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国产600MW 空冷机组


技术论文

武乡和信发电有限公司

国产 600MW 空冷机组 单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换浅析 (SIN/SEQ)切换 单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换浅析 杨 成 李志峰
武乡 046300)

(武乡和信发电有限公司,山西

摘要; 摘要;根据设备要求机组启动时一般采取全周进汽

的单阀运行方式(节流调节),使
得转子和定子的温差较小,在变负荷运行时温差影响较小,有利于机组初期各部件的充分 膨胀、磨合,机组运行一天后可以进行顺序阀运行(喷嘴调节),本文就武乡和信发电有 限公司 2X600MW 空冷机组#1 机 10 月 8 日单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换的操作方法,调阀开 启顺序和切换后各参数的比较,以及切换过程中的注意事项进行了解析和总结,以便大家 在以后操作中参考. 关键词; 关键词;单阀 1 设备概况 武 乡 和 信 发 电 有 限 公 司 2X600MW 空 冷 机 组 系 哈 尔 滨 汽 轮 机 有 限 责 任 公 司 生 产 的 NZK600-16.7/538/538 型空冷一次中间再热、三缸四排气、单轴、双背压、凝汽式汽轮 发 电机组。每 台机组配有两个高压主汽门(TV)、四个高压调门(GV)、两个中压主汽门 (RSV )和四个中压调门(IV)。 机组启动运行方式: 定-滑-定运行 周波变化范围: 机组额定出力: 主汽门前蒸汽压力: 16.7MPa 主汽门前蒸汽温度: 538℃ 单阀/顺序阀(SIN/SEQ) (SIN/SEQ)切换的目的 2 单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换的目的 武乡和信发电有限公司 2X600MW 空冷机组具有单阀和顺序阀控制机组的功能, 单阀就 是四个高调门同步动作完成对机组的控制,顺序阀控制就是四个高调门按照相应的顺序流 量曲线完成对机组的控制。? 单阀/顺序阀切换的目的是为了提高机组的经济性和快速性,实质是通过喷嘴的节流 配汽(单阀控制)和喷嘴配汽(顺序阀控制)的无扰切换,解决变负荷过程中均匀加热与 部分负荷经济性的矛盾。单阀方式下,蒸汽通过高压调节阀和喷嘴室,在 360°全周进入 调节级动叶,调节级叶片加热均匀,有效地改善了调节级叶片的应力分配,使机组可以较 快改变负荷;但由于所有调节阀均部分开启,节流损失较大。顺序阀方式则是让调节阀按 照预先设定的次序逐个开启和关闭,在一个调节阀完全开启之前,另外的调节阀保持关闭 状态,蒸汽以部分进汽的形式通过调节阀和喷嘴室,节流损失大大减小,机组运行的热经
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顺序阀

切换

48.5~50.5Hz 600MW

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济性得以明显改善,但同时对叶片存在产生冲击,容易形成部分应力区,机组负荷改变速 度受到限制。因此,冷态启动或低参数下变负荷运行期间,采用单阀方式能够加快机组的 热膨胀,减小热应力,延长机组寿命;额定参数下变负荷运行时,机组的热经济性是电厂 运行水平的考核目标,采用顺序阀方式能有效地减小节流损失,提高汽机热效率。 对于定压运行带基本负荷的工况,调节阀接近全开状态,这时节流调节和喷嘴调节的 差别很小,单阀/顺序阀切换的意义不大。对于滑压运行调峰的变负荷工况,部分负荷对 应于部分压力,调节阀也近似于全开状态,这时阀门切换的意义也不大。对于定压运行变 负荷工况,在变负荷过程中希望用节流调节改善均热过程,而当均热完成后,又希望用喷 嘴调节来改善机组效率,因此这种工况下要求运行方式采用单阀/顺序阀切换来实现两种 调节方式的无扰切换。以求得最好的运行工况。 单阀/顺序阀(SIN/SEQ) (SIN/SEQ)切换的步骤 3 单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换的步骤 机组在冷态、温态启动时要保持单阀控制方式一天,以减少固体粒子腐蚀。运行一天 后为有效地减小节流损失,提高汽机热效率,机组应切换为顺序阀控制方式。 投入主汽压力控制回路的条件 3.1 投入主汽压力控制回路的条 机组单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换时可投入主蒸汽压力回路也可投入功率回路,主蒸汽 压力回路的投入和切除以及功率回路的投入和切除,各自的切换是无扰动的,它不会影响 负荷的大小。当要投入另外一控制回路时,要先从当前控制回路切除到阀位控制,然后再 投入想投入的回路,本次切换由于机组功率测点有一点是坏点,所以切换时投入主蒸汽压 力回路。该控制回路以当时负荷的压力设定作为给定值,以实际主汽压力为反馈,通过 PI 调节器 控制主汽压力。主蒸汽压力回路投入时必须满足以下条件; 1)主汽压力变送器没有故障 2)主汽级压力在 2~16MPa 之间 3)网频波动在 50±0.5Hz 范围以内 4)功率闭环未投入 5)阀位限制未动作 6)负荷高限未动作 7)主汽压限制未动作 8)RUNBACK 未发生 9)CCS 方式未投入 10)汽机未跳闸 11) 油开关合闸 12)负荷给定与实际负荷偏差小于 20 % 3.2 投入主汽压力控制回路 点击“主汽压力控制”按钮, 打开 RCM 操作面板; 点击“IN”。 “调节级压力控制”
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按钮变红,表示调节级压力闭环已投入。 单阀/顺阀开始切换 3.3 单阀/顺阀开始切换 点击“单阀/顺阀”按钮,打开 RCM 操作面板;点击“SEQ”,“单阀/顺阀”按钮闪 烁,表示切换正在进行。GV 按照顺序阀曲线开启或关闭。切换完成后,显示窗口状态将 显示“顺阀”,阀门已经从单阀切换成顺序阀 3.4 退出主汽压力控制回路 点击“调节级压力控制”按钮, 打开 RCM 操作面板; 点击“OUT”。 “调节级压力控制” 按钮恢复,表示调节级压力闭环已切除。 4 阀门的动作顺序 武乡空冷 600MW 汽轮机高压调节阀的顺序阀的开启顺序为 GV#2/GV#2→GV#3 →GV#4 即 GV#1 和 GV#2 同时开启,然后是 GV#3、GV#4 最后开启。关闭顺序与此相反。单阀/顺 序阀切换时间从上午 9 时 41 分开始,上午 9 时 57 分结束,切换时间为 16 分钟;当阀位 参考值大于 99.9%(阀门全开)或小于 0.1% (阀门全关)时,切换瞬间完成。本次切换 时机组负荷为 525 MW,主气压力为16.0Mpa,切换前高调门开度为33%,开始切换后 GV#3、GV#4 由33%关至18%,而后 GV#4 逐步关至0位,切换后 GV#1 和 GV#2 阀位为1 00%,GV#3 阀位为33%,本次切换由于投入压力闭环回路,就是当实际压力与负荷对应 的压力值相差大于 4%时,切换自动中止;当压力调节精度达到 3%以内时,切换又自动恢 复,压力波动由16.0Mpa 降至15,63Mpa(对应负荷499MW),升到16.38Mpa(对应负荷557MW), 切换完后压力为15.95Mpa(对应负荷515MW),完全符合规定.

GV 3-

GV 4-

1
GV 1喷嘴组

2
GV 2-

4
TV 1

3
TV 2

图 1 高压调节汽门开启顺序 (从调速器端向发电机方向看)

5 切换后参数比较 机组单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换后,同比全周进汽因部分进汽原因,蒸汽除了在转子
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调节级叶轮上产生力偶而使转子旋转外,还有一个通过转子中心的力,引起了轴振和瓦温 异常变化,如表1所示;机组负荷 520MW,切换后#2瓦轴振由32μm 降至30μm, 2轴瓦温由 79/68℃变化至78/74℃,#2瓦盖振由4.15μm 降至4.3μm,# , 1瓦轴振由48μm 降至44μm , 轴瓦温由 71/68℃变化至69/78℃, #1 #1瓦盖 振由20μm 降至22μm,高压缸上下缸温差由377/316℃增大至374/31 0℃,推力瓦工作面温度由48/46℃至49/47℃。


1瓦 2瓦 3瓦 4瓦 5瓦 6瓦 7瓦 8瓦 9瓦


瓦温℃ 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 切换后 切换前 69.5 71.6 78.2 79.8 66.6|67.3 66.2|67.0 69.9|69.3 69.8|69.2 68.3|68.3 68.3|68.3 73.3|71.5 73.6|71.5 53.4 53.4 56.0 55,7 48.1 48.1 78.1 68.6 74.4 68.6 67.2|68.1 67.5|68.4 69.9|70.6 70.0|70.7 74.0|71.1 74|71 70.0|72.4 69.9|72.3 轴振μm 44.76|52.8 48.4|51。08 30.11|28.8 32.61|28.77 45.52|37.41 44.14|36.53 26.85|22.87 27.23|23.25 52.16|48.9 51.03|50.11 40.51|41.2 40.13|39.4 25.2|29.6 27.48|30.18 84.6|73.12 86.32|73.23 92.32|70.24 93.85|73.24 盖振μm 22.8 20.83 4.3 4.15 3.7 3.15 4.3 4.45 7.7 8.01 6.3 6.05 15.07 15.12 4.0 4.6 3.6 5.51 回 油 温 度℃ 48.8 48.8 49.1 49.2 53.2 53.2 53.7 53.6 54.4 53.6 52.7 52.7 54.9 54.9 55.4 55.3 40.1 40.0

如表2所示;切换后轴向位移由 0.30mm 变至 0.35mm,同时膨胀减小,胀差减小. 表 2 位移 1 位移 2 位移 3 位移 4 膨胀左 膨胀右

mm
切换前 切换后 0.30 0.35

mm
0.40 0.45

mm
0.27 0.34

mm
0.27 0.31

mm
22.36 22.34

mm
23.79 23.37

高缸胀 差 mm 4.63 4.46

低缸胀 差 mm 20.18 19.8



GV4 GV4开启后参数变化 我厂 600MW 汽轮机调节级的配汽方式示意图如图 1 所示,机组的原设计顺序阀方案

的进汽顺序为“GV1十 GV2——GV3——GV4”。阀门在这种配汽方案下,汽流力除产生 推动转子旋转的扭矩外, 在部分负荷下还将产生很大的附加横向汽流力, 这个力在 3#、 4#、 #1 阀接近全开而第四阀尚未开启时达到最大,在机组负荷升到 600MW 左右时,GV4开启, GV4开启后轴振和瓦温变化比较明显;#1瓦轴振由51μm 降至55μm , 轴瓦温由 7 #1

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4/77℃变化至77/75℃,#1瓦盖振由22μm 降至28μm,,#1瓦轴振由48μ m 降至44μm ,#2轴瓦温由80/74℃变化至83/72℃,#1瓦轴振由4.69μm 降至4.45μm,也就是说 GV4开启后轴心发生了变化,机组南侧瓦温明显降低,而北 侧瓦温明显升高.#1 轴瓦的轴振和盖振变化明显. 7 经济效益分析

#1 机组顺阀切换前后参数对比 表 3 450MW 500MW 切换前 切换后 切换前 主气压 14 14.1 15 力 MPa 调节压 8 7.8 9 力 MPa 高排压 2.8 2.6 3.1 力 MPa 高排温 328 318 330 度℃ 蒸汽流 1370 1306 1521 量

切换后 15.9 9.1 2.9 317 1492

520MW 切换前 16 10 3.09 330 1581

切换后 15. 7 9.3 3.01 317 1552

600MW 切换前 16.7 11 3.6 330 1813

切换后 16.67 10.8 3.4 317 1796

且随负从上表可以看出切换后调节级压力、高排压力、高排温度、主汽流量都有所降 低,而荷降低变化越明显。 高排温度降低提高了高压缸效率,同时再热汽入口温度降低也增加炉膛吸热、降低排 烟温度,提高锅炉效率。 切换时应注意事项: 8 切换时应注意事项

1) 阀切换负荷应选择在 N=330~550MW 为宜; 2) 投入主蒸汽压力回路或功率回路时要确证各测点正确; 3) 各瓦温变化在安全、正常范围内;如有异常应即使切回单阀; 4) 阀切换过程中,机组上下缸的温差均能在正常范围内变化,无明显异常; 5) 机组振动,无论切换点附近或运行过程,实属良好; 6) 机组切换升负荷,或低负荷切至单阀运行,未产生异常变化; 7) 切换时间不宜过久。 9 结束语 武乡和信发电有限公司 2X600MW 空冷机组单阀/顺序阀(SIN/SEQ)切换不论是阀门 开启顺序、还是切换后各参数的变化都非常合理和稳定,切换非常成功的,在保障了机组 安全稳定运行的前提下,为企业创造了巨大的经济效益。 参考文献: (1) 《启动运行维护部分说明书》 ,哈尔滨汽轮机厂

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(2) 《2х600MW 机组运行规程》 ,武乡和信发电有限公司

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