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        600MW超臨界機組中低負荷優(yōu)化分析

        2016-12-31 00:00:00呂興城
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年21期

        摘 要:為提高機組性能,進一步降低機組中低負荷運行時的供電煤耗,某電廠對1號機組進行中低負荷經(jīng)濟性運行的優(yōu)化分析。文章主要對汽輪機配汽方式進行優(yōu)化研究,提高機組中低負荷運行經(jīng)濟性,具有明顯節(jié)能效果。

        關(guān)鍵詞:汽輪機;優(yōu)化;順序閥;經(jīng)濟性

        1 概述

        某電廠1號機組汽輪機為東方汽輪機廠制造的超臨界、一次中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機,機組型號為N600-24.2/566/566。1號汽輪機調(diào)門配汽曲線當(dāng)前采用全電調(diào)控制的復(fù)合配汽方式,該配汽方式在啟動和低負荷階段采用節(jié)流配汽方式運行,在高負荷下過渡到噴嘴配汽方式運行。由于機組參與調(diào)峰頻繁,運行峰谷差較大,造成機組在低負荷時的節(jié)流損失較大,經(jīng)濟性較差。為適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰和提高機組經(jīng)濟性,進一步降低機組中低負荷運行時的供電煤耗,有必要對其配汽方式進行優(yōu)化。

        2 汽輪機配汽優(yōu)化分析

        2.1 高壓調(diào)節(jié)閥開啟順序

        1號汽輪機具有4個高壓調(diào)節(jié)閥,分別與4個噴嘴組相對應(yīng),噴嘴組1、3安裝于上半缸,噴嘴組2、4安裝于下半缸,在充分考慮汽輪機啟、停及運行的安全性與經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上,結(jié)合已投運機組的運行經(jīng)驗,確定本機組順序閥下的閥門開啟順序為:CV1CV3→CV4→CV2,即CV1和CV3同時先開,接著開CV4,最后開CV2。

        2.2 閥門重疊度

        采用噴嘴調(diào)節(jié)時,多個調(diào)節(jié)閥依次開啟,在前一閥門尚未全開時,下一閥門便提前打開。我們將后閥開啟時,前閥通流量占其最大通流量的百分比定義為閥門重疊度。閥門重疊度的設(shè)置對汽輪機的調(diào)節(jié)特性和經(jīng)濟性均有一定影響。重疊度小,總流量特性線性度較好,但閥門節(jié)流損失大,經(jīng)濟性較低;反之重疊度大,總流量特性線性度較差,但閥門節(jié)流損失小,經(jīng)濟性較好。因此,1號汽輪機順序閥運行模式下閥門的流量重疊度取95%。

        2.3 調(diào)門配汽曲線

        在閥序優(yōu)化和重疊度的基礎(chǔ)上,并考慮機組振動等安全因素,得到優(yōu)化后的配汽曲線見圖1。

        3 閥序切換試驗及結(jié)果分析

        3.1 閥序切換

        分別在300MW、400MW工況下,1號機采用CCS模式進行了閥序切換試驗,并試驗了中停和回切功能,各負荷點閥序切換過程正常。閥序切換試驗完成后,機組正常運行投入新順序閥模式,可連續(xù)穩(wěn)定運行。閥序切換的操作要點如下:(1)機組負荷在260MW~500MW之間,退出機組AGC和一次調(diào)頻,檢查機組CCS控制方式運行正常,且未進行閥門活動試驗。(2)檢查機組負荷、主再熱蒸汽壓力和溫度穩(wěn)定后,點擊閥序切換按鈕,開始切換倒計時(總時長為600s),檢查DEH中一次調(diào)頻自動退出。(3)檢查機組各高壓調(diào)門逐步切換至順序閥開度,CV1、CV3開大,CV4、CV2關(guān)小,汽輪機各軸承溫度和振動參數(shù)正常。如機組負荷偏差超過20MW檢查切換自動中停,機組負荷偏差小于5MW時切換繼續(xù)。如切換過程中參數(shù)異常時可手動中停,正常后點擊切換按鈕繼續(xù)切換。如無法切換時則可回切,恢復(fù)復(fù)合閥配汽方式。(4)倒計時顯示為零,閥序切換方框顯示為順序閥狀態(tài),操作完成,DEH畫面中一次調(diào)頻自動投入,再投入機組滑壓、AGC和一次調(diào)頻,檢查機組各參數(shù)正常。

        3.2 試驗結(jié)果分析

        1號機將復(fù)合閥配汽改進為順序閥配汽,并進行了熱力性能試驗,試驗結(jié)果如表1所示。

        由表1可知:(1)300MW工況下,優(yōu)化后發(fā)電煤耗下降1.78g/(kW·h),供電煤耗下降1.86g/(kW·h)。(2)400MW工況下,優(yōu)化后發(fā)電煤耗下降1.57g/(kW·h),供電煤耗下降1.36g/(kW·h)。

        3.3 存在的問題

        3.3.1 汽輪機調(diào)節(jié)級超溫。1號機在順序閥下運行,特別是在升負荷過程中,調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度會短暫超過530℃,通過調(diào)閱調(diào)節(jié)級蒸汽溫度超溫曲線可以發(fā)現(xiàn),超溫往往發(fā)生在迅速升負荷過程中CV4開度達到40%以上時且CV2開度在20%以下時的階段。由于調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度測點安裝在CV2對應(yīng)的噴嘴組動葉后,當(dāng)CV2開度較小時,通過CV2的小股氣流節(jié)流損失大,未膨脹降溫,汽流溫度較高,此時調(diào)節(jié)級溫度僅反映了該股汽流的溫度,并未反映出通過調(diào)節(jié)級后主流蒸汽的溫度,此溫度不能代表汽缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子的金屬溫度。因此,1號機在順序閥配汽方式下,加負荷過程超溫只是表面現(xiàn)象,汽缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子表面金屬溫度實際并未超溫,在當(dāng)前狀態(tài)下,機組可連續(xù)運行。

        3.3.2 汽輪機1、2號瓦溫高。1號機在順序閥下運行時,1、2號瓦溫最高可達100℃。因機組在復(fù)合閥下運行時1、2號瓦溫就已經(jīng)偏高,約83℃左右,改進為順序閥配汽后,汽機變?yōu)樯线M汽方式,轉(zhuǎn)子增加了向下的受力,瓦溫必然升高。當(dāng)前1、2號瓦溫雖然最高可達100℃,但瓦溫一直維持穩(wěn)定,距離報警值還有一定距離,且瓦溫升高的原因比較明確,即新配汽方式改變轉(zhuǎn)子受力,在此原因下瓦溫不會突然升高。因此,當(dāng)前1、2號瓦溫高不影響機組連續(xù)運行。

        4 結(jié)束語

        (1)由各高壓調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線,在閥序優(yōu)化和重疊度的基礎(chǔ)上,并考慮機組振動等安全因素,提出優(yōu)化后的配汽曲線。在不同工況下進行閥序切換試驗,切換過程正常。試驗完成后,機組正常運行投入順序閥方式,可連續(xù)穩(wěn)定運行。(2)將復(fù)合閥配汽改進為順序閥配汽,可提高機組運行經(jīng)濟性:300MW工況下,優(yōu)化后發(fā)電煤耗下降1.78g/(kW·h),供電煤耗下降1.86g/(kW·h);400MW工況下,優(yōu)化后發(fā)電煤耗下降1.57g/(kW·h),供電煤耗下降1.36g/(kW·h)。雖然存在1、2號瓦溫高和調(diào)節(jié)級超溫問題,但不影響機組連續(xù)穩(wěn)定運行,節(jié)能效果明顯。

        參考文獻

        [1]東方汽輪機(集團)股份有限公司.N600-24/566/566 600MW中間再熱凝汽式汽輪機熱力特性說明書[Z].2005,05.

        [2]DL/T656-2006.火力發(fā)電廠汽輪機控制系統(tǒng)驗收測試規(guī)程[S].

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