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200MW汽輪機閥門特性曲線優化

200MW汽輪機閥門特性曲線優化

2011/5/14 16:48:00

                                  1 前言
                                 
                              秦皇島發電有限責任公司2號汽輪機組為哈爾濱汽輪機廠生產,型號C145ö/200-130/535/535,一次中間再熱、抽氣冷凝式汽輪發電機組,從投產至今經過數次設備更新改造,整個機組DCS系統為北京BHC公司HACS-5000M系統,DEH系統為上海新華公司DEH2ËA控制系統。為提高機組的經濟性,利用2005年9月份機組大修時間,對汽輪機通流部分進行了全面改造,并取得了良好的節能增容效果。但在協調控制方式時,DEH負荷控制精度不高,存在負荷指令變化量與發電機功率的變化量不成比例,例如,漲同樣的負荷,需要輸出給DEH的負荷指令時大時小,造成負荷調節波動較大,單純通過調節PID參數無法達到預期效果,致使協調調節品質差,機組不能長期可靠地在AGC方式下運行。經過多次負荷調節曲線分析,就是實發功率不能及時跟隨負荷指令的變化而變化,根本原因在于DEH閥門流量特性曲線和實際機組的閥門流量特性存在一定差別,需要通過試驗對其進行整定,以達到最佳的調節效果。理論上講,2號機組進行了通流部分改造,且DEH改造也有5年之久,為提高機組的經濟運行也應進行一次閥門流量特性的測試。為此,汽輪機閥門特性曲線優化項目安排在2007年2號機組D級檢修中進行。
                                  2 DEH負荷控制原理
                                 
                              DEH控制系統根據機組負荷要求,計算出與當時主汽參數相對應的流量值,經過高低負荷限制,輸出到閥門管理程序,通過閥門管理程序換算成與之對應的閥門開度。單閥運行時,汽輪機總的流量信號平均加到各個高壓調節門上;順序閥控制時,流入汽輪機的蒸汽流量是各閥門流量的總和,它將按順序依次加到GV1-GV4上,各閥門按順序啟閉,相鄰的兩個閥門在開啟時有一定的重疊度。通常認為當閥門前后的壓力比P2/P1=0.95~0.98時,閥門就算全開。重疊度的選取要經過方案比較,一般以前一閥門開至閥門前、后的壓力比P2/P1=0.85~0.90時,后一閥就開始開啟為合適,而閥門流量特性曲線就是流量與閥門開度轉換的函數。
                                  3 閥門流量特性曲線整定必要性
                                 
                              閥門流量特性是指流經閥門的蒸汽流量與閥門開度的對應關系,是由機組結構及閥門結構決定的固有關系。它直接影響著調節系統的品質和機組運行的經濟性。閥門流量特性曲線就是流量與閥門開度的函數曲線。在DEH中,如果流量曲線與實際機組閥門流量特性存在差異,則在閥門切換過程中負荷擾動就比較大,運行中負荷控制精度降低。相差較大時,則會導致更多問題。如單多閥切換過程中機組負荷擾動大,運行中軸承溫度升高、軸振動增大,汽輪機主要運行參數出現異常變化,直接影響到機組的安全運行。
                                 
                              新機組閥門的流量特性曲線,由汽輪機設計中通過理論計算獲得。但實際中由于閥門安裝、LVDT安裝誤差、調試誤差、機組閥門桿熱脹冷縮,以及閥門長期運行后閥頭ö閥座型線改變,機組通流改造等原因,會影響閥門流量特性曲線,因此閥門流量特性曲線通常借助試驗來進一步整定。
                                  經試驗整定后,使閥門流量曲線與實際機組閥門流量特性相符,達到以下效果:
                                  (1)單多閥切換進行更平穩,負荷擾動較小,通常小于5MW。
                                 
                              (2)減小切換及負荷增減過程中對汽輪機重要參數的影響,保證機組安全穩定地運行,機組負荷、主汽溫度、主蒸汽壓力等參數更為穩定。
                                 
                              (3)在切換及負荷變化過程中,汽流變化平緩,瓦溫、振動能夠得到一定的改善,不會出現較大變化,保證機組安全穩定地運行。
                                  (4)可以方便修改閥門的開啟順序,進一步改善和提高機組運行效率。
                                  4 流量特性曲線的整定
                                 
                              2007年5月,在2號機組大修期間,進行了閥門流量特性試驗,通過試驗數據修改了原閥門流量特性曲線。試驗方案如下:
                                  4.1 試驗目的
                                  (1)測取單閥方式下,高壓調門行程h和流量(調節級壓力)特性。
                                  (2)測取順序閥方式下,閥門重疊度為零時,高壓調門行程h和流量(調節級壓力)特性。
                                

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