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1、第三章第三章 单元机组调峰及寿命分析单元机组调峰及寿命分析1上一内容下一内容回主目录 2一、单元机组调峰运行一、单元机组调峰运行u单元制火电机组参与调峰的必要性 F工业用电比重相对降低，电网峰谷差日益增大；F水电机组易受季节影响；F适应调峰需要的抽水蓄能电站较少；F核电主要承担电网基本负荷；F中小火电机组逐步退出运行。上一内容下一内容回主目录 3电网负荷分析电网负荷分析基本负荷调峰负荷中间负荷核电、高效率火电抽水蓄能、中小火电、燃气大容量火电、水电年运行小时7000h尖峰负荷2000h年运行小时4000h上一内容下一内容回主目录 4火电调峰机组的性能要求火电调峰机组的性能要求u具有良好的启停灵
2、活特性 F能及时停机或带最低负荷稳定运行；F热态启动时间短（1-2h），启停损失和寿命损耗小。u具有良好的低负荷运行特性u快速的变负荷能力u较高的热经济性燃煤机组40%MCR燃油机组25%MCR最低连续稳定运行负荷MCR：最大连续出力上一内容下一内容回主目录 5调峰机组的运行方式调峰机组的运行方式u两班制启停方式：白天运行，夜间停机；调峰幅度大；启停频繁。u两班制低速热备用方式（少蒸汽运行）：调峰时，机组与电网解列，蒸汽推动汽轮发电机组低速旋转，处于备用状态。 u两班制调相运行：调峰时停炉停机，发电机与电网不解列，以电动机方式带动汽轮机以额定转速转动。u变负荷运行：调节机组负荷以适应电网峰谷负
3、荷的需要，是带基本负荷机组参与调峰的主要运行方式。上一内容下一内容回主目录 6单元机组的变负荷运行单元机组的变负荷运行变负荷运行定压运行变压（滑压）运行纯变压运行节流变压运行复合变压运行u变压运行：维持主汽门全开，调速汽门全开或固定在某一适当开度，蒸汽压力随负荷变化而变化，但主蒸汽和再热蒸汽温度不变。上一内容下一内容回主目录 7变压运行的优点变压运行的优点u负荷变化时蒸汽温度变化小：负荷降低，压力降低，燃料量减少，温度降低，但加热到同样蒸汽温度的吸热量减少，因此蒸汽温度的变化较小。 u变压运行可以改善机组部件的热应力和热变形：变压运行时，锅炉来的蒸汽温度变化小，进入汽轮机第一级前又无节流，温度
4、基本无变化。u低负荷时汽轮机保持较高的效率：负荷减小，压力下降，而温度不变，进入汽轮机的蒸汽容积流量变化小，汽流流动偏离设计工况小。上一内容下一内容回主目录 8变压运行的优点变压运行的优点u给水泵耗功减小：负荷降低，给水流量和给水出口压力都降低，给水泵功率降低幅度较大。u有利于机组变工况运行和快速启停操作：变压运行时，汽轮机温度工况较好。u再热汽温易于控制：变压运行时，负荷降低，高压缸排汽压力降低，再热蒸汽比热容减小，即每千克蒸汽在锅炉中所需要吸收的热量减少，因此相同吸热条件下，再热蒸汽温度易于提高到规定值。u减轻汽轮机结垢：变压运行低负荷时，汽包受水力冲击而破碎的水垢减少，且蒸汽溶解盐分的能
5、力减少。上一内容下一内容回主目录 13u影响机组寿命的主要因素 F温度变化：（1）频繁的周期性温度变动；（2）在两种以上不同的温度下长期运行。F高温蠕变：金属在高温下，即使其所受的应力低于金属在该温度点下的屈服点，但只要在这样的应力下长期工作，也会发生缓慢连续的塑性变形，这种现象称为蠕变。F低频疲劳（低周疲劳）：机组启停或负荷变化过程中金属承受的交变热应力。二、单元机组寿命分析二、单元机组寿命分析上一内容下一内容回主目录 14u燃煤锅炉的高温部件长期在火焰、烟气、飞灰等恶劣环境中运行，因而在运行过程中发生一系列金属材料性能的变化：高温蠕变、热疲劳、热冲击、应力腐蚀等。u由于机组频繁启停，这些部
6、件还会产生交变热应力下的疲劳损伤；u有的部件还存在着制造过程中产生的超标缺陷，在机组运行过程会发生裂纹的扩展，从而导致部件的失效和损伤。锅炉寿命管理锅炉寿命管理上一内容下一内容回主目录 15u锅炉高温部件F受热面F管道F联箱锅炉寿命管理锅炉寿命管理上一内容下一内容回主目录 16u汽轮机的寿命一般是指从投运至转子出现第一条宏观裂纹（直径）期间总的工作时间。汽轮机寿命管理汽轮机寿命管理F避免短时间内负荷的大幅度波动；F严格控制运行中转子表面温度变化率；F防止主/再热汽温度及轴封供汽温度与转子表面金属温度严重失配。F在汽轮机启动、运行、停机及停机后未完全冷却之前，均应严防湿蒸汽、冷气和水进入汽缸。上
7、一内容下一内容回主目录 18二、单元机组寿命分析二、单元机组寿命分析上一内容下一内容回主目录 19u低负荷运行时机组的效率 变压运行时，调节阀处于全开状态，调节级前后压比基本不变，调节级和其他各级效率也几乎不变。u高压缸内各段温度的变化 变压运行时调节级汽温变化较少，可认为基本不变。u汽温控制特性的改善 变压运行有利于锅炉过热蒸汽温度及再热汽温的控制，从而可以降低机组的最低负荷点。三、火电厂调峰运行方式的经济性分析三、火电厂调峰运行方式的经济性分析上一内容下一内容回主目录 20u机组循环热效率 变压运行时，初压下降，循环热效率降低，因此变压运行时主蒸汽初压不宜太低。u低负荷时的给水泵耗功 变压运行时，负荷降低，流量越小。定速给水泵节流损失大，给水泵出口压力较高，耗功较大。变速给水泵通过降低转速减小流量，给水泵出口压力随负荷降低，耗功较小。F目前大型汽轮机组均采用汽动变速给水泵。三、火电厂调峰运行方式的经济性分析三、火电厂调峰运行方式的经济性分析上一内容下一内容回主目录 21汽动变速给水泵汽动变速给水泵汽泵的优点：（1）大型机组电动给水泵耗电量约占全部厂用电量的30-50%，采用汽动给水泵后，可以减少厂用电。（2）大型机组采用小汽轮机带动给水泵后，可提高机组的热效率0.2%-0.6%
