超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究

第

48

卷第

2

期2021年3月华北电力大学学报Journal

of

North

China

Electric

Power

UniversityVol.

48,No.2Mar.,

2021doi：

10.

3969/j.

ISSN.

1007-2691.

2021.

02. 13超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究荆雨田，段立强，田李果(华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京102206)摘要：为保证电网安全平稳运行、平抑新能源对电网带来的冲击，火电机组需适应新环境，提高自身的调频

灵活性。使用Ebsilon仿真软件对某660

MW超超临界二次再热机组进行建模。基于此模型分别研究高加旁

路调频、补气阀调节、凝结水节流调频等不同方式调频特性，获得每种调频方式对于机组负荷及热经济性方

面的影响规律。并比较了三种调频方式各自的优劣点并进行排名，最后给出机组不同调频方式的使用建议，

结果表明：机组负荷需求较高时采用高加大旁路；对于经济性要求较高时采用凝结水节流调频；对两者均有

考虑时可选择1/2混合旁路或高加大旁路，在响应初期可打开补气阀做出最快反应。关键词：二次再热；高加旁路调频；补气阀调节；凝结水节流调频中图分类号：TK37

文献标识码：A

文章编号：1007-2691

(2021)

02-0104-10Comparison

of

Ultra-supercritical

Double

ReheatingUnits

under

Different

Frequency

ModulationsJING

Yutian,

DUAN

Liqiang,

TIAN

Liguo(School

of

Energy

Power

and

Mechanical

Engineering,

North

China

Electric

Power University, Beijing

102206,

China)

Abstract:

To

guarantee

the

stable

operation

and

to

smooth

the

new-energy-caused

impact

on

power

grid,

coal-fired

power

generation

units

need

to

adapt

to

the

new

environment

and

improve

their

frequency

modulation

flexibility.

In

this

paper,

we

use

Ebsilon

simulation

software

to

model

a

660

MW

ultra-supercritical

double

reheating

unit.

Based

on

this

model,

the

frequency

modulation

characteristics

of

different

frequency

modulation

modes,

such

as

high pressure

feeding

water heater

bypass

frequency

modulation,

overload

control

valve

adjustment

and

condensate

throttle

frequency

modula­tion,

are studied

respectively

to

obtain

their

effects

on

the

unit

load

and

thermal

performance.

Their

advantages

and

dis­advantages

of

these

three

kinds

of

frequency

modulation

methods

are

compared

and

ranked

respectively.

Finally,

some

valuable

suggestions

for

the

use

of

the

frequency

modulation

methods

are

given.

The

results

show

that:

it

is

better

to use

the

whole

high

pressure

feeding

water

heater

bypass

frequency

modulation

when

the

load

demand

for

the

unit

is

higher,

to

use

the

condensate

throttling

frequency

modulation

when

the

economic performance

requirement

is

higher,

and

use

1/2

mixed

high

pressure

feeding

water

heater

bypass

or

the

whole

bypass

when

both

the

load

demand

and

the

economic

performance

demand

are

considered.

At

the

initial

stage

of

response,

it

is

suggested

to

open

the

overload

control

valve

to

realize

the

fastest

words:

double

reheating；

high

pressure

feeding

water

heater

bypass

frequency

modulation；

overload

control

valve

adjustment；

condensate

throttling

frequency

modulation0引言收稿日期：2020-08-24.基金项目：国家重点研发计划项目(20i7YFB0602i0i).

近年来随着新能源开发规模不断增大，火电

机组的整体占比及利用小时数有了明显的降低。

第2期荆雨田，等:超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究105然而新能源具有波动性、间歇性等特点,对于电网

整体的安全稳定性有着负面影响。为了解决此矛

统层面的分析⑹。凝结水节流调频近年来的研究

较为完善，但以超超临界二次再热机组为对象的

盾需要火电机组承担调峰任务，甚至长时间处于

深度调峰状态，然而我国火电机组的整体调峰能

研究很少。尤其在以往的研究中很少对不同类型

调频方式进行直接对比。力较低［1］，需要提高火电机组灵活性。二次再热机组以其参数高、效率高、低排放等

本文分别对机组采用高加旁路调频、补气阀

调节、凝结水节流调频特性进行研究,获得不同调

频方式下机组负荷及热经济性变化规律,对比三

种调频方式的优劣，给出在机组需要进行调频时

特点成为近年来燃煤机组中的主要发展方向，但

二次再热机组的一次调频能力明显弱于一次再热

机组［2］,故寻找提高二次再热机组调频能力的方

法是首要任务［3］。本文采用Ebsilon仿真软件对某660

MW超超

的选择建议。1系统模型说明本文采用Ebsilon软件搭建系统模型,搭建的

临界二次再热机组进行建模,在此基础上分析高

加旁路、高压缸前补气阀、凝结水节流调频特性。

以往对于高加旁路调频的研究或着眼于单独的切

模型是基于一台660

MW超超临界二次再热机组

（系统图如图1所示）,构建的模型如图2所示。

除某一级加热器［4］或着眼于高加混合旁路及大旁

路［5］，没有进行对高加旁路调频方式的完整对比。

表2为所搭建模型与机组设计参数的对比。对于补气阀调节目前的研究还较少，更多的是系

高压缸中压缸除氧器汽器

0SC2H6

H7

H8

H9图1

某660

MW超超临界二次再热机组系统图Fig.1System

diagram

of

a

660

MW

ultra-supercritical

double

reheating

unit图2软件搭建的系统模型图Fig.2

System

model

diagram

built

by

software

106华北电力大学学报2021

年表1机组设计值与模型参数对比Tab.l工况Comparison

of

unit

design

values

and

model

parametersTHA75%THA模型值设计值50%THA设计值模型值40%THA设计值参数主蒸汽流量/kg・s-1主蒸汽温度/t设计值模型值模型值470.45600.00470.56600.00338.

99600.

00229.

03620.

00338.

99600.

00228.

46617.36220.

35600.

00152.

26220.

35600.

00151.52175.56600.00175.56600.

00121.64主蒸汽压力/bar一次再热蒸汽温度/t一次再热蒸汽压力/bar310.00620.00310.00620.00122.32620.0039.34620.

0048.

83616.

4448.08613.0838.7998.48620.0098.48620.0073.

05620.

0072.

46二次再热蒸汽温度/t二次再热蒸汽压力/bar618. 1922.

57620.

0015.37277.2616.

57620.00613.2330.23324.7030.

23324.5722.

69303.

500.

815.20280.

2012.46264.00i.

2212.36267.2i给水温度/t305.

92给水温度误差/%-0.

04i.08本文所采用的的调频手段是以4种典型运行

加小旁路、高加混合旁路、高加大旁路。以目前某

660

MW超超临界二次再热机组为基础，增设下面

几种旁路进行模拟试验，设置如下:分别对1至4

负荷(THA、75%THA、50%THA、40%THA)为基础

开展研究,所以模型准确性非常重要。由表1对

比结果看，模型的精度满足要求。号高加设置独立小旁路;对1/2号、1/2/3号设置

混合旁路;对1号至4号高加设置整体大旁路。

通过改变机组不同负荷、不同高加旁路开度进行

2高加旁路调频高压加热器旁路调频是指利用在高压加热器

对比实验。2.

1高加小旁路负荷响应对比进出口两端增设的给水旁路，使部分给水不经过

高压加热器的逐级加热而直接流入省煤器并继续

后续流程的调频手段[7]o高加旁路分为3种，高

单独旁路1至4号高加分别设为实验一至实

验四，在机组THA下开展试验，旁路流量为

100%o表2四种高加小旁路负荷响应对比Tab.2

Comparison

of

load

response

of

four

kinds

of high

pressure

feeding

water

heater

bypasses参数正常运行实验一

实验二实验三实验四

i开启713.3748.2250.

747

095.

062

开启3

开启662.

13-3.024开启汽轮机功率/MW』665.15-51.05679. 4814.

33667.

632.

48汽轮机功率增量/MW』汽轮机绝对内效率/%50.

937

068.

6650.

867

077.

6050.

977

063.

61汽轮机热耗率/(kJ/kW^h)7

051.58从表2数据可以看出，1号、2号高加旁路对于

响，原因为因旁路减少的抽汽而增加的做功，与其

他级抽汽量增加而减少的做功量基本一致，从而导

致机组负荷无明显变化。机组提升负荷有明显作用，而3号、4号旁路不具有

单独开启改变机组负荷的能力。1号高加旁路可提

升机组负荷达到48.22

MW,约占原负荷的7.

25%,

原因是1号高加的蓄热能力较强，减少的抽汽继续

在后续机组做功且做功能力强，后续几级抽汽量均

有所增加但因增加的抽汽而减少的做功量较少。2

号高加旁路可提升机组负荷达14.33

MW,约占原

负荷的2.

15%,调频能力不如1号强，分析原因是2

机组热经济性方面，高加旁路对于机组的热

经济性是产生负面影响的，打开旁路会降低机组

的绝对内效率，增高热耗率。其中实验一对于机

组的热经济性影响最大，效率降低0.31%,热耗率

提高43.

48

kJ/kW・h,原因是1号高加的抽汽做功

能力最强,对机组的影响最大。2.2高加小旁路、混合旁路、大旁路负荷响应对

号高加蓄热能力较1号高加低一些且2号旁路开启

时1号高加抽气量有显著增加，从而降低了部分调

比频能力。3号、4号高加旁路对机组负荷无明显影

实验在THA工况下、按照机组考核爬坡要求

第2期荆雨田，等:超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究1075%的负荷，即机组功率增加33.26

MW条件下进

混合旁路，实验三为1/2/3混合旁路，实验四为1/行对比，实验一为1号高加小旁路，实验二为1/2

2/3/4高加大旁路。表3四种旁路形式负荷响应对比Tab.3

Comparison

of

load

response

of

four

kinds

of

bypass

modes参数正常运行实验一实验二实验三实验四1开启1/2开启1/2/3开启1/2/3/4

开启698.

41汽轮机功率/MW旁路流量开度/%给水温度/°c665.

150324.

57698.

4175.78698.

4140. 48301.

997116.

38698.

4129.9125.

30302.

80956.63301.

267133.93300.

938141.91号高加抽汽流量/t・h-1182.4121.012号高加抽汽流量/t・h-13号高加抽汽流量/t・h-14号高加抽汽流量/t・h-1除氧器抽汽流量/t・h-1137.483.382.

9481.

8650.

9287.

7358.

1150.

1743.9592.

8357.

3639.

0939.

9573.

8346.313651.2744.

1143.

8450.

82汽轮机绝对内效率/%汽轮机热耗率/(kJ/kW

•

h)51.0550.

827

083.

3350.

777

091.

350.

737

096.

367

051.587

083.

54从表3数据中可以观察到，当机组负荷都提

高相同数值时,所打开的旁路流量开度是不同的。

实验一到实验四所打开的旁路流量依次减少,说

明调频能力是依次增大的。

在前面分析高加小旁

路调频特性时,3号、4号作为单独高加旁路时是

没有调频能力的,但加入整体大旁路后,起到了较

明显的正向作用。可以观察到4种旁路方式对于给水温度的影

响接近，但是4种旁路方式对加热器自身的热冲

击差异较大。在实验一中被旁路的抽汽全部来自

于1号高加，其他加热器只有均匀微小的提升，因

图3

流量开度-机组功率特性曲线.Fig.3

Opening-power

characteristic

curve—#12

—#123

#1234此这种方式对1号高加的热冲击较大。实验四中

可以观察到各级抽汽相较于正常运行时均有所改

变,但改变较小,故这种方式是4种方式中对各级

加热器热冲击最小的。实验二和三则介于两者之

间。机组热经济性方面，当机组提升负荷一致时，

实验一和实验二的内效率和热耗率性能指标最

30

35

40

45

50

55

60

65

70旁路流量开度/%好,但是四组实验整体相差不大。2.3不同流量开度对机组参数的影响图4流量开度-给水温度特性曲线Fig.4

Opening-feed

water

temperature

characteristic

curve实验选择1/2号混合旁路、1/2/3号混合旁

路、高加大旁路在THA工况下进行不同流量开度

可以发现高加大旁路调频能力最强，在改变同样

的旁路开度时，高加大旁路对功率的改变能力也

是最强的。流量开度-给水温度曲线中，对于给水

的实验，以研究在不开度下机组功率，给水温度，

机组热耗率的变化规律。由图3〜图5三张图可看出，9条特性曲线均

近似呈现线性变化,这对于在实际电厂中的操作

起到重要的指导作用，改变开度获得功率、给水温

度、热耗率变化特性。对于流量开度-功率曲线，温度影响最大的是大旁路，其最大温度差达到

40.

9

，其次是1/2/3混合旁路,最小是1/2混合

旁路。对于流量开度-热耗率曲线可以发现经济

°C性最好的是1/2混合旁路，最差的是大旁路。故

108华北电力大学学报2021

年图5流量开度-热耗率特性曲线Fig.5

Opening-heat

rate

characteristic

curve从以上三者的角度综合考虑,在后续的研究中,会

不再考虑1/2/3此种混合旁路，由于其经济性不

占优，调频能力同样不占优。3补气阀调节补气阀是安装在主调阀前的一个阀门。该阀

门将主蒸汽引至高压缸中的某一级，使主蒸汽与

做功后的上一级排气混合,共同进入下一级膨胀

做功[8]o当机组需要一次调频时,可以打开补气

阀阀门，从而增加机组的功率输出[9]o实验选择

在机组THA、75%THA、50%THA运行方式下，依

次改变补气阀流量开度从10%至90%,比较其负

荷及热经济性变化，如图6

-图11所示。7

o7118O6

7168.45

7173-16

7172.857157.61 -----------------7

o-------^1^5.71科 ---------------

，-1A6O5

7

o1A4O4

7

oJ-OJa-JO-X^0-42

50.3 50.22

50.19

50.19

50.21

50.24123

71O

o10O2

：1?

29

207

-7A8O

o1

o76O£匚匚74O10

20

30

40

f50

F60

70l

1180

90补气阀流量开度/%图6

THA运行工况下机组功率及热经济性变化

Fig.6

Changes

of

power

and

thermal

performance

of

unit

under

THA

operating

condition先观察THA运行工况情况下，如图6所示，补

气阀调门开度从10%至90%的数据变化,补气阀

开度整体的调频能力不强，最多时可增加机组原

功率的3.47%；机组的绝对内效率受补气阀开度

影响较小，而机组热耗率是呈先上升后下降的趋

势,可以看到补气阀开度60%时，机组绝对内效率

达到最低点50.

19%且热耗率处于

7

173.

16

kJ/kW・h,当阀门开度从60%减小或者

从60%增大，机组内效率会逐步上升，热耗率会逐

渐减小。50.1907

173.750.1897

173.6

Q50.1887

173.5

言7

173.4

§50.1877

173.3

爲50.186750.1857

173.2173.1

S150.1847

173.0

輛7

173.9

点50.1837

172.8图7

THA运行工况下机组内效率及热耗率极值点Fi加Extreme

value

points

of

unit

internal

efficiency

and

heat

consumption

rate

under

THA

operating

condi­:

'2_48.7

48.51

4^6

48.26

48.2

48.2

48.22

48.26

48.3：07251:01007010

20

30

40

50

60

708090补气阀流量开度/%图8

75%THA工况下机组功率及热经济性变化Fig.8

Changes

of

power

and

thermal

performance

of

unit

under

75%THA

operating

condition7

300.57

300.07

299.57

299.07

29&57 29&07

297.5图9

75%THA运行工况下机组内效率及热耗率极值点Fig.9

Extreme

value

points

of

unit

internal

efficiency

and

heat

consumption

rate

under

75%THA

operating

con­dition横向对比三种不同运行工况下，整体的趋势

相同,机组负荷增加量随补气阀流量开度增大随

之增加。机组热耗率从补气阀开度10%至90%范

围内呈先上升后下降的趋势，存在热耗率最大点,

按照机组运行工况依次下降排列，最大点分别出

现在64%、59%、59%补气阀开度下。汽轮机的绝

对内效率随补气阀流量开度的增大变化不明显,

但具有先降低后增加的趋势，故有一效率最低点,

按照机组运

行工况

依次下

降排

列,

最小

点

分别

出

第2期6o

5o

4o

o3

o2

o1

oo-110

20

荆雨田，等:超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究“

7472.17109—75%THA工况40%THA工况7

4807

4607

4407

4207

4007

380—

THA工况—50%THA工况30

40

50 60

70

S0

907

3607

340补气阀流量开度/%凝结水节流比例/%图10

50%THA工况下机组功率及热经济性变化图12不同运行方式下负荷变化比例与凝结水节流比例关系Fig.10

Changes

of

power

and

thermal

performance

of

unit

under

50%

THA

operating

condition7

472.5(7

472.0q.A7

471.5WP07

471.0/<7

470.5^聚7

470.0翱男7

469.5补气阀流量开度/%图11

50%THA运行工况下机组内效率及热耗率极值

点Fig.11

Extreme

value

points

of

unit

internal

efficiency

and

heat consumption

rate

under

50%

THA

operating

condition现在64%、58%、55%补气阀开度下。4凝结水节流调频凝结水节流调频的原理是，利用除氧器上水

调门或者改变凝结水泵的转速来达到短时间内减

少或增大进入低压加热器及除氧器的凝结水流

量，从而改变各级低压加热器及除氧器的抽气量,

最终达到改变机组负荷的目的［10,11］。本节探讨在

不同负荷下利用凝结水节流调频对于机组负荷的

影响,及相同负荷下不同节流量对于机组的热经

济性影响，如图12-图15所示。4.

1不同运行方式下的凝结水节流调频对机组在4种不同运行方式下，改变凝结水

节流比例从0至100%,用仿真模型进行模拟,记

录最终机组负荷变化的比例，实验结果如下。由图9可以发现如下规律：4种运行方式下,

负荷变化比例与凝结水节流比例均呈现线性变化

关系。对比不同运行方式，可观察到机组运行的

负荷越高，凝结水节流调频的能力也越强,机组的Fig.12

Relation

between

ratio

of

load

change

and

ratio

of

condensate

throttling under

different

operation

modes负荷低，凝结水节流调频的能力也越低。凝结水节流调频的能力较强。在THA及

75%THA运行方式下，当凝结水节流比例到达

70%时，即可增加机组5%以上的负荷，达到机组

考核要求。在50%THA运行方式中则需要凝结水

节流比例达到80%时，可增加机组负荷达5%。而

40%THA运行方式下，仅利用凝结水节流较难达

到增加5%负荷的目的。在相同运行方式下，机组

负荷变化比例随凝结水节流比例提高而增加，并

且具有双向可调的性质。线性变化的优势是，控

制阀门每增加相同的凝结水节流量，机组增加的

负荷量是相同的，这样的性质有利于实际运行中

的操控。4.2不同凝结水节流比例对机组热经济性的影

响对比机组在THA、75%THA、50%THA三种不

同运行方式下,当改变凝结水节流比例,研究凝结

水节流调频给机组热经济性变化带来的影响。负荷变化―绝对内效率―热耗率7

1007

0006

9006 8006

7006

6006

5006

400图13

THA工况机组负荷变化及热经济性表现Fig.13

Load

change

and

thermal

performance

of

unit

underTHA

working

condition由图10~图12可得出如下结论:机组在不使

用凝结水节流调频时，三种运行方式的绝对内效

率分别为51.

05%、48.

95%、46.

07%。通过比较可

110华北电力大学学报2021

年1/2号高加混合旁路、高加大旁路、补气阀调节、凝

结水节流调频，如图16

-图20所示。5.

1提升机组相同负荷各调频方式热经济性在机组THA提升负荷分别选择

20

MW（

实

验

一

）

运行方式下和

45

MW

（

，实

验

二）

两

组

实

验。

由于补气阀最高仅有23.08

MW的提升空间，而1

号小旁路和凝结水节流调频的最大提升负荷分别

为48.

22 MW和47.

78

MW。在同一负荷提升标

准下,比较单独利用各调频手段,对机组热经济性

图14

75%THA工况机组负荷变化及热经济性表现Fig.14

Load

change

and

thermal

performance

of

unit

under75%THA

working

condition负荷变化

绝对内效率一—热耗率607

350507

3007

250407

2007

150307

100207

0507

000106

9506

9006 85010

20

30

40

50

60

70

80凝结水节流比例/%图15

50%THA工况机组负荷变化及热经济性表现Fig.15

Load

change

and

thermal

performance

of

unit

under50%THA

working

condition以发现凝结水节流调频不同于高加旁路调频、补

气阀调频等手段，此种方式在提升机组负荷的同

时不会降低机组的绝对内效率，并且效率会随着

凝结水节流比例的增加而提高，最大出现在THA

运行方式下80%凝结水节流比例时，可以提高

3.09%的内效率。机组正常运行时，三种运行方式下的热耗率

分别为

7

051.

58

kJ/kW・h、7

184.

06

kJ/kW・h、

7

352.21

kJ/kW・h。通过比较可以得出使用凝节

水节流进行调频时,不会对机组的热耗产生负面

影响,相反随着凝结水节流比例的增加机组的热

耗会随之降低，热耗降低最多出现在THA运行方

式下80%凝结水节流比例时，可降低机组热耗达

402.

04

kJ/kW・h。5三种调频方式对比上文对于超超临界二次再热机组的几种调频

手段分别作了特性分析，本节将三种调频手段放

到统一标准下对比，比较对象选择1号高加旁路、

的影响。72007

1

5

o

7

1

0

o

7

0

5

o

7

0

0

o

(/pl)/<69

5

o眾

接690O翱

男

685O6800图16

THA工况下机组负荷提升20

MW各调频手段热

经济性数据Fig.

16

Thermal

performance

data

of

various

frequency

modulation

methods

for

unit

load

enhancement

of

20

MW

under

THA

working

condition554..854..44.O53.653.252.252.85L.4O()/<5L6眾52瘵5O.翱5O.O..8足5.4O1号小旁路1/2混合旁路高加大旁路凝结水节流图17

THA工况下机组负荷提升45

MW各调频手段热

经济性数据Fig.

17

Thermal

performance

data

of

various

frequency

modulation

methods

for

unit

load

enhancement

of

45

MW

under

THA

working

condition机组正常运行在THA工况时，绝对内效率

51.

05%,热耗率7

051.58

kJ/kW・h。从结果中可以

看到高加旁路的三种旁路方式，在提升相同负荷

时,绝对内效率与热耗率三者基本相同,其中高加

大旁路的内效率相对较低,热耗率较高。而1号

第2期荆雨田，等:超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究111高加小旁路和1/2混合旁路的改变对于机组的热

经济性影响几乎一致，不会受到调频负荷的影响

而出现较大差异。

在实验一中补气阀调节是所有

调频手段中热经济性最差的，其内效率最低，与最

■1号小旁路・1/2混合旁路皐高加大旁路补气阀调节■凝结水节流■7A

66

2542.0高者相差2.

37%

；其热耗率最高，与最低者相差

323.66

kJ/kW・h。究其原因，从汽轮机高压缸中直

接调节,与利用回热系统的蓄热来进行调节,前者

对于机组的影响更大，是从源头改变了机组的负

荷，速度虽然会更快,但对热经济性的影响更大。

凝结水节流调频是唯一可以在提升机组负荷的同

时可以改善机组经济性的调频方式，其内效率比

正常运行时高出1.53%,热耗率比正常运行时低

204.

8

kJ/kW・h。对比实验一与实验二可以发现随

着调频负荷的提升，咼加旁路调频方式与凝结水

节流调频的热经济性差异也随之增大，凝结水节

流调频的优势更为凸显。5.2相同开度比较不同调频方式的潜力继续比较上述的5种调频方式，现在设定机

组在4种运行情况下,各打开30%、50%、70%的阀

门开度,比较在各种运行方式中,不同调频方式的

潜力。■

1号小旁路■

1/2混合旁路應高加大旁路■补气阀调节■凝结水节流439.74

o

3O24.02010_921040%THA

50%THA

75%THA

THA图18

四种运行工况下各调频方式30%开度机组负荷

增量Fig.18

Load

increment

of

each

frequency

modulation

mode

at

30%

valve

opening

degree

under

four

operating

conditions可以发现在机组同样运行方式时，五种调频

方式均随着阀门开度的增加而增强。调频能力与

机组所运行的负荷有直接关系,调频能力随机组

负荷增高而增大。从图中可以明显分辨出几种调

频方式的调频能力。

调频能力最强的是高加大旁

路，在THA运行工况70%开度下，与最低的补气

阀调节机组负荷增加量之差可达75.

55

MW,占原

负荷的11.36%。调频能力其次的是1/2混合旁

路，在THA运行工况70%开度时,负荷提升量是1

图19

四种运行工况下各调频方式50%开度机组负荷

增量Fig.19

Load

increment

of

each

frequency

modulation

mode

at

70%

valve

opening

degree

under

four

operating

conditions■

1号小旁路■

1/2混合旁路徐高加大旁路■补气阀调节■凝结水节流40%THA

50%THA

75%THA

THA图20

四种运行工况下各调频方式70%开度机组负荷

增量Fig.20

Load

increment

of

each

frequency

modulation

mode

at

70%

valve

opening

degree

under

four

operating

conditions号小旁路的两倍，体现出混合旁路较小旁路更强

的负荷调节能力。

1

号高加小旁路与凝结水节流

调频在机组低负荷运行时调频能力相当,在机组

负荷升高时，调频能力差距逐渐增大。调频潜力

最小的是补气阀调节，在THA运行工况70%开度

时仅提升机组负荷的2.6%。5.3调频方式的选择从前文的结果中,可以看出几种调频方式中，

从机组的热经济性方面比较,排名如下：凝结水节流调频＞1号小旁路=1/2混合旁路

＞高加大旁路〉补气阀调节从机组调频潜力方面比较,排名如下：咼加大旁路＞1/2混合旁路＞凝结水节流调频

＞1

号小旁路＞补气阀调节所以综合以上结果，如果需要提升较大负荷

112华北电力大学学报2021

年时应该考虑高加大旁路;如果需要提升的负荷不

FENG

Hongli.

Study

on

current

situation

and

counter­大,而考虑经济性优先时,优先选用凝结水节流调

频;当既需要提升负荷,也需要考虑经济性时，推

荐采用1/2混合旁路或者高加大旁路。1号小旁

measures

of

renewable

energy

consumption

in

China

[J

]. China

Electrical

Equipment

Industry,

2017,

(10)

:

6-19

(in

Chinese).路在各项比较中均不突出，而补气阀调节因其响

应速度最快，可以作为调频初期的方法，然后迅速

采用其它调频方式作为负荷提升的补充。[2

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(4):

Zunmin,

YU

Guoqiang,

SHU

Jianjun,

et

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Study

on

frequency

modulation

capability

of

a

secondary

reheat

6结论unit

[J

].

Journal

of

Engineering

for

Thermal

Energy

本文分析比较了三种典型调频方式特性，主

要结论如下:(1)

高加旁路调频特性四个高加小旁路中，仅有1号及2号高加旁

路具有负荷调节功能,1号高加的调节能力显著强

于2号，但两者热经济性相仿,故选用1号高加进

行后续对比。比较1号高加，1/2、1/2/3混合旁路,高加大

旁路，负荷调节能力依次提高,3、4号高加旁路单

独使用没有效果，但与其他加热器组合后有了明

显的负荷调节能力。

四者中对于机组加热器管路

的热冲击大旁路最为均匀，1号高加旁路的热冲击

性最差。对比混合旁路及大旁路,1/2混合旁路的热耗

率及给水温度表现最好但负荷调节能力最低，大

旁路负荷调节能力最强,但热耗率最高,给水温度

下降最多。1/2/3混合旁路三项表现均处于中间

位置，故在后续实验中不再参与讨论。(2)

补气阀调节特性负荷调节能力最弱，热经济性最低，但因其响

应速度最快,

可作为调频初期使用方法。(3)

凝结水节流调频特性它是唯一在提升机组负荷的同时还能提高机

组热经济性的调频方法,并且呈线性表现,其负荷

调节能力与1号高加旁路相近。(4)

对于几种调频方式的选择,机组负荷需求

较高时采用高加大旁路；

对于经济性要求较高时

采用凝结水节流调频；

对两者均有考虑时可选择

1/2混合旁路或高加大旁路,在响应初期可打开补

气阀做出最快反应。参考文献：[1

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Method

for

improving

primary

frequency

response

of

double

reheat

steam

tur­bine

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LU

Chang,

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Dis­cussion

on

increasing

thermal

power

unit

output

to

meet

the

power

grid

peak

load

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Engineering,

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Reasearch

on

the

AGC

system

perform­ance

after

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removal

of

high

pressure

heater

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coal-fired

power

unit

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Analysis

on

primary

frequency

regulation

of

1000MW

double-reheat

ultra-supercritical

units

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1

-

Huanyu,

YIN

Feng,

LUO

Zhihao,

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Optimiza­tion

methods

for

frequency

modulation

of

thermal

power

units

under

the

new

normal

state:

a

review

[

J]

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Ther­mal

Power

Generation,

2018,

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by

condensate

throttling

[

J]

.

Zhejiang

Elec­ZHU

Hongbing,

LIU

Xiaohong,

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Application

of

additionally

supplying

steam

technology

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2013，

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(

2)

:

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(

in

Chinese)

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large

scale

steam

turbines

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J]

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Thermal

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:

y

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regulation

method

of

USC

units

based

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condensate

throttling

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J]

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Proceedings

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the

CSEE，

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Jianfei,

SHEN

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regulation

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steam

tur­bines

under

economical

operation

mode

[

J]

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Electric

Power，

2017，

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(5)

:

144-150

( in

Chinese)

.2017,

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(in

Chinese).作者简介：荆雨田（

1995-）,男，研究生，研究方向为超超临界二次再热

机组的灵活性调节，E-mail：

2546443479@qq.

com；[10]张宝，童小忠，罗志浩，等.凝结水节流调频负荷

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段立强（

1973-）,男，教授，研究方向为先进能量系统的集成

与优化，E-mail:

dlq@

ncepu.

edu.

cn

；田李果（1996-）,男，研究生，研究方向为超超临界二次再热

Test

and

assessment

on

load

characteristic

of

frequency机组的节能和优化，E-mail：

1058413943@qq.

com.(上接第95页)TIAN

Liang，

ZENG

Deliang，

LIU

Jizhen，

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A

sim­plified

non-linear

dynamic

model

of

330MW

unit

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Proceedings

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the

CSEE,

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Study

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real-time

correction

method

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coal

calorific

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power

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coal

consumption

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coal-fired

power

units

based on

big

data

[

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Thermal

Power

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sludge

blending

combustion

performance

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300MW

subcritical

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李泽铭（1996-）,女，硕士研究生，研究方向为基于数据融合的

燃煤发热量软测量，E-mail：

674708525@

qq.

com；田亮（

1976-）,男，副教授，研究方向为大型火电机组建模及软boiler

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Energy

Conservation

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Environmental

Pro­测量，E-mail：

tl0615@sina.

com-