300MW機組汽輪機高調門流量特性曲線優化應用

酒鋼集團宏晟電熱公司 甘肅 嘉峪關 735100

1 前言

嘉峪關宏晟電熱有限公司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3個高壓調節汽門，兩臺中壓主汽門和兩臺中壓調節汽門。DCS系統采用Ovation控制系統。汽輪機數字式電液調節系統(DEH)與DCS系統軟硬件實現一體化，包括計算機控制部分和EH液壓執行機構部分。機組在正常運行過程中，DEH控制系統接受閥位指令或運行人員通過操作員站所發出的增、減指令，采集汽輪發電機組的轉速和功率以及調節閥的位置反饋等信號，進行分析處理和綜合計算，輸出控制信號到各個電液伺服閥，改變調節閥的開度，以控制機組的運行。為提高汽機運行效率，DEH系統提供閥門單閥/順閥切換功能。在單閥情況下，六個高調門保持相同開度，汽輪機全周進汽，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 汽輪機高調閥全開至高調閥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調整至高調閥全開工況，穩定20min，觀察汽機各監視段溫度逐漸穩定。

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

2.2 汽輪機高調閥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調整至高調閥5閥全開工況，穩定20min，觀察汽機各監視段溫度逐漸穩定。

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

2.3 汽輪機高調閥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調整至高調閥4閥全開工況，穩定20min，觀察汽機各監視段溫度逐漸穩定。

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

2.4 汽輪機高調閥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調整至高調閥3閥全開(GV1GV2GV4)工況，穩定20min，觀察汽機各監視段溫度逐漸穩定。

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

3 流量特性曲線優化

DEH中控制系統根據機組負荷要求，計算出與當時主汽參數相對應的綜合閥位流量值，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的各個高調門開度指令。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換的函數。對高調門流量特性曲線進行優化：以試驗中的實際閥門流量作為流量指令，經過簡化及計算，各高調門再以各自合適開啟的閥門流量指令為起點進行投影計算。

4 結束語

該機組采用優化后的閥門流量特性曲線后，徹底解決了高調門頻繁震蕩、氣流擊振、負荷波動大的問題，減少了閥門的節流損失，節能效果顯著。通過減少閥門重疊度，達到節能目的，并使控制更平穩，對提高機組運行的安全性、穩定性、經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門的節流損失，經濟效益可觀，取得了較理想的效果。