调整汽轮机负荷和循环水温度，满足不同时间段内的热负荷需求变化。

在这种运行方式下，供热机组循环水温控制系统的开发与应用显得尤为关键。

本文将冬季供热机组循环冷却水塔存在循环水温度低易结冰问题，目前随着再生能源发电持续发展，电网对火电机组的灵活性调峰任务逐渐增加，当供热机组低压缸零出力调峰后可以被循环水带走的热量将进一步减少，因循环水温度太低导致循环冷却水塔结冰严重，造成水塔填料层及结构梁的负载超限，水塔立柱混凝土的多次冻融会减少使用寿命，尤其在有裂缝的部位，更易造成混凝土的破坏，严重危及机组的安全性。

以期为相关研究和实践提供参考和指导。

一、汽轮机深度调峰运行方式
为响应国家“双碳”目标，针对目前电网要求火电机组进行热电解耦深度调峰的要求，提高机组灵活性调峰的能力，实现公司利益最大化，公司2021年实施了2号机组灵活性调峰改造项目。

在96MW和160MW电负荷下的切缸调试试验过程中，机组运行平稳，供热参数正常，通过此时试验验证了机组能够在供热期30%电负荷下切缸运行。

二、汽轮机深度调峰运行方式下的供热机组循环水温控制系统开发
（一）系统需求分析与设计
在汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统的系统需求分析与设计中，需要明确系统的目标，即实现稳定的循环水温控制，以满足供热需求，并确保系统的安全性和可靠性[1]。

通过对循环水系统整体情况进行评估，研究循环水泵性能、填料构架配置及防风挡风板控制进行诊断及优化分析，合理配置水塔反射Ⅲ型喷溅装置，调整循环水泵出力进行优化配置，监测关键运行数据，来避免水塔填料结冰脱落和保持循环水水温在经济运行参数下恒定是非常必要的，从而确保冬季时循环水温在最佳状态，提高经济性。

通过对系统需求的全面分析与设计，可以确保循环水温控制系统能够有效地运行，并满足供热机组在深度调峰运行方式下的要求。

（二）研究内容和实施方案：
（1）水塔挡风板的铺设
加装水塔挡风板保持循环水温度，起到冷却塔防寒减少结冰的作用，同时控制循环水温度，提高汽轮机效率，使机组保持在最佳工况运行，达到降低煤耗的效果，使机组保持在最佳工况经济运行。

图6 立面布置示意图
（2）水塔喷嘴喷溅装置
选择一款比较节能的水塔喷溅装置，克服原有喷嘴易掉头、易堵塞、断裂、布水不均等缺点，无填料淋水区集中落水现象，无喷溅装置脱落、漏水等现象，而且匀速旋转，产生大小而又不等的无规则水滴，均匀地无固定轨迹地淋撒在填料上，实现了水与填料中流通的空气均匀接触，提高了填料上的淋水均匀性，提高了冷却塔的换热效率，减少结冰。

（3）循环水泵性能评估
通过对循环水系统整体情况进行评估，研究循环水泵性能，1、2号机组循环水泵2003年投产以来，服役时间较长，因泵体较大，设计结构复杂，为满足机组深调峰需求，保证循环水系统可靠性，结合设备运行状态对1、2号机组循环水泵进行性能评估。

（4）实施方法及步骤；
1、铺设水塔挡风板
2、合理配置反射Ⅲ型喷溅装置
3、循环水泵性能评估
（5）理论研究和试验内容与项目总目标的因果关系；
加装水塔挡风板保持循环水温度，起到冷却塔防寒减少结冰的作用，同时控
制循环水温度，提高汽轮机效率，使机组保持在最佳工况运行，达到降低煤耗的
效果。

合理配置一款比较节能的水塔喷溅装置，实现了水与填料中流通的空气均
匀接触，提高了填料上的淋水均匀性，提高了冷却塔的换热效率，减少结冰。

（三）主要技术路线对比情况
在汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统中，技术创新与优
化是实现稳定温度控制的关键。

1、挡风板防冻技术：结构简单，通过调整挡风板数量调节冷却塔进风量，
易操作、易安装、易存放、造价低。

2、化冰管防冻技术：化冰管是布置在水塔进风口外圈与塔内距离较远，水
塔内圈结冰无法解决，喷洒水流会导致水塔立柱和化冰管下部结成冰柱，造成立
柱防腐层和混凝土脱落，增加化冰管自重，影响水塔及人员安全。

3、项目研究方向查新结果：国内多家电厂已采用循环水冷却水塔铺设挡风
板的方式，取得了良好的节能效果，解决了水塔冬季结冰问题。

通过不断改进和
设备系统优化，可以提高系统的控制性能，实现更高效、精确和稳定的循环水温
度控制。

（四）理论和实践依据：
系统集成与测试是汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统开
发过程中的重要环节。

通过铺设挡风板调节进风量，避免冷空气过多带走循环水
的热量，选择一款比较节能的水塔喷溅装置，克服原有喷嘴易掉头、易堵塞、断裂、布水不均等缺点，无填料淋水区集中落水现象，无喷溅装置脱落、漏水等现象，而且匀速旋转，产生大小而又不等的无规则水滴，均匀地无固定轨迹地淋撒
在填料上，实现了水与填料中流通的空气均匀接触，提高了填料上的淋水均匀性，提高了冷却塔的换热效率，减少结冰。

对循环水泵性能进行评估，控制循环水温
度稳定在设定范围，提高汽轮机效率，使机组保持在最佳工况经济运行。

实现对挡风板铺设的布局及合理配置节能的水塔喷溅装置数量和位置，从而干预循环水温度变化趋势，进而达到防寒以及控制循环水温度在最佳温度范围内的目的。

可以确保汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统能够稳定运行，并满足供热需求，从而提高系统的可靠性和经济效率。

三、汽轮机深度调峰运行方式下的供热机组循环水温控制系统应用
汽轮机深度调峰运行方式下的供热机组循环水温控制系统在实际应用中具有重要意义。

通过该系统的应用，可以实现以下方面的优势：首先，系统能够根据热负荷的需求实时调整循环水温度，确保供热机组在深度调峰运行方式下能够高效运行，提高供热的可靠性和稳定性[3]。

其次，系统能够实现对循环水温度的精确控制，避免温度过高或过低对设备造成的损害，延长设备的使用寿命。

此外，系统还能够通过优化调度策略和控制算法，实现节能减排的目标，降低能源消耗和环境影响。

最后，系统的应用可以提高供热机组的运行灵活性和适应性，适应复杂多变的热负荷需求，满足用户的供热需求。

总结：
综上所述，汽轮机深度调峰运行方式下供热机组循环水温控制系统的开发与应用能够提高供热系统效率、稳定性和灵活性。

通过系统需求分析与设计，主要技术路线对比，理论和实践依据等关键环节，该系统实现了精确稳定的循环水温度控制，同时带来诸多优势，如提高供热可靠性、延长设备寿命和节能减排。

未来的研究应着重解决可扩展性和智能化控制等挑战，推动该系统在实际应用中的发展，实现供热系统的优化和可持续发展。

参考文献：
[1]苗程.汽轮机运行中的振动问题防治处理[J].现代工业经济和信息
化,2023,13(01):275-277.
[2]陈晓文,韩潇,蓝伟钦,连鑫炜.核电厂汽轮机保护通道试验方式优化及应用[J].中国核电,2022,15(06):854-858.
[3]孙海颖.汽轮机组调峰技术经济性研究[J].电器工业,2022(12):40-43.。