摘要：科技水平的不断提升，很大程度上促进了电力的快速发展，这就使电力产业结构在国家能源政策的要求前提下进行转变，随着最高负荷和最低负荷之间的差值越来越大，负荷峰谷差值出现的频率越来越频繁，这就要求我们要采取不同的调峰方式和调峰机组，随着调峰机组容量的增加，迫使大容量的调峰机组在低负荷状态下运行，汽轮机长期处于低负荷运行的状态，汽轮机低负荷运行时达不到设计要求从而造成热经济性的降低，对经济性产生了一定的影响，针对这一问题本文主要介绍汽轮机不同运行方式的特点，讨论调节方式的差异性对经济造成的影响。
关键词：电厂汽轮机；机组变负荷运行；安全经济性分析
1火电厂大型汽轮机变负荷运行能耗分析
1.1汽耗率
火电厂大型汽轮机组每生产 1kW·h 的电能，需要消耗的蒸汽量被称为发电机组汽耗率，这一指标使用字母 d 表示。根据火电厂大型汽轮机组实际运行的需求，若想计算出汽耗率，就要对汽轮机发电机组的汽耗量进行计算，计算公式为：
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因此有：d=D/Pe
其中，公式当中的 Pe表示的是发电机的功率；h0、hc和qrh分别表示的是汽轮机组的主蒸汽焓值、排气焓值与吸收热量；aj和 Yj分别表示的汽轮机组系统的抽汽份额与做功不足系数；ηm和 ηg表示的是机械效率与发电机效率。在计算中，如果公式中的 qrh数值为零，则实际机组可以被定义为对纯凝机组，公式当中的∑为零，此时上述公式对于纯凝机组和非再热机组均适用[1]。
1.2 热耗率
对于火电厂大型汽轮机而言，在计算热耗率时，要先对机组的热耗量进行计算，汽轮机发电机组的热耗量计算要以小时为单位。在计算中，同时还要考虑到机组运行的经济性，以便选择出适合的能耗指标，解决实际的问题[2]。
2火电厂大型汽轮机变负荷运行能耗影响因素
2.1 温度因素
温度因素和压力因素都是影响火电厂大型汽轮机能耗的主要因素。其中，温度会影响到火电厂大型汽轮机的工作效率，并且设备的损耗也会因此发生变化。如果汽轮机本身在运行中有较大的喷水量，或者空气吹入量较高，同时燃料供应短缺的情况发生，将会导致温度不符合设备实际运行的要求。如果这一问题不能得到妥善处理，会使汽轮机本身的工作效率降低，如果水压值不符合工况要求，就会导致锅炉内部的燃料不能充分燃烧，在蒸汽流量增加的情况下，蒸汽气压会相应降低，最终降低运行效率，增加设备能耗。
2.2 设备因素
火电厂大型汽轮机是火电厂主要的动力设备，汽轮机中的汽缸是其重要组成部分。汽缸作用是实现空气与汽轮机隔离，这种方式可以确保蒸汽直接做功于汽轮机上。因此，若想降低火电厂大型汽轮机的能耗，可以从汽缸的运行角度着手，通过提高汽缸运行效率的方式，以达到降低能耗的效果。但是，当前国内生产火电厂大型汽轮机汽缸设备还存在一些缺陷，汽缸运行效率往往并不能得到预期设计目标，与国外先进国家和地区的技术设备相比，我国的火电厂大型汽轮机汽缸还有一定的提升空间。同时，在发展中也能看出，受到我国经济因素的影响，火电厂大部分都使用我国自主研发设计的汽缸设备，因此，增加了火电厂大型汽轮机运行能耗问题[3]。
2.3 电力因素
火电厂大型汽轮机运行期间，电网中电力负荷会出现大幅度变化，比较容易产生明显峰谷的波动。因此，工作人员在实际的操作中，往往会采用反复调整汽轮机运行的方式，使其适应不同电力负荷的变化，但是这种情况不可避免地会增加汽轮机的能耗。
3火电厂大型汽轮机变负荷运行降耗对策
3.1 特性曲线
特性曲线即为调节性特征曲线，是通过计算得到的太藕节及压力比为 ε 自变量的函数关系曲线。一般来说，常用的特性曲线类型包括了反动度特性曲线、流量特性曲线。两种曲线的表达方式分别为：εm（3）με（4）在计算中应用到调节特性参数，可以通过调节级特性曲线图以及参数曲线进行参考，结合特性曲线进行变负荷热力计算，可以在最短的时间内获得最为精准的成果。部分机组没有调节特性曲线，而是需要根据汽轮机调节数据的方式，将计算机调节级的各项参数纳入到曲线绘制中，并且用于火电厂大型汽轮机变负荷热力计算[4]。
3.2 优化方法
（1）合理设定操作工序。根据以往的研究可以得出，启动火电厂大型汽轮机所需的冷态气压值在 2.5 ～ 3MPa，启动温度至 260 ～ 300℃，凝结器内部的真空压力在 -50 ～40kPa。当汽轮机正式进入启动区间之后，首先需要通过预热的操作方式，提高气缸内部的温度，而这一环节正是整个生产过程中，能耗最高的环节。（2）动态调节运行水温。火电厂大型汽轮机的运行要满足相应的水温条件，燃料的投放同样也会受到实际运行环境中水温的影响。例如，当水温较低时，火电厂大型汽轮机的运行能耗会增加，此时，也会产生额外的烟气排放量，不仅拉低了火电厂大型汽轮机整体运行效率，而且还会增加对环境的污染。所以，工作人员提出，动态调节水温的方式，确保水温始终在合理的范围内。（3）优化配置运行参数。无论是何种工艺设备，合理的参数配置都能显著提高设备运行表现，对于汽轮机而言也不例外。火电厂大型汽轮机的热力系统同样可以通过科学优化的方式，在各种监测工具和长期实践工作经验的支持配合下，实现最优的参数组合。而且，技术部门还对高压外下缸与中压外下缸的输水系统进行了调整，改变了高加疏水方式，确定了最佳的参数组合[5]。
3.3 案例分析
（1）负荷计算。火电厂大型汽轮机调节级主要参数与配置结构为：①喷嘴汽道总数为 116 个；②喷嘴出口角正弦值为 0.27；③喷嘴出口面积为 488.2cm2；④动叶出口角正弦值为 0.40；⑤动叶出口角直径为 1162.7cm。为了对火电厂大型汽轮机的变负荷进行计算，结合特性曲线进行数学推导，最终得出调节级特性参数方程为：μ=3. 607ε+3.822（5）将火电厂大型汽轮机复合滑压运行的数据代入方程中，可以分别汽轮机的不同工况下的参数进行计算，最终得出 μ值，根据计算结果，判断变负荷的实际能耗。
（2）运行优化。火电厂大型汽轮机变负荷运行能耗的优化步骤如下：①根据汽轮机组的基本参数，以及前文提到的计算公式，可以计算出通用的变负荷运行能耗曲线。②在求取出结果后，使用对比分析的方式，完成数据结果的验证，并将正确的结果作为寻求最优降耗方法的基准参数。③构建复合滑压运行基准曲线，并在其中选择若干机组负荷点和主蒸汽压力值，将选择的数据作为初压基准值。④根据选择的各个负荷点，将主蒸汽压力值基准作为参照，并选择合理三至五个不同的压力点作为试验工况点，每个负荷点对应一组试验工况点[6]。
结语
为了应对电网负荷的变动，调峰电厂汽轮机经常需要变负荷运行.当汽轮机运行参数偏离额定工况时，汽轮机的热经济性能会有明显的降低.对汽轮机的变负荷运行方式进行调整和改进是解决这一问题的关键.首先介绍了定压运行和滑压运行两种汽轮机变负荷运行方式;其次对汽轮机变负荷运行的经济性进行了分析;最后结合实例对不同运行方式的能耗进行对比，得出滑压运行方式更适合部分低负荷运行的结论。
参考文献
[1]王昌朔. 回热抽汽给水泵汽轮机优化配置及控制研究[D].东南大学，2019.
[2]高明非. 燃煤深度调峰机组运行经济性分析[D].华北理工大学，2018.
[3]解李杨. 超临界火电机组系统建模及运行配置优化[D].东南大学，2016.
[4]杨利利. 基于安全性和经济性的600MW亚临界汽轮机滑参数停机方法研究[D].重庆大学，2016.
[5]孙友源. 汽轮机组变工况特性分析与优化研究[D].东南大学，2015.
[6]张希富，王运民，师保平，夏成锐.电厂汽轮机组变负荷运行安全经济性分析[J].汽轮机技术，2014，56(06):464-466+408.