摘要：本文针对1000MW机组铭牌功率、最大功率等各种工况定义进行阐述，以及对汽轮机容量设计的要求和规定进行了说明，并对上海汽轮机厂生产的超超临界参数、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、空冷凝汽式汽轮机的各种工况容量进行了分析，为1000MW机组汽轮机选型提供了参考依据。
关键词：铭牌功率 通流能力裕量 VWO工况流量
1 汽轮机工况定义及容量规范
1.1前言
汽轮机工况定义及容量规范是火电厂设备配置的中心环节。汽轮机制造商按机组的铭牌功率、最大功率进行定义，并且按用户要求的铭牌功率与最大功率差值进行各种工况热平衡计算，提供相应的发电功率、蒸汽流量等参数。
汽轮机工况定义及容量规范不仅是电厂和汽轮机制造商合同的重要内容，在商务上有明确的性能保证条款，而且也是选配锅炉、电机及热力系统附属设备技术规范的依据。对汽轮机制造商而言，规范的工况定义实际上是一个用来确定汽轮机通流能力裕量的设计导则。
汽轮机的工况定义最初使用的是原电力部行业标准《DL/T8-2004》，随着技术进步开始使用《GB5578-2007》标准，2007年4月在关于我国空冷机组工况定义的研讨会上明确建议我国空冷机组参照国际标准IEC60045-1相关规定。
长期以来，我国的电力用户很少关注热力系统运行的超负荷问题，机组在长期运行中一旦出现出力不足的问题，通常主要问责对象总是汽轮机设计方。在这种观点的指导下，一度出现要求汽轮机设计裕度越来越大的倾向。以DL/T8-2004为例，规范要求的汽轮机通流能力设计（相对额定被压、额定功率）裕量达到12%-13%，机组全寿命期内，最恶劣边界条件下保持铭牌出力的功率储备全部由汽轮机通流设计来承当。按照这种规范配置的汽轮机发电机组，在85%~90%的能力下，已能发出额定出力，因此机组长期在部分负荷下运行，不仅浪费了设备的能力，而且明显降低了机组运行的经济性。
1.2 IEC60045-1对汽轮机容量设计的要求
IEC60045-1标准要求汽轮机的额定功率（TRL)就是最大保证连续功率（T-MCR），同时也是机组的热耗保证工况（THA)，三者相统一。汽轮机最大的通流容量VWO工况没有明确的设计裕量大小，一般按取T-MCR工况容量的100%~105%的原则设定。
这种对汽轮机容量设计要求的特点是：
1.2.1将汽轮机热力性能的三大指标：铭牌工况、最大连续出力工况、热耗验收工况合为同一工况，相比以额定背压和高背压分别作为汽轮机性能和容量设计基准的DL/892和GB5578标准，从热力气动原理的角度来看，IEC规范对汽轮机性能设计要求统一、清晰，因此更为科学、合理。
1.2.2汽轮机额定工况的流量非常接近VWO工况流量，与其他规范相比，电厂所有设备的能力得到充分利用。与DL/892规范相比，使电厂机组的铭牌出力增加约7%，大幅降低了单位千瓦的设备投资和运行成本；在相同的平均负荷率下，可降低机组全年的运行能耗0.5%-0.7%。
1.2.3 IEC60045规范是一个对设计、制造、安装质量以及运行水平要求更高的规范。
1.2.4 IEC60045规范是以汽轮机全寿命周期运行最高效率为确定原则。
1.3 汽轮机通流设计裕量不作为机组实际运行的出力储备
由于通常按IEC规范，汽轮机最大通流设计（VWO）相对TMCR容量仅大0%-5%之间，而机组实际运行时，热力边界条件的改变，即全寿命周期内因设备老化、系统和参数偏离的因素，处理累计降低的最大量级约为12%（按老化3%、冷却温度高低影响7%、系统参数合计泄漏偏差2%计算）。按IEC规范的定义，汽轮机通流部分的设计（功率）裕度不能弥补因机组实际运行边界条件变化而造成的出力下降，即使不考虑机组设备的正常老化和运行参数系统的偏差，汽轮机通流能力也不能满足夏季工况机组额定（铭牌）功率的要求。IEC规范对汽轮机容量设计的基点是机组获得尽量高的经济性（高效率和降低单位容量成本），而不是考虑实际运行出力的贮备。
1.4 改变热力边界条件以获得汽轮机最大超负荷能力
规范要求在规定的超负荷边界条件下，VWO调门全开时汽轮机应具有发出最大超负荷功率的能力。这个超负荷能力的来源不是汽轮机的通流部分，而是改变汽轮机热力系统的边界条件，当然也包括锅炉热容量的超发。
1.4.1无事故切除高加，在阀门开度不变时机组出力约增加6.5%。
1.4.2提高新蒸汽进汽压力，规程要求在连续12个月内主汽压力均值不超额定压力的前提下，机组具有主汽压力超压5%连续运行的能力，即进汽流量增加5%，机组出力增加约4.5%。
1.4.3其它措施
通过节流低压加热器水侧、汽侧、除氧器汽侧等措施以提高机组出力。
2.长治发电汽轮机选型情况
我厂汽轮机选用的是上海汽轮机厂生产的超超临界参数、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、空冷凝汽式汽轮机。合同约定汽轮机工况定义采用IEC60045-1标准，各工况定义如下：
2.1铭牌功率（额定、最大连续功率）工况(TRL、T-MCR)
汽轮机额定功率既是铭牌功率是也是最大连续功率（TMCR）工况下出力为1039MW，额定初参数为：28MPa(a)/600℃/620℃，额定进汽量为： 2998.9t/h，额定背压为：11kPa(a)。
2.2热耗率验收工况（THA）
热耗率验收(THA)工况除补水率为0%以外，其它条件同铭牌功率(T-MCR)工况，机组功率为1039MW。
2.3汽轮机组调节门全开（VWO）工况
阀门全开（VWO）工况出力为1076.524MW，也是最大计算负荷，约为TMCR工况容量的104%。
2.4夏季工况
在夏季情况下机组出力为969.638MW，汽轮机进汽量为2998.9t/h，夏季工况背压为25kPa(a）。
冬季采暖抽汽由汽轮机中压缸排汽管道抽出，在中低压缸连通管上预留采暖抽汽接口；单台汽轮机最大采暖抽汽量暂按 450t/h，额定采暖抽汽量为 315t/h ，额定抽汽压力/ 温度为0.514MPa(a)/270.2℃。
作者简介：
王晋荣： 1970年2月, 男,山西襄汾人,大专业 ,助理工程师,山西漳泽电力长治发电公司从事汽机管理工作。