火电机组一次调频.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * 超临界直流炉CCS+DEH方式；图13 一次调频工作原理及控制 5.各类型机组一次调频试验曲线 超临界流化床CCS+DEH方式；图14 一次调频工作原理及控制 5.各类型机组一次调频试验曲线 350M机 组转速偏 差11rpm 的动作过 程，调阀 全开后， 负荷变化 缓慢。 图15 一次调频工作原理及控制 5.各类型机组一次调频试验曲线 说明： 机组的一次调频性能关键在于一次调频动作时的汽机流量能否 具有足够的裕度，特别是加负荷的过程。一次调频动作后，锅炉按 照压力的偏差调节燃料量满足主汽压力的过程存在一定的滞后性。 在不同类型机组的一次调频控制上都或多或少存在一些辅助的控制 策略，如：凝结水流量的改变、改变汽机的抽汽、改变一定的给水 流量等。 对于不同类型的锅炉，存在一定热惯性上的差异，但初始阶段一次调频的快速响应则完全依靠汽机流量的改变。在汽机调门全开后，对一次调频的响应非常缓慢。 一次调频工作原理及控制 5.各类型机组一次调频试验曲线 概述 目前绝大多数火电机组在响应电网的一次调频要求时，主要是通过改变高压调节阀的开度以改变进汽量来实现，这种方式要求汽轮机高压调节阀在运行中保持一定的节流，以随时应对可能的负荷变化，实现机组一次调频。由于对蒸汽的节流是一种不可逆的损失，因此势必会造成机组运行经济性的下降，对于完全采用节流调节方式的汽轮机来说，这种下降更为显著。随着电网对调频要求的逐步升高，对机组响应一次调频能力的考核力度也不断加大，许多电厂为实现快速的负荷响应，刻意增大高压调节阀的节流损失，以牺牲经济性的方式来满足电网的调度要求。因此，从一个全新的角度出发，将机组的负荷响应方式进行优化，以更加安全经济的负荷调节方式来满足电网调峰调频的要求。为此，制定出一种更为节能的汽轮发电机组调频新策略，即通过调整凝结水流量，以改变低压抽汽量，使机组在燃烧响应滞后的情况下，能够瞬时提高出力，进而快速响应电网的一次调频要求。实现该调频策略后，汽轮机运行中高压调节阀可实现全开，其节流损失可降至最低。该策略可改变大容量机组多将高压主汽调节阀长期部分节流作为一次调频的储备方式的现状，从而提高机组的运行经济性。 一次调频工作原理及控制 6.凝结水流量变化对一次调频的影响 图16 1000MW超超临界汽轮机不同调门运行方式下热耗率与负荷的关系 一次调频工作原理及控制 6.凝结水流量变化对一次调频的影响 机组调阀全开运行方式的目的 1000MW工况下，机组高压调门开度约48%时，两次高压缸效率试验值分别为88.7%和89.1%，而性能考核试验中高压调门全开工况下，高压缸效率达90.6%，即在额定负荷时，调门全开状态与部分开度相比，高压缸相差1.5个百分点以上，因此仅额定负荷下，高压调门的不同运行方式就可影响机组热耗率变化约20kJ/(kW?h)，可见高压调门的运行方式对经济性的影响十分可观。 对于燃煤机组，调阀全开后，燃料量的变化不能在几秒内改变输出功率，通常在2~3分钟内才会影响功率的输出。而采用补汽阀和增大锅炉减温水喷水量与开大高压调门相同，均是锅炉的储备热容量，虽然能够快速的提升负荷，但其只能维持短暂的时间。 减少凝结水流量是通过减少进入加热器的抽汽量从而增加流过汽轮机的蒸汽量来提高机组出力的，因此其功率的增加可以在一定时间内有效地弥补燃料量增加所带来的滞后性。 一次调频工作原理及控制 6.凝结水流量变化对一次调频的影响 图17 各种快速增加负荷的方法对时间的相应规律 一次调频工作原理及控制 6.凝结水流量变化对一次调频的影响 说明 减少通过低压加热器的凝结水流量，机组功率可在30~60秒内大约上升3~5%。在此过程中应保持主蒸汽流量和给水流量不变，故会导致整个系统汽水流量的不平衡，即在部分部位会造成工质的大量积聚（如凝汽器热井），而部分部位的工质则会大量流失（除氧器水箱），因此采用减少凝结水流量实现功率快速上升的方法所持续的最大时间取决于系统内几大容器的有效容积。 凝结水流量变化参与一次调频技术是指在机组变负荷时，凝汽器和除氧器水位在允许范围内，通过改变凝泵凝结水流量，从而改变了低加抽汽量，由此暂时获得或释放一部分机组负荷。但需要关注以下两点： 直接减少通过低压加热器的凝结水流量所增加的机组出力是否能够满足电网一次调频的要求； 除氧器、凝汽器容积是否满足调频期间凝结水流量减少所带来的水位变化的影响。 一次调频工作原理及控制 6.凝结水流量变化对一次调频的影响 减少凝结水流量对负荷影响的实验数据；见表1 一次调频工作原理及控制 6.凝结水流量变化对一次调频的影响 表11 凝结水流量减少对机组出力的影响（主蒸汽流量系数为0.8