[科普中国]-燃气轮机尖峰负荷运行

燃气轮机尖峰负荷运行方式，就是通过启、停部分机组来进行电网的调峰。即在电网低谷时间将部分机组停运，在次日电网高峰负荷到来之前再投入运行，通常这些机组每天停用6～8h，故称为机组尖峰负荷运行方式。

概述燃气轮机尖峰负荷运行是指机组根据电网日负荷曲线的分配规律，白天正常运行，夜间电网负荷低谷时停机6h-8h，次日清晨热态启动，机组重新并网。其最大优点是机组可调出力大，可达100%机组最大负荷，调节电网负荷的效果显著。但运行操作复杂，由于主，辅机启停频繁，对设备寿命有明显影响，并且极热态启动时，参数要求极为严格，运行人员控制较难，安全因素较低。1

存在的问题尖峰负荷运行方式由于频繁的启停，机组金属部件要经常受到剧烈的温度变化和因此产生的交变热应力，因而会导致部件的低周疲劳损耗，缩短机组的使用年限。对于实行尖峰负荷运行方式的机组，除需考虑寿命损耗外，还会遇到其他问题。

（1）热应力引起的疲劳损伤

尖峰负荷运行的机组停机时，都尽可能保持较高的金属温度，在启动时进汽温度如不能合理匹配或在启动过程中金属部件温升过快，都会产生过大的热应力，导致疲劳损伤。为了尽可能减少疲劳损伤，需要在运行上采取相应的措施。

（2）上下缸温差过大引起的热变形

由于结构上的特点，汽缸往往在停机后下缸冷却快于上缸，产生过大的上下缸温差，引起汽缸的热变形使径向间隙变小，严重地制约了机组启停的机动性。

（3）启停过程中的胀差控制

在机组启停的过程中往往会出现胀差过大的问题，直接影响机组运行的安全。因此要掌握胀差的变化特点，并采取措施将胀差控制在合理范围内，增强机组调峰的适应性。2

相应措施为了尽可能减少疲劳损伤，需要在运行上采取以下相应的措施：

（1）采用合理的停机方式。尽量提高停机时的主蒸汽温度，为了有利于再启动，要求停机时维持金属有较高的温度，试验证明，定温滑压方式停机比额定参数停机和滑参数停机要好。

（2）选择合理的冲转参数。为了减小调速级汽室内汽温与金属温度的偏差值，启动时应尽可能地提高进汽温度，减小在调速级汽室内汽温的降落幅度，为了减小对调速级的热冲击，冲转时的蒸汽压力不应过高，以增大冲转的进汽量。为在启动时能尽快使锅炉的汽温和汽压满足汽机冲转的要求，机组应具有足够的旁路容量。

（3）采用中压缸进汽启动方式。即在汽轮机达到某一转速或带一定负荷之前使高压缸处于真空状态，蒸汽进入中压缸启动，待转速或负荷达到一定值后，快速开启高压缸调节汽门和排汽逆止门继续升速或带负荷，这样就可以减少或避免冲转时小蒸汽流量带来的热冲击。但要注意轴向推力的变化。

（4）采用全周进汽方式启动。因为全周进汽启动可以减小蒸汽在调节级的温降幅度，并使喷嘴室及附近区段全周方向温度分布均匀，故能够有效地减小对转子的热冲击和启动过程中产生的热应力。

（5）加强监测和检查。在启停过程中要注意加强各部分金属温度和膨胀系统的监测，尤其是变化最大的调节级后，所有的测点要保证正确可靠。1

为防止汽缸上下温差过大引起热变形，在运行上可以采取如下的措施：

（1）投运汽缸加热装置。

（2）采用定温滑压方式停机。

（3）打闸停机时，及时调整汽封新蒸汽供汽压力，直到真空到零后方可停止汽封供汽。

（4）尽可能缩短停机时的空负荷运行时间。

（5）打闸停机时及时关闭门杆漏汽至除氧器的阀门。

（6）严格防止停机过程中和停机后汽轮机进冷水或冷汽。1

为防止启停过程中出现过大胀差，在运行上可采取如下措施来减小：

（1）合理选择启动冲转参数，防止热态启动时转子过度冷却。

（2）合理地调节汽封供汽参数，防止转子过度的加热或冷却。

（3）缩短启动时的空负荷运行时间，适当延长低负荷暖机时间。1

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学