135MW汽轮机组滑压运行经济性分析

135MW汽轮机组滑压运行经济性分析

摘要：汽轮机组是发电厂中重要的发电设备，汽轮机组在低负荷运行中会由于

低负荷调峰运行时间过长，而降低热经济性，这大大影响了热能的利用效率。为

了更好的完成电力生产，满足社会发展需要，电厂必须重点研究汽轮机组的滑压

运行经济性，进而掌握汽轮机组在低负荷运行时的最佳运行参数，通过调整运行

方式提升汽轮机组的滑压运行经济性。本文就是特别针对135MW型汽轮机组做

出的技术分析，凭借对热耗率的分析，找出影响汽轮机组滑压运行经济性的原因，以供参考。

关键词：汽轮机组；滑压运行；热耗率

引言：近年来，随着城市用电量的增加，让电网用电高峰及用电低谷的差距

明显增大，汽轮机组在低负荷调峰运行状态下的运行时间明显增加，而汽轮机组

在低负荷运行状态下的热经济性较低。因此，技术人员必须找出汽轮机组在低负

荷运行状态下的最佳运行参数，这样才能最大限度让汽轮机组发挥功效，从而减

少燃煤的使用量。135MW汽轮机很多都是在150MW单缸汽轮机的基础上改进而

来的，其对单缸汽轮机的热力系统进行了改进，延长了汽轮机末级叶片，提高了

低压气缸的气流流通性，进而可以提升汽轮机组的整体性能。

一、汽轮机组的简介

（一）135MW汽轮机组的结构

电厂中使用的135MW汽轮机组大体分为单缸、双缸型，单缸型的汽轮机组

比双缸机组的重量更轻，机组结构更加简单，其采用单缸单转子结构，可以实现

中间再热，单向排气，并且具有超高压性能，相比于135MW双缸汽轮机组更加

轻便，凭据尺寸均小于双缸汽轮机组7-9M，由于结构简单，相对重量也得到了减轻。使用双缸型135MW汽轮机组，可以实现对汽轮机组的调峰运行。双缸型

135MW汽轮机组使用的热力系统由一级除氧器、二级高压加热器和三级低压加

热器组成，低压加热器设计在凝汽器蒸汽入口处，其背压可以达到９．7ｋＰａ，热耗率为8530.8ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）。

（二）汽轮机组的运行方式

汽轮机组的运行方式分为4种，分别为定压运行、滑压运行、阀点滑压运行

以及复合滑压运行。定压运行方式是指汽轮机组在常规运行状态下，主蒸汽压力

维持在一个稳定数值范围内，在定压运行方式下，其主蒸汽压力数值不受到因负

荷量的影响。使用定压运行方式的汽轮机可以通过单阀调节的方式调整气流，也

可以利用多阀调节的方式控制气流。

滑压运行方式是指利用高压调速阀全开的方式，调整锅炉气压，进而调整汽

轮机组的负荷量。通过锅炉气压调控负荷的方式，具有较好的节能效果，其损耗

的能量较低，但是也存在负荷量响应速度较慢的问题，所以不能单纯依靠锅炉压

力来调节负荷。

阀点滑压运行方式是指控制高压调速阀的阀点，其具体阀点需要根据汽轮机

组的型号决定，不同汽轮机组的阀点也有所不同。控制高压调速阀后，确保其他

阀门不开启或轻微开启，减少高压调节阀的节流损失，保证主蒸汽温度在额定范围，通过控制燃料使用量来控制压力、调整负荷量，这样可以显著提升负荷量相

应速度，并且具有较高的经济性。

复合滑压运行方式是一种滑压运行与定压运行相结合的运行方式，其通过控

制高压调节阀来调控负荷，这样可以压力保持在额定范围内；在低压符合去，可

以控制压力在低压水平，进而实现定压运行；在中间负荷区域可以通过调节气门的方式通过锅炉气压调节符合。

二、经济性的计算方式及特点

计算汽轮机组热耗率的具体公式如下：

公式中的qt指的是热耗率，其使用的单位为ｋj／（ｋw·ｈ）；Ｆｔｈｒ为锅炉内部的蒸汽流量，单位为ｋｇ／ｈ；Ｈｔｈｒ代表蒸汽的焓值，单位为ｋj／ｋｇ；Ｈｆｆｗ代表锅炉给水焓值，单位为ｋj／ｋｇ；Ｆｃｒｈ代表再热冷段的蒸汽流量，Ｈｃｒｈ和Ｈｈｒｈ分别表示再热冷段和热段的蒸汽焓值；Ｆｒｈｓ表示再热减温水流量；Ｈｒｈｓ表示再热减温水焓值，ＷＣＧ代表经过两次减压后的机组功率，单位为kw。

135MW汽轮机组延长了汽轮机末级叶片的长度，可以增加蒸汽的流速，同时可以减少能量损失，在调节级位置的叶栅使用子午面收缩结构，这样可以有效减低静叶栅前端区域的负荷量，进而保证能量不会在叶栅位置流失。在静叶栅位置的叶片高度相对较低，通常为ｌ／ｂ≤０．45，这样可以有效提升调节级的工作效率，具体可提升1.6%的效率。

三、滑压运行的经济性对比试验分析

（一）对比试验

在对比试验中将待试验机组进行不同运行负荷情况加以采集，试验时让汽轮机组使用最优运行方式，选择135MW、120MW以及100MW的负荷工况进行运行，运行方式使用滑压运行，对不同负荷工况条件下的热耗率数值进行统计，得到的具体参数，如表1所示：

表1为135、120、100MW负荷工况滑压运行试验结果

（二）不同负荷工况下滑压运行经济性分析

根据表1中所显示的参数数值，可以得出：在１００ＭＷ与１２０ＭＷ的负荷工况条件下，其滑压工况1中的热耗率要小于滑压工况2的热耗率，主要原因在于滑压工况2中的蒸汽压力比滑压工况1的蒸汽压力更低，蒸汽压力较低的原因为滑压工况2中高调速阀的开启程度要高于滑压工况1的开启程度，尽管其蒸汽压力数值降低可以提升高压缸效率，并且也能减少供水时所需的电能，但是其主蒸汽指标过低，就会造成汽轮机组热循环效率的下降，进而增加热能的损失。在对比分析中可以看出，135MW、１２０ＭＷ以及１００ＭＷ负荷工况滑压运行的热耗率都相对较低，使用滑压运行可以提升高压缸的运行效率，减少供水设备的电力消耗，同时可以让锅炉的吸热量降低，进而让热量消耗显著减少，可有效的提升热循环效率。

（三）（三）滑压运行经济性差异的原因

汽轮机组在以滑压运行方式的运行条件下，技术人员还对汽轮机组的阀点进行了检测，在2阀点或3阀点开启的状态下，关闭其他阀，这样可以发现高速调节气阀的节流损失较小，此时滑压运行效率显著提升。选择开启135MW的2个高速调气阀，此时1阀点、2阀点全部打开，3阀、4阀关闭，在滑压工况条件下与定压工况进行了对比，对比中发现两个高速调气阀全部打开后，滑压运行的主蒸汽压力得到了降低，但是高速调气阀没有节流损失，显著提升了高压缸效率，起高压缸效率高于定压运行工况的9%左右，而与普通滑压运行相比，采用两阀全开的方式进行滑压运行，可以提升4.2%的高压缸效率。

两阀全开式滑压运行与135MW符合定压及滑压运行相比，可以有效降低运行时的热耗率，汽轮机组的阀点无法进行滑压运行时，调速气阀重叠度的实际运