汽轮机调门重叠度的优化和调整

1、汽轮机调门重叠度优化和调整1 汽机调门重叠度简介1.1 定义：采用喷嘴调节时，多个调节汽门依次开启，在前一个调门尚未全开时，后一调门 便提前打开。当前一个调门全部打时，下一调门提前开启量称为阀门重叠度。1.2 目：设置重叠度目是为了使汽机控制指令及蒸汽流量成线性关系，保证机组良好调节 特性，有利于机组滑参数运行。1.3 作用：a）影响调节特性：多个调门依次开启，若后阀在前阀全部开启后才开启，那么根 据单个阀门特性可以推断出多个阀门升程及流量关系呈波形曲线，显然这是不符合调 节系统静态特性曲线，为了使配汽机构特性曲线比较平滑，一定要设置重叠度。b）影响机组经济性：重叠度过大，即前一阀门开度较小时

2、，后一阀门就已开启， 会加大节流作用，此时节流损失变大，对机组经济性影响也最大。重叠度较小或无重 叠度时，节流损失最小，能提高机组经济性，但影响调节特性。1.4 特性：下面图1和图2分别为单阀和多阀联合升程流量特性：5 / 5最大升程有效升程.单阀升程流量特性说明：a）图1为典型单阀升程流量特性曲线，对于单一调门，这种特性曲线是一定，可 以通过试验方法得出。b）从图1我们可以看出在阀门开度50%左右，出现拐点，特性逐步开始呈非线 性。c）从图1可以得出阀门有效升程，数值在70%左右，此后阀门再开大，流量增 加较少。图2询节汽阀的联合升程流量特性说明：a）多个阀门联合特性就只取决于阀门开启重叠度

3、。b）图2中曲线i选择重叠度过小，即前一阀开度很大后才开后一阀，系统在调节 时会生产较大波动，在后一阀门将开启时，会发生调门大幅窜动情况。c）图2中曲线u选择了合理重叠度，阀门联合升程流量特性波动小，系统调节性 能基本呈线性，稳定性最好。d）图2中曲线hi选择重叠度过大，除前面所讨论会使经济性下降外，还会破坏升 程流量特性线性度，会使两个阀门重叠部分流量增长过快，产生局部不等率变动，当 汽机在该功率下运行时，有可能出现晃动。2 重视调门升程流量特性变化阀门重叠度有两种表述：行程重叠度和压力重叠度。行程重叠度：zh = 1 -h1 / hmax式中出为后阀开始开启时前阀行程，hm”为前阀全开行程

4、。压力重椁度：&p = 1 -ppmax式中pmax和pl为后阀开始开启时，前阀前、后压力。行程重叠度只有几何意义，没有热力学意义，压力重叠度才是决定调门调节特性关键参数，一般以前一阀门开至前、后压力比p/pgx=0.850.90时，后一阀开启较为 合适。然而，在deh调节系统中，只能对行程重合度进行设定，不计算压力重叠度。 另外，压力重叠度是会改变，在机组大修时，由于阀门进行过行程调整和密封面研磨, 阀门各部件由于损坏而更换等情况，特性曲线会产生意想不到偏差。单个阀门升程流 量特性发生变化，此时若行程重叠度设定不变，会使调门调节特性改变，会直接影响 汽机经济性和调节特性。所以，应该定期对调门

5、升程流量特性进行测定，对压力重叠 度进行标定，保证机组调节特性满足稳定高效要求。最佳重叠度确定原则是应考虑在调节系统允许范围内，尽量减小重叠度。下图为华能南通电厂#3机组汽轮机在部分进汽时流量指令及各调门开度曲线：1000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100流量指令mark v部分进汽曲线050505050505050505050099887766 5 544332211从图中可见，机组各调门开启时参数，重叠度设定为：#2调门是在#1调门开启70%时开启，#3调门是在#2调门开启60%时开启，#4调门是在#3调

6、门开启50%时开 启。对比国内大部分机组，普遍认为后一阀门在前一阀门开启60%时开始开启，这一 重叠度设置是较为合理。汽机四个调门对应喷嘴弧段是相同，升程流量特性也基本是 一样，#4调门重叠度设置明显偏大。从前面分析我们知道，重叠度过大是不利，虽然 在以往运行中，系统稳定性没有出现过明显问题，没有发生明显局部变动率过大现象, 但经济性肯定值得商榷。机组在额定参数下带额定负荷时机组效率最高，此时若#4调门不开，则汽机效率 也是最高。通过统计和观察发现，#3机组大修后，此工况下#4调门是有开度，而且开 度很小，在3%左右，同时#3调门开度基本上在55%左右。可以说，汽机在高负荷时 没有达到效率最高

7、点，#3调门有效升程没有完全发挥，#4调门节流作用就发生了，这 对汽机经济性影响是显而易见。建议修改#4调门重叠度设定为在#3调门开启60%后开 启，从理论上讲是可以明显提高汽机在高负荷段效率。修改后，可以使机组在额定参 数下带满负荷时#4调门不开启，汽机效率就有了最高点。调整后对机组经济性影响，要通过具体热力试验进行计算分析，在不改变热力系 统情况下，在推荐和允许值以内，通过简单控制参数修改就能产生较大经济效益，这 项工作还是值得做。4 结论：a）机组大修后应重视汽机调门升程流量特性标定，改善机组调节特性，使机组阀 位指令及负荷关系更接近设计点，并呈线性关系，有利于机组运行调节稳定性，并使 机组一次调频性能得