600MW汽轮机启动优化的研究(5)

第一章帚一早引言亏ｌ函

１．１课题背景及意义

近年来，我国的电力工业发展十分迅速，供电能力大幅度提高，电网容量不断增大，用电结构也相应变化，电力供求之间矛盾也日益突出，电网峰谷差也日益加剧，迫使大型火电机组频繁的参与调峰运行。而调峰过程中，机组的工作条件恶化，机组的寿命损耗和安全性成为影响调峰运行能力的重要因素。近年来针对大中型火电机组参与调峰运行的可行性，各种不同调峰运行方式的经济性和安全性，都进行广泛的实验和研究，取得了一定的成果，但由于实际机组运行工况的复杂性，目前仍有许多问题还需进一步深入研究。对机组过渡工况下的状态进行研究，提高机组调峰运行的经济性和适应性，是当前需要解决的主要问题ｎ】。

现在国产大型机组，多数是以带基本负荷设计的，主辅机均难以适应大幅度调峰运行的要求，限制了调峰运行中负荷变化的幅度和速率。机组在调峰运行的启动、停机和变负荷过程中，各处蒸汽参数不断变化，其转子和汽缸的金属温度和应力随之变化。对于汽缸这个厚壁部件，由于机组高压缸的设计普遍采用了双层结构，而且汽缸壁的金属厚度较转子薄，蒸汽对汽缸内壁的换热系数也远比转子小，因而启动时的径向温差及热应力都远比转子小，且转子长期在高温区工作，受力情况很复杂，除热应力外，还承受着各种机械应力，因而监视转子应力情况更具必要性。参与调峰运行的机组，在工况变化的过程中，其工作状态不断发生变化，使蒸汽与金属之间产生剧烈变化的换热，造成部件受热不均匀，形成不均匀温度场，使汽轮机

的汽缸和转子内产生很大的热应力。这种频繁启停或大幅度负荷变动的非稳定工

况，将导致金属材料的低周疲劳损伤，缩短机组的使用寿命。汽轮机转子是工作条件最艰苦、受力情况最复杂的汽轮机部件，其寿命基本代表了整台汽轮机组的寿命。为了提高汽轮机组的安全性和经济性，大容量机组的转子热应力和寿命损耗的研究已成为人们关注的焦点。只有准确了解机组在不同运行工况下的寿命，制定合理的运行模式，才能确保火电机组的安全经济运行。

国外电网调峰机组的容量较大，到了７０年代后期，一些发达国家已经投运了大批承担中间负荷的从２００Ｍｗ到６００ＭＷ的单元机组。随着世界各国电网容量的不断增大和负荷的峰谷差值增加，调峰机组的容量将随之变大，使目前承担基本负荷的大型高效机组也会参与调峰运行。因此越来越多的国家开始重视调峰汽轮机的设计和调峰方式的研究，以平衡电网中日益增长的负荷峰谷差乜，。

我国５０、６０年代投运的机组，运行已超过１０万小时，属于老化设备，如将其