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。

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。

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。

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。

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。

中文名称

燃气轮机尖峰负荷额定输出功率

英文名称

peak load rated output of gas turbine

定　　义

燃气轮机在规定的条件和在透平尖峰负荷的额定温度下，并处于新和清洁状态下运行时的标称或保证的输出功率。

应用学科

电力（一级学科），汽轮机、燃气轮机（二级学科）

为满足尖峰负荷的需要，一般以蓄能水电站或燃气轮机电站来解决。但蓄能水电站受到地理条件的限制，不能广泛采用。燃气轮机发电机组在每年总运行时同不超过500小时的情况下，其程济性还是很好的。但如每年总运行时同为500～3000小时，则其经济性能就不如大容量简单循环的蒸汽轮机。于是尖峰负荷锅炉，应运而生 。

为了减小LS,对连接线进行“短”“粗”“直”方式的处理,但由于空间和总体布局的限制,光靠接线是不能消除电流尖峰的影响,所以采取以下措施。

尖峰电流在直流母线侧并联吸收电容

在输入端靠近开关管的直流母线上并联一个电容CZ,对抑制开关管两端电流尖峰有一定的效果。开关管关断时输入回路的等效电路假定开关管V关断时刻,输入电流(电感LS的电流)为II,电容CZ上的初始电流为Ui。

在杂散电感LS存在的情况下,如果不采取任何措施,例如不加缓冲电容CZ(相当于CZ→0),则uZmax→∞(理想情况),容易产生很大的电流尖峰,这与上面的分析是一致的。在其它条件一定的情况下,输入电流II越大,uZmax越大,即电流尖峰问题容易在大功率、大电流电路中出现,这与经验常识也是一致的。当并入一个电容CZ以后,情况得到了改善,CZ越大,LSCZII越小,对电流尖峰的抑制效果越明显。考虑到成本问题,CZ也不是越大越好。LS的精确数值通常是不知道的,CZ的取值通常要通过实验来选取。在选择电容CZ时,要选择高频特性好的无感电容。

尖峰电流开关管两端加缓冲电路

在开关管两端加缓冲电路(由VD1、R1、C1构成),对于吸收开关管两端的电流尖峰也有比较好的效果。缓冲电路的原理所由于工艺的关系,主电路的直流输入端和开关管的集电极之间存在杂散电感LS1,发射极和主续流二极管之间有杂散电感LS2。当开关管关断瞬间,输入电流通过LS1、VD1、C1、LS2和Ui构成续流回路。开关管关断瞬间,输入电流为II,缓冲电容C1的电流为0。在大功率BUCK电路中如果布线不当,杂散电感LS1、LS2比较大且不采取缓冲措施(相当于C1→0)的话,开关管两端要承受很高的电流尖峰(uTmax→∞)。反之,缓冲电容C1取值越大,uTmax越小,越有助于电流尖峰的吸收。当开关管开通时,C1、R1和开关管V构成放电回路，缓冲电容C1中存储的电流尖峰的能量在R1中消耗掉。设流过开关管V的缓冲电容最大放电电流为ITmax,放电时间为τ,电阻R1消耗的功率为P,开关管V的开关频率为f。忽略V的开通压降,显然有:

从开关管的安全工作来考虑,希望ITmax越小越好,R1值要取大一些。但R1过大会造成放电时间τ过长,不利于开关管工作。同样,C1也不能取值过大,否则τ太长,并且R1的功耗太大,影响效率。可见缓冲电路中R1、C1的取值既不是越大越好,也不是越小越好,需要根据电路的实际情况仔细选择。注意R1、C1要选择高频特性好的无感电阻和无感电容,VD1选择快恢复二极管。