摘 要:為提高機(jī)組性能,進(jìn)一步降低機(jī)組中低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的供電煤耗,某電廠對(duì)1號(hào)機(jī)組進(jìn)行中低負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的優(yōu)化分析。文章主要對(duì)汽輪機(jī)配汽方式進(jìn)行優(yōu)化研究,提高機(jī)組中低負(fù)荷運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,具有明顯節(jié)能效果。
關(guān)鍵詞:汽輪機(jī);優(yōu)化;順序閥;經(jīng)濟(jì)性
1 概述
某電廠1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠制造的超臨界、一次中間再熱、沖動(dòng)式、單軸、三缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī),機(jī)組型號(hào)為N600-24.2/566/566。1號(hào)汽輪機(jī)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(dòng)和低負(fù)荷階段采用節(jié)流配汽方式運(yùn)行,在高負(fù)荷下過渡到噴嘴配汽方式運(yùn)行。由于機(jī)組參與調(diào)峰頻繁,運(yùn)行峰谷差較大,造成機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)的節(jié)流損失較大,經(jīng)濟(jì)性較差。為適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰和提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)一步降低機(jī)組中低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的供電煤耗,有必要對(duì)其配汽方式進(jìn)行優(yōu)化。
2 汽輪機(jī)配汽優(yōu)化分析
2.1 高壓調(diào)節(jié)閥開啟順序
1號(hào)汽輪機(jī)具有4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥,分別與4個(gè)噴嘴組相對(duì)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(jī)啟、停及運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上,結(jié)合已投運(yùn)機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),確定本機(jī)組順序閥下的閥門開啟順序?yàn)椋篊V1CV3→CV4→CV2,即CV1和CV3同時(shí)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(shí),多個(gè)調(diào)節(jié)閥依次開啟,在前一閥門尚未全開時(shí),下一閥門便提前打開。我們將后閥開啟時(shí),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(duì)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)特性和經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)性較好。因此,1號(hào)汽輪機(jī)順序閥運(yùn)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(jī)組振動(dòng)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(yàn)及結(jié)果分析
3.1 閥序切換
分別在300MW、400MW工況下,1號(hào)機(jī)采用CCS模式進(jìn)行了閥序切換試驗(yàn),并試驗(yàn)了中停和回切功能,各負(fù)荷點(diǎn)閥序切換過程正常。閥序切換試驗(yàn)完成后,機(jī)組正常運(yùn)行投入新順序閥模式,可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。閥序切換的操作要點(diǎn)如下:(1)機(jī)組負(fù)荷在260MW~500MW之間,退出機(jī)組AGC和一次調(diào)頻,檢查機(jī)組CCS控制方式運(yùn)行正常,且未進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)。(2)檢查機(jī)組負(fù)荷、主再熱蒸汽壓力和溫度穩(wěn)定后,點(diǎn)擊閥序切換按鈕,開始切換倒計(jì)時(shí)(總時(shí)長為600s),檢查DEH中一次調(diào)頻自動(dòng)退出。(3)檢查機(jī)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(jī)各軸承溫度和振動(dòng)參數(shù)正常。如機(jī)組負(fù)荷偏差超過20MW檢查切換自動(dòng)中停,機(jī)組負(fù)荷偏差小于5MW時(shí)切換繼續(xù)。如切換過程中參數(shù)異常時(shí)可手動(dòng)中停,正常后點(diǎn)擊切換按鈕繼續(xù)切換。如無法切換時(shí)則可回切,恢復(fù)復(fù)合閥配汽方式。(4)倒計(jì)時(shí)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(dòng)投入,再投入機(jī)組滑壓、AGC和一次調(diào)頻,檢查機(jī)組各參數(shù)正常。
3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
1號(hào)機(jī)將復(fù)合閥配汽改進(jìn)為順序閥配汽,并進(jìn)行了熱力性能試驗(yàn),試驗(yàn)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(jī)調(diào)節(jié)級(jí)超溫。1號(hào)機(jī)在順序閥下運(yùn)行,特別是在升負(fù)荷過程中,調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽溫度會(huì)短暫超過530℃,通過調(diào)閱調(diào)節(jié)級(jí)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(fù)荷過程中CV4開度達(dá)到40%以上時(shí)且CV2開度在20%以下時(shí)的階段。由于調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽溫度測點(diǎn)安裝在CV2對(duì)應(yīng)的噴嘴組動(dòng)葉后,當(dāng)CV2開度較小時(shí),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(shí)調(diào)節(jié)級(jí)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(jí)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(hào)機(jī)在順序閥配汽方式下,加負(fù)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(shí)際并未超溫,在當(dāng)前狀態(tài)下,機(jī)組可連續(xù)運(yùn)行。
3.3.2 汽輪機(jī)1、2號(hào)瓦溫高。1號(hào)機(jī)在順序閥下運(yùn)行時(shí),1、2號(hào)瓦溫最高可達(dá)100℃。因機(jī)組在復(fù)合閥下運(yùn)行時(shí)1、2號(hào)瓦溫就已經(jīng)偏高,約83℃左右,改進(jìn)為順序閥配汽后,汽機(jī)變?yōu)樯线M(jìn)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(hào)瓦溫雖然最高可達(dá)100℃,但瓦溫一直維持穩(wěn)定,距離報(bào)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(huì)突然升高。因此,當(dāng)前1、2號(hào)瓦溫高不影響機(jī)組連續(xù)運(yùn)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(jī)組振動(dòng)等安全因素,提出優(yōu)化后的配汽曲線。在不同工況下進(jìn)行閥序切換試驗(yàn),切換過程正常。試驗(yàn)完成后,機(jī)組正常運(yùn)行投入順序閥方式,可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。(2)將復(fù)合閥配汽改進(jìn)為順序閥配汽,可提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(hào)瓦溫高和調(diào)節(jié)級(jí)超溫問題,但不影響機(jī)組連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,節(jié)能效果明顯。
參考文獻(xiàn)
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