超低负荷工况下汽轮机末级运行特性及其优化机制探索.pdf

第53卷第6期Vol.53No.6

2024年6月THERMALPOWERGENERATIONJun.2024

DOI:10.19666/j.rlfd1

超低负荷工况下汽轮机末级运行特性及其

优化机制探索

112,32,345

彭世亮，王卫良，吕俊复，柯希玮，刘志东，马庆中

（1.暨南大学重大工程灾害与控制教育部重点实验室国际能源学院（能源电力研究中心），广东珠海519070；

2.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，北京100084；

3.怀柔实验室山西研究院，山西太原030006；4.广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海519050；

5.山西国锦煤电有限公司，山西吕梁030500）

［摘要］构建以新能源为主体的新型电力系统，对燃煤发电机组深度调峰和超低负荷运行提出了越

来越严苛的要求，进而对汽轮机组低负荷安全运行提出了越来越严峻的挑战。采用数值模

拟方法，基于低负荷工况下汽轮机末级运行性能的深入分析，着重研究探索了不同解决方

案在超低负荷工况下的工作机理与优化效果。研究发现，当机组从中低负荷下降到超低负

荷时，末级叶片附近出现间隙涡、回流涡和分离涡等涡群，其范围随着负荷的减小逐渐扩

大。低负荷工况降低机组背压和低压缸切缸运行是弱化汽轮机涡流、提高末级性能的有效

途径，二者结合使用效果更佳。例如，在20%热耗率验收（THA）工况条件下，将背压从

4.9kPa降低到2.5kPa，使得末级涡群影响范围明显减小，转子叶片转矩从–38N·m增加到

73N·m，末级运行性能明显改善。在10%THA工况下，采用降低背压和低压缸切缸相结

合可使叶顶间隙涡完全消失，回流涡和分离涡的径向长度都减小50%以上；优化后的动叶

转矩增加了约130N·m，末级运行性能改善效果显著。

［关键词］汽轮机；低负荷工况；涡流；背压；切缸

［引用本文格式］彭世亮,王卫良,吕俊复,等.超低负荷工况下汽轮机末级运行特性及其优化机制探索[[J].热力发电,2024,

53(6):65-78.PENGShiliang,WANGWeiliang,LYUJunfu,etal.Operatingcharacteristicsandoptimizationmechanismofthe

finalstageofsteamturbineunderultra-lowloadconditions[J].ThermalPowerGeneration,2024,53(6):65-78.

Operatingcharacteristicsandoptimizationmechanismofthefinalstageof

steamturbineunderultra-lowloadconditions

112,32,345

PENGShiliang,WANGWeiliang,LYUJunfu,KEXiwei,LIUZhidong,MAQingzhong