大型汽輪機閥門管理參數的現場整定
0 前言
對于大型汽輪機而言,一個簡單實用的節能增效措施就是改變汽輪機高壓調節汽門的運行方式,由單閥控制轉換為順序閥控制,從而減少節流損失提高機組效率(1)。同時,精細調整和優化汽輪機的控制參數,減少閥門的無為波動,增加汽輪機的使用壽命。目前,由于網上負荷峰谷差越來越大,為了保證電力生產的供需平衡,保證電網的安全和供電質量,除了建設抽水蓄能電站外,還要求機組可靠地投入AGC功能,根據負荷調度中心的指令隨時改變機組的出力,這就使得汽輪機的精確控制和順序閥控制方式的節能效果更加顯著,也更為必要。
但由于大多數汽輪機閥門管理和控制參數根據原始設計而定,在機組調整試運和生產過程中很少根據設備的實際制造和安裝情況以及機組具體的運行工況進行修正,使得控制參數與實際要求有很大的差別,甚至在控制方式切換時閥門劇烈振蕩,引起機組負荷和主汽壓力波動,從而嚴重影響機組及電網的安全穩定運行,汽輪機的功率控制回路和順序閥控制方式無法正常投入,增加了機組的節流損失,減少了機組的使用壽命,因此,很有必要根據調門的實際流量特性修正閥門的管理參數和控制參數。
本文以某135MW機組為例,給出了一種汽輪機閥門管理參數和控制參數的現場試驗整定方法,詳細闡述了現場試驗方法、試驗數據計算處理,并通過參數修改前后的效果比較,證明了本文方法的有效性。所給出的步驟方法現場實用性強,具有代表性,望對同行能有所幫助。
1 參數整定前現象與分析
1.1 單閥與順序閥兩種控制方式相互切換時負荷擾動大
當機組負荷達到一定值后,一般將閥門運行方式由單閥切換為多閥,但在切換時負荷波動6MW以上,引起主汽壓力及鍋爐燃燒的劇烈波動,造成機組運行不穩定。這主要是因為DEH軟件中閥門管理程序的參數設置不合理,1號和2號高壓調門的設計流量偏低,而3號高壓調門的設計流量偏高,造成調門的總指令與閥門的實際流量非線性。因此,必須對各個調門的流量特性進行試驗,以修正其相應的控制參數。
1.2 投順序閥控制時閥門晃動嚴重
汽輪機順序閥的開啟順序為:先開1號和2號高壓調門至接近全開,然后開3號高壓調門至接近全開,最后開4號高壓調門。問題表現在1號和2號高壓調門接近全開,3號高壓調門開始打開時,3號高壓調門接近全開,4號高壓調門開始打開時,閥門開度均出現劇烈波動,其中,1號和2號高壓調門的反饋晃動幅度達10%,3號高壓調門的反饋晃動2%,4號高壓調門的反饋晃動10%,引起負荷波動接近8MW,從而嚴重影響鍋爐的燃燒和汽輪機的運行穩定。這是因為閥門管理程序中所設置閥門開啟重疊度不合適,引起實際蒸汽流量與流量指令不線性。因此,必須對各個閥門的流量特性曲線尤其是閥門剛開啟時流量特性進行試驗,重新確定閥門開啟的重疊度。
2 參數整定試驗
測試汽輪機各個高壓調節汽門的流量特性,為修正閥門的流量特性曲線和閥門管理參數及閥門開啟的重疊度做準備,具體過程如下。
2.1 進行單、多閥切換試驗
確認汽輪機處于單閥控制方式,由運行人員投入DEH(數字電液控制系統)功率自動控制回路,當機組重要運行參數(包括主蒸汽壓力、再熱蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、凝汽器真空以及機組負荷)穩定后,將汽輪機的運行方式由單閥切換到順序閥,此時根據軟件中原來設置的閥門流量分配方案計算得出的閥門開度指令,在設定的切換時間內,1號、2號高壓調節汽門逐步全開,3號高壓調門處于功率調節方式,4號高壓調門逐步全關(2)。切換過程中發現1號、2號高壓調節汽門在接近全開時反饋晃動接近10%,3號高壓調門晃動接近2%,負荷波動7MW以上。分析具體原因為各個閥門的流量特性設置不準確,閥門開啟的重疊度設置過大,閥門管理的參數設置不合適,引起流量指令與實際流量嚴重不線性所致。
2.2 3號高壓調門的流量特性測試試驗
由運行人員解除DEH功率自動控制回路,投入鍋爐側的主蒸汽壓力自動控制回路,設定主汽壓設定值為機組的額定壓力即13.26MPa,同時調整主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度等參數,使機組嚴格按照額定參數運行,并保證機組的運行穩定。由熱工人員強制1號、2號高壓調節汽門指令為100,強制4號高壓調門指令為零,然后由運行人員在DEH操作站上設置負荷參考指令和負荷變化率,逐步降低機組負荷,使3號高壓調門緩慢關閉。當機組主蒸汽壓力、再熱蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、凝汽器真空以及機組負荷等主要參數運行穩定后,再由運行人員緩慢增加負荷參考指令,使實際功率分別達到110MW、115MW、120MW、125MW、130MW、135MW,當機組運行參數穩定后,在每一個負荷點分別記錄各個<
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