關于660mw超臨界機組閥序優化試驗的效果分析

李鵬飛

摘要：對于調峰機組，汽輪機順序閥運行方式相比單閥運行方式更能提升機組的效率，有利于提高機組的經濟指標。通過對比660MW超超臨界機組單閥運行和順序閥運行的部分參數，從經濟、安全方面進行兩種運行方式的性能分析。

關鍵詞：660mw超臨界機組;優化試驗;效果分析

• 引言

以山西同煤大唐塔山第二發電有限公司660MW#4機組為例，高壓調節閥開啟至15%位置處時拒絕動作，分析認為閥門在此位置處卡澀。提出將閥門開啟順序由“1號+2號”→3號一4號更改為“1號+3號”→2號一4號的處理方案，并對現場實施效果進行了分析，認為該優化方式可以在短時期內保證機組的安全穩定運行。

二、機組配汽方式

機組的配汽方式分為全周進汽（單閥調節）和部分進汽（順序閥調節）2種方式。新機組調試、冷態啟動以及低參數時變負荷運行期間，采用單閥調節方式以加快機組的熱膨脹，減小熱應力，延長機組使用壽命;額定參數下變負荷運行時，優先采用順序閥調節方式，有效減少節流損失，提高機組的熱經濟性。機組高壓主汽閥（TV）和高壓調節閥（GV）的布置及閥門開啟順序如圖1所示。

三、660mw超臨界機組閥序優化試驗

3.1優化方案

GV3無法正常開啟參與負荷調整，不但影響機組的帶負荷能力，而且還會對機組的安全性和經濟性造成較大影響。由于GV3在20%開度以上能夠自由調控，所以決定通過改變調門開啟順序的方式來避開GV3的故障，使GV3在正常負荷時處于全開位置。將原先順序閥調節方案的進汽順序由“1號+2號”→3號+4號改為“1號+3號”→2號→+4號。進汽方式由原先的雙閥對稱進汽改為非對稱進汽，正常調節時，GV1和GV3開度100%，GV2和GV4主要參與負荷調整，開度較小。

3.2現場實施

4號機組負荷在600MW時，現場實施了上述處理方案。首先，將GV3切到手動控制方式，將閥門控制方式改為單閥調節（GV1、GV2和GV4同時開啟或關閉）;運行一段時間后，工程師站將順序閥調節時閥門開啟順序邏輯修改為“1號+3號”→2號-+4號，然后用液壓千斤頂將GV3開度頂至20%處，隨后手動操控GV3開度逐漸到100%。GV3開度逐漸增大至30%時，CV1，GV2和GV4逐漸關閉到30%，之后，GV1和GV3同時開大到100%，而GV2和GV4開度逐漸減小進行負荷調節。

3.3優化效果

處理后，汽輪機各主要運行參數（軸瓦振動，軸振動，軸瓦溫度，潤滑油溫度等）能夠滿足機組運行要求。至此，處理方案順利實施完畢。方案實施過程閥門開度變化趨勢如表1所示。

3.4優化結果分析

處理后，4號機組的順序閥進汽順序變為“1號+3號”→2號→4號。理論分析認為，在此進汽方式下，在GV1和GV3接近全開而GV2和GV4尚未開啟時，由于汽缸上部部分進汽，汽流將對高中壓轉子產生很大的附加作用力。高中壓轉子除受自身的重力外，還將受到此附加作用力的影響，合力對轉子產生傾覆力矩，會導致轉子軸心位置發生偏移，軸瓦承載增加，可能引起瓦溫升高。

（1）故障狀況下，GV3全關，其余高壓調節閥全開，與原設計方式比較，1號瓦軸振明顯增大，2號瓦瓦振明顯增大，1號和2號軸瓦溫度均小幅度回落。分析認為：由于下部進汽量大于上部進汽量，造成轉子下部汽流力大于上部汽流力，使轉子中心上偏，對轉子穩定性造成不利影響，引起瓦振和軸振明顯增大;而軸承承載力有所減小，故軸瓦溫度小幅度回落。

（2）事故處理后，在非對稱進汽方式下，順序閥開啟順序為“1號+3號”→2號-4號，與故障狀況相比，1號瓦軸振明顯減小，2號瓦瓦振也明顯減小，但2號軸瓦溫度有所上升，較原方式也有所升高。分析認為：此方式下，上部進汽量大于下部進汽量，由于配汽的剩余汽流力和汽流激振力的共同作用造成轉子上部汽流力大于下部汽流力，對轉子的穩定性有利，但加重了2號瓦的承載負擔，導致2號瓦瓦溫有所升高。

（3）從運行參數看，1瓦的瓦溫明顯低于2瓦的瓦溫，這是由于主蒸汽進入位置位于高中壓轉子的中部且靠近2號軸承，導致2瓦的承載力比1號瓦要大一些。而該機組采用LEG可傾瓦（1號、2號為4瓦可傾，3號、4號為2瓦可傾），形成多個油楔，能有效防止油膜振蕩，穩定性比較好，故x向和y向的軸振數值比較接近。

四、結語

通過改變順序閥調節閥門開啟順序，避開了高壓調節閥開度在15%時卡澀的故障缺陷，暫時保證了機組安全穩定運行，但若要徹底解決問題，還需要等機組停機檢修時，對GV3的油動機油缸做進一步的檢修處理。

參考文獻

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[2]黃來，張柏林，倪宏偉，等國產引進型600WM超臨界汽輪機組閥切換試驗分析汽輪機技術，2010，52（3）215-217