火電廠單元機組應用研究

牛越飛 王國良 張鑫 張正宇 鮑徐達

【摘 要】隨著電力工業的發展，高參數、大容量的火力發電機組在電網中所占的比例越來越大。機組容量增大以后，對其可靠運行則提出了更高的要求，于是乎就出現了單元機組。

【關鍵詞】單元機組；啟動；停運；滑參數

一、單元機組啟停的概念

單元機組在工作時，由一定的要求，一方面要保障安全，另一方面要考慮到經濟效益。正因為如此，啟動或者是停運的時候，第一位的一定是要確保安全。其次，應該提高運行的效率，以期達到最優的啟動與最優的停機。

從鍋爐投料，油槍噴火開始，各項參數會在短時間內產生巨大的波動，產生的蒸汽對管道進行熱量傳導，讓其繼續上升，便可以到汽輪機內部進行各種形式的熱量傳遞與轉化。在此過程中，轉子開始靜止，后來隨著蒸汽的推動，速度有所提高，到達額定值，并帶著發電機運轉，這一過程就叫做機組的啟動。而停機（或停運）則是一個順序相反的過程，汽輪機由正常運轉開始，到機組停止工作，這要通過下降蒸汽溫度、減小汽壓、解列等操作來實現。

火力發電廠的各個單元在開機的時候，溫壓都不一樣，也就帶來了不一樣的膨脹值，這也就產生了熱應力甚至是熱變形，損耗機組中各設備的壽命而且膨脹也會使轉子產生移動，導致軸向位移。所以，在啟停的時候，應該盡量避免熱膨脹，降低熱應力，削弱熱變形，使軸向位移維持在良好的范圍內，這就需要采取合理的措施來調整啟動或者停機。

二、單元機組和母管制機組的區別

在火力發電廠里，熱力系統可以分為兩種，一個是母管制，另一種就是單元制，典型的兩種系統如下圖所示。

母管制系統 單元制系統

母管制機組。由名字就可以看出，這是系統有一個共用的，通過蒸汽的管道，這就叫作母管。母管聯通著每個鍋爐的蒸汽出口，新蒸汽由鍋爐生產出來，被輸送到母管，隨后送入各個分支管道，再進入各個汽輪機系統內。這種系統中，汽輪機和鍋爐都是相互聯通的，并不是一一配對的。在母管制系統內，幾個鍋爐共同為一臺汽機送汽，這樣的話用汽量的改變會分攤到每臺鍋爐上。

單元機組中，不再是幾臺鍋爐為一臺汽輪機服務，而是一一配對，一臺鍋爐只負責一臺汽機的蒸汽供應。而汽輪機帶動發電機完成電力輸送，所以就產生了爐—機—電相配合的許多單獨的單元，這就叫做單元系統。

單元機組若鍋爐不能正常工作，那么該單元中的汽輪機也會跳，這就帶來很大的不方便。而母管機組中的鍋爐亦或是汽輪機不能正常運行時，其他的設備還可以繼續運轉，不會耽誤生產。在設置方面，它更加的特別的簡潔，方便安裝。而母管制則有一個母管，布置時會考慮更多的因素，維修的時候也任務量巨大

三、單元機組的啟動方式

（一）按沖轉進汽的方式分類

對于中間再熱式汽輪機，按沖動轉子時的進汽方式分為高中壓缸啟動和中壓缸啟動兩種。

（二）按控制進汽量的閥門分類

在開始沖轉的時候，可以選擇以下幾種方法來合理地調節新蒸汽的流量。其一是使用調節閥，其二是使用自動主汽閥控制，其三是采用電動主閘閥調整，其四是使用自動主汽閥或電動主閘閥的旁路來實現。

（三）按啟動前金屬溫度或停運時間分類

可以分為四種啟動方式。

（四）按蒸汽參數分類

如果將新產生的蒸汽的各項指標作為劃分標準，那么可以分為額定和滑動參數啟動兩種?；瑓祮?，最清潔也最平穩?；瑓祮痈痈咝?，而且十分安全。

四、單元機組的停運

單元機組是與啟動相反的過程，需要經歷與啟動過程相反的一系列動作，停運不是單獨的某個設備或是系統停止工作，而是整個機組，這其中包括鍋爐、汽輪機以及發電設備，需要將各個設備冷卻并且檢查各項數據是否在合理范圍，確保各項指標正常，單元機組的停止運行有很多情況，各個情況之間有聯系也有區別。

單元機組的停止運行在一般情況的時候時，采用正常停運，或者是當調峰需要，一步步正常的按照計劃操作。而當遇到非正常情況，比某個設備出現故障的時候，就不能采取正常的操作，此時需要迅速制止更大的危險出現，所以裝置會自動跳閘，或者是人為主動的操作使其停止工作。

故障停運根據情況緊急程度的不同，分為兩種情況，第一種是一般情況是的停運，另一種是當出現緊急情況的時候，以最快的速度停下機組。而正常情況也是一樣，根據不同的情況采取不同的措施，一種情況是停機以后進行檢修，又或者是直接進入備用狀態。停止運行過程中蒸汽參數又會發生很大的波動。所以可分為額定參數停運和滑參數停運兩種方式。方法的選定按照實際來說。正常停機如果是以檢修為目的，希望機組盡快冷卻下來，獲得更好的經濟效益，則可選用滑參數停機方式。

五、汽輪機滑參數停機

機組停運過程當中存在著很大的不安全因素，因為不同部位的溫度變化十分的不均勻，所以軸位移、熱膨脹、熱變形、熱應力會有許多不確定因素產生。所以應該根據停機的工況確定不同的方式來停機，這里重點介紹滑參數停機。

滑參數停機，在汽輪機近汽機構上調節速度的閥門全部開啟或者一部分打開的時候，通過鍋爐部分蒸汽參數的改變來減少汽機所帶的負荷，冷卻機組。同時這一種方式可以使各設備更加勻稱冷卻，還可以具備速度極快的優點。

鍋爐出口過熱參數的降低速率與汽機設備的冷卻條件息息相關。在滑停的過程當中，調節閥門的狀態全開，汽缸蒸汽流通室內蒸汽流量較大，但其參數較低，各個部位得以勻稱冷卻，并且持續的降低，可以保持在合理數值范圍內。還有利于汽包、汽缸的均勻冷卻，上下壁溫差??；停機后，可使汽輪機缸溫降低到較低水平，是縮短汽輪機檢修工期，提高機組等效可用系數的重要手段。

六、小結

本文而后汽輪機組的開機與滑停做了簡單介紹。對單元機組做了介紹并且說明了各種啟動方式，闡述了滑參數啟停的過程與特點。

【參考文獻】

[1]章德龍.單元機組集控運行.北京：水利電力出版社，1993.

[2]陳庚.單元機組集控運行.北京：中國電力出版社，2001.

[3]樓波.單元機組運行.北京：中國電力出版社，1999.