国产660MW汽轮机阀门曲线优化探讨.doc

国产660MW 汽轮机阀门曲线优化探讨丁 拥 刘 佳（大唐许昌禹龙发电有限责任公司）【摘 要】本文对汽轮机运行中高压调门及EH 油压波动情况进行分析，在排除外因的基础上，优化高压调门流量特性曲线，合理配置阀门重叠度，最终调门波动得到抑制，机组运行平稳。【关键词】顺序阀 调门波动 流量曲线1 前言大唐许昌禹龙发电有限责任公司期两台新建机组为哈尔滨汽轮机厂制造的660MW 超超临界机组。DEH 采用与DCS 一致的北京日立公司的H5000M 系统。液压系统采用了哈尔滨汽轮机控制工程有限公司成套的高压抗燃油EH 装置。2 台机组投入运行后都曾发生顺序阀方式运行时，主汽门变化时，出现高压调门及EH 油系统油压发生较大的波动，直接影响机组的安全性和经济性。针对此状况我们加以分析，采用相应措施最终解决了波动问题。2 运行中EH 油压波动现象及问题分析某年某月某日，4 号机组正常运转中，高压调门#3 出现锯齿峰，EH 油压在14.4 与14.6MPa 之间波动。此时机组在协调方式下运行，负荷在470MW 左右，汽轮机运行在顺序阀方式。阀门的开启顺序为：GV1,2GV3GV4。查询相关参数：EH 油箱油位未发生变化，EH 油外部系统无漏油，高压调阀未发生卡涩现象，高压蓄能器无异常。但是EH 油泵电流在20.6 与22.9A 之间波动。GV1、2 工作在阀门流量特性拐点附近，此时流量指令微小的变化引起GV1、2 的大幅振荡。实时曲线如下图：全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 汽机33根据以上现象分析，EH 油压波动的原因有二：1、阀门流量特性曲线函数设置不合理，正常运行中GV 阀位给定工作中70 到85%之间，这个区间刚好是阀门流量特性拐点附近，流量指令微小的变化引起GV1、2 的大幅波动。本机组的阀门流量特性曲线是DEH 出厂时的预置值，由于现场安装等因素的影响，高压调门实际的流量特性与DEH 中预置的流量特性曲线会有一定的差异，导致高压调门存在节流损失影响高压缸效率及阀门波动较大问题。为了改善机组调节特性，决定进行调门优化试验。2、GV1、2 伺服阀长期在此工况下运行，滑阀放大器的刃边磨损或径向阀芯磨损，造成零偏增大，增益下降，伺服阀存在轻微泄漏。待停机更换伺服阀。3 高压调门流量特性试验方法根据问题的分析，决定进行阀门流量特性优化试验高压调门流量特性试验前考虑三个因素：1、在保证机组正常稳定运行的前提下进行的，保持主汽压、主汽温度、真空的相对稳定；2、本机组四个调门的机械行程与流量特性是一致的；3、如果单检测一个门如果此门本身有缺陷的话又不能代表全部的门。鉴于以上原因，本机组顺序阀方式下开启顺序为GV1,2GV3GV4，拟定检测GV3、GV4 的流量特性曲线。试验方法为：1、机组负荷350420MW，退出协调功能，DEH 开环，人工强制#1、#2 高压调门在全开状态，#3、#4 高压调门在全关状态，按照滑压运行曲线调整发电机功率和主汽压力，分别对#3、#4 高压调门强制开启，监视各轴承、轴瓦振动，轴瓦温度、轴承回油温度在允许范围内，每变化310%，稳定运行1 分钟，记录相关数据。2、在开启#3 或#4 高压调门后再慢慢强制关闭调门，每变化310%，稳定运行1 分钟，记录相关数据。3、对记录数据进行处理，绘制高压调门的开度流量曲线。4、试验过程中记录发电机功率、主蒸汽流量、总阀位指令、高压调门行程、主汽压、主汽温、高压调门后压力、调节级压力、高缸排汽压力、高缸排汽温度、再热汽压力、再热汽温度、中缸排汽压力、中缸排汽温度、真空等。主汽压力分辨度要小于0.006MPa、调节级压力分辨度要小于0.025MPa、调门行程分辨度要小于0.1%。5、试验后绘制GV3、GV4 阀门开度-流量特性曲线入图2。由图可知原曲线设置不合适，还存在阀门节流损失。图2 GV3/4 开度-流量特性全国火电600MW 级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 汽机346、根据试验数据，经合理简化、计算及选取合适的重叠度，拟合出与实际情况较吻合的顺序阀方式下优化后的阀门流量特性函数，优化前后的顺序阀及单阀方式阀门流量特性曲线对比如图3、4所示。顺序阀方式优化前后曲线020406080100120-20 0 20 40 60 80 100 120总流量指令开度GV1/2优化后GV3优化后GV4优化后GV1/2优化前GV3优化前GV4优化前图3 优化前后顺序阀管理参数单阀优化前后曲线020406080100120-20 0 20 40 60 80 100 120总流量指令开度优化后优化前图4 优化后单阀管理参数6 结论结论一：机组阀门经过阀门流量特性曲线优化，合理调整阀门重叠度，减少因调门开度过低造成的节流损失，高压阀门波动情况得到很大的改善，提高了机组的安全性；同时经过阀门曲线优化，相同工况下机组煤耗降低2g/kwh，提高了机组的经济性。结论二：阀门曲线优化前进行TV、GV 阀门活动试验时，负荷波动在30MW 以上，优化后进行全国火电600MW 级_机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 汽机35试验时负最大负荷波动15MW，大大提高了阀门活动试验时机组的安全稳定运行。参考文献：1 河南电力试验研究院许昌禹龙发电有限责任公司#4 汽轮机