300MW機組汽輪機高調(diào)門流量特性曲線優(yōu)化應(yīng)用

酒鋼集團(tuán)宏晟電熱公司 甘肅 嘉峪關(guān) 735100

1 前言

嘉峪關(guān)宏晟電熱有限公司4號機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.7-537/537型，一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽純凝機組，改造為打孔抽汽供熱機組。在機組投入運行5年后經(jīng)過通流改造增容為C320-16.7-537/537型機組。配置兩臺高壓主汽門、每個高壓主汽門對應(yīng)3個高壓調(diào)節(jié)汽門，兩臺中壓主汽門和兩臺中壓調(diào)節(jié)汽門。DCS系統(tǒng)采用Ovation控制系統(tǒng)。汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)與DCS系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)一體化，包括計算機控制部分和EH液壓執(zhí)行機構(gòu)部分。機組在正常運行過程中，DEH控制系統(tǒng)接受閥位指令或運行人員通過操作員站所發(fā)出的增、減指令，采集汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率以及調(diào)節(jié)閥的位置反饋等信號，進(jìn)行分析處理和綜合計算，輸出控制信號到各個電液伺服閥，改變調(diào)節(jié)閥的開度，以控制機組的運行。為提高汽機運行效率，DEH系統(tǒng)提供閥門單閥/順閥切換功能。在單閥情況下，六個高調(diào)門保持相同開度，汽輪機全周進(jìn)汽，有利于汽輪機本體均勻受力、受熱，適合汽輪機啟動工況和調(diào)門故障的情況。

2 汽輪機流量特性曲線試驗

2.1 汽輪機高調(diào)閥全開至高調(diào)閥5閥全開工況流量特性曲線試驗

2.1.1 試驗開始前機組由正常運行狀態(tài)調(diào)整至高調(diào)閥全開工況，穩(wěn)定20min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定。

2.1.2 給定指令將計劃關(guān)閉的GV1、GV2、GV3調(diào)門分別逐步全關(guān)。目標(biāo)調(diào)門在以下開度下穩(wěn)定3～5min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定，記錄數(shù)據(jù)：0、5、10、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、40、42、45、50、60、70、80、100。觀察參數(shù)穩(wěn)定，分別開啟GV1、GV2、GV3調(diào)門至全開。保證每個調(diào)門開行程和關(guān)行程各測試一次。

2.2 汽輪機高調(diào)閥5閥全開至4閥全開工況(GV6)流量特性曲線試驗

2.2.1 試驗開始前機組由正常運行狀態(tài)調(diào)整至高調(diào)閥5閥全開工況，穩(wěn)定20min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定。

2.2.2 給定指令將計劃關(guān)閉的GV3調(diào)門分別逐步全關(guān)。目標(biāo)調(diào)門在以下開度下穩(wěn)定3～5min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定，記錄數(shù)據(jù)：0、5、10、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、40、42、45、50、60、70、80、100。觀察參數(shù)穩(wěn)定，分別開啟GV3、GV6調(diào)門至全開。保證每個調(diào)門開行程和關(guān)行程各測試一次。

2.3 汽輪機高調(diào)閥4閥全開至3閥全開工況(GV5)流量特性曲線試驗

2.3.1 試驗開始前機組由正常運行狀態(tài)調(diào)整至高調(diào)閥4閥全開工況，穩(wěn)定20min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定。

2.3.2 給定指令將計劃關(guān)閉的GV3、GV6調(diào)門分別逐步全關(guān)。目標(biāo)調(diào)門在以下開度下穩(wěn)定3～5min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定，記錄數(shù)據(jù)：0、5、10、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、40、42、45、50、60、70、80、100。觀察參數(shù)穩(wěn)定，分別開啟GV3、GV5、GV6調(diào)門至全開。保證每個調(diào)門開行程和關(guān)行程各測試一次。

2.4 汽輪機高調(diào)閥3閥全開至2閥全開工況(GV4)流量特性曲線試驗

2.4.1 試驗開始前機組由正常運行狀態(tài)調(diào)整至高調(diào)閥3閥全開(GV1GV2GV4)工況，穩(wěn)定20min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定。

2.4.2 給定指令將計劃關(guān)閉的GV3、GV5、GV6調(diào)門分別逐步全關(guān)。目標(biāo)調(diào)門在以下開度下穩(wěn)定3～5min，觀察汽機各監(jiān)視段溫度逐漸穩(wěn)定，記錄數(shù)據(jù)：0、5、10、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、40、42、45、50、60、70、80、100。觀察參數(shù)穩(wěn)定，分別開啟 GV3、GV4、GV5、GV6調(diào)門至全開。保證每個調(diào)門開行程和關(guān)行程各測試一次。

3 流量特性曲線優(yōu)化

DEH中控制系統(tǒng)根據(jù)機組負(fù)荷要求，計算出與當(dāng)時主汽參數(shù)相對應(yīng)的綜合閥位流量值，輸出到閥門管理程序，通過閥門管理程序換算成與之相對應(yīng)的各個高調(diào)門開度指令。單閥運行時，汽輪機總的流量信號平均分配至各個高調(diào)門。順閥控制時，流入汽輪機的蒸汽流量是各閥門流量的總和，按照各高調(diào)門順序閥開啟順序1-2-4-5-6-3依次加到GV1～GV6上，各閥門按順序啟閉。閥門流量特性曲線就是流量與閥門開度轉(zhuǎn)換的函數(shù)。對高調(diào)門流量特性曲線進(jìn)行優(yōu)化：以試驗中的實際閥門流量作為流量指令，經(jīng)過簡化及計算，各高調(diào)門再以各自合適開啟的閥門流量指令為起點進(jìn)行投影計算。

4 結(jié)束語

該機組采用優(yōu)化后的閥門流量特性曲線后，徹底解決了高調(diào)門頻繁震蕩、氣流擊振、負(fù)荷波動大的問題，減少了閥門的節(jié)流損失，節(jié)能效果顯著。通過減少閥門重疊度，達(dá)到節(jié)能目的，并使控制更平穩(wěn)，對提高機組運行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性都有較大的作用。機組在順序閥方式下運行可大大減少調(diào)門的節(jié)流損失，經(jīng)濟效益可觀，取得了較理想的效果。