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降低阀门节流损失的阀门管理新策略

作者:佚名     发布日期:2014-6-9      点击:   

      堵喷嘴。有些汽轮机原有的设计思想主要用于承担基本负荷,在低负荷段没有将提高效率作为设计目标,配汽机构的设计主要考虑了缩短油动机行程、保证流量特性有良好的线性等问题。以国产20万千瓦汽轮机为例,在设计时按照基本符合考虑,近些年来由于电网调峰能力的日益紧张,也开始参与调峰,但在低负荷运行段常表现为#1,#2阀门开度偏小,节流损失偏大
利用DEH控制系统在阀门管理方面的优越性,基于阀门组重组的思想,结合不同喷嘴配汽规律可提高不同负荷区段效率的优点,提出了降低阀门节流损失的阀门管理新策略,使机组在整个负荷区的调节级效率都得到了提高,更加有利于调峰机组的经挤运行,并且易于实施,对装备有DEH控制系统的汽轮机组均可采用此阀门管理策略,有很高的实际应用价值。本文论述了DEH控制系统在闷门管理方面的先进功能,分析总结了工程实际中降低调节阀门节流损失的技术途径,并在此墓础上提出了DEH控制系统中降低询节闷门节流损失的阀门管理新策咯,使调节级的效率在机组运行的整个负荷区段达到最高,特别适用于调场机组的经济运行,且易于实施,具有较高的生产实用价值。
  关键词:阀门管理;节流损失;调峰机组;经济运行
  中图分类号:TM611文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0284-01
  利用DEH控制系统在阀门管理方面的优越性,基于阀门组重组的思想,结合不同喷嘴配汽规律可提高不同负荷区段效率的优点,提出了降低阀门节流损失的阀门管理新策略,使机组在整个负荷区的调节级效率都得到了提高,更加有利于调峰机组的经挤运行,并且易于实施,对装备有DEH控制系统的汽轮机组均可采用此阀门管理策略,有很高的实际应用价值。
  一、DEH系统现有阀门管理程序的功能
  众所周知,对于定压运行的变负荷机组,汽轮机转速和功率的调节是通过改变其进汽量来实现的,而进汽量的变化可通过改变调节阀的开度和开启数目即调节阀进汽面积来完成。按调节阀进汽面积改变方式不同可将调节阀的控制方式分为两种:节流调节(或称为单阀调节)和喷嘴调节〔或称为顺序阀调节),他们各有优缺点:
  节流调节方式下,各调节阀同时开关改变进汽面积,在任何工况下各调节阀相对开度(即调节阀升程与直径之比)均相同,使汽轮机全周进汽。故汽缸转子受热膨胀均匀,并且负荷变化时调节级后蒸汽温度变化较小,热应力小,机组运行灵活性好,宜在启动和变负荷时采用。但该方式低负荷时各阀节流损失较大,调节级效率较低,机组经济性较差。
  喷嘴调节方式下,各调节阀顺序开关改变进汽面积,部分负荷时,只有一个(或两个)阀门有节流损失,其余阀门或者全开,或者全关,故调节级效率较高,机组经济性较好。但因该方式下调节级为部分进汽,且变负荷时调节级后蒸汽温度变化较大,所以汽缸和转子受热不均,热应力较大,运行灵活性较差。
  为了解决机组运行快速性和经济性的矛盾,在启动、升速和变负荷过程中,希望采用节流调节以改善均热过程,而当均热完成后,又希望采用喷嘴调节来改善机组的效率。显然传统的凸轮配汽机构不能实现这种转换,在凸轮型线设计完成后调节阀的开启顺序就随之固定,它只能实现节流调节和喷嘴调节方式中的一种,不可能在运行中进行两种调节方式的转换;DEH控制系统与传统结构不同的是,汽轮机每个高压进汽调节阀分别由各自单独的功放、电液转换器和油动机控制,调节阀可进行单独定位,每一种配汽规律是靠计算机程序来实现的,这种程序可以看作是一套“软件凸轮”,改变计算机程序便可实现配汽规律的改变,这就是DEH控制系统的阀门管理。实现阀门管理是计算机控制优势的体现,它可以实现多种配汽规律,并能实现各种配汽规律的无扰切换,使汽机达到最有效的运行。
  二、降低阀门节流损失的技术途径
  和传统的节流调节方式相比,阀门管理技术可以改进机组的机动性和可靠性,但是对机组的经济性没有直接的影响。经过研究,我们注意到充分发挥DEH系统通过计算机软件独立对每个阀门进行控制的优势,可以从下列几个途径提高机组的经济性。
  (一)增加配汽阀点。配汽阀点是指阀门进汽不存在节流损失的功率点,汽轮机运行在这些功率点效率达到最高。节流调节只有当满负荷时,各调节阀全部开启时才没有节流损失,只存在一个阀点,其它负荷点存在较大的节流损失,因此效率较低;喷嘴调节是将喷嘴分成若干组,各喷嘴组相互独立,由不同的调节阀门单独供汽,按照负荷的需要依次开启各阀门,这样就会存在几个阀门全开的功率点,即存在几个阀点,在这些点上几乎不存在节流损失,效率明显高于节流调节。阀点越多,汽轮机在整个负荷区的总体效率就越高,理论上,当汽轮机调节阀门为无穷多个时,负荷变化后完全开启相应个数的阀门,这样配汽阀点为无穷多个,汽轮机在任何负荷点都不存在节流损失,效率达到最高。
  (二)阀门组重组。实际上汽轮机阀门组的数量是有限的,为了获更多的阀点,应该使各阀门的喷嘴数互不相等。根据机组的具体负荷实现不同的阀门组合,可以最大限度的获得阀点的个数,保证了机组在多负荷区段下的效率。在低负荷时,先开启喷嘴数最小的阀门,可以减小低负荷区段的节流损失,提高机组低负荷段的效率。
  (三)堵喷嘴。有些汽轮机原有的设计思想主要用于承担基本负荷,在低负荷段没有将提高效率作为设计目标,配汽机构的设计主要考虑了缩短油动机行程、保证流量特性有良好的线性等问题。以国产20万千瓦汽轮机为例,在设计时按照基本符合考虑,近些年来由于电网调峰能力的日益紧张,也开始参与调峰,但在低负荷运行段常表现为#1,#2阀门开度偏小,节流损失偏大,原因是#1,#2号喷嘴组通流面积过大,使调节阀后压力偏低,如果合理地减少#1,#2喷嘴组的喷嘴数,适当的
  堵掉一些喷嘴,调节阀门的开度将会增大,就可以提高#i,#2号调节阀后的压力,从而减少节流损失,使汽轮机的低负荷段的效率得到提高。
  (四)减小阀门里盈度。由于每个调节阀门的流量要受到其它阀门的影响,为了保证总的流量特性具有良好的线性度,使汽轮机具有合适的不等率,以确保动态调节品质,满足电网一次调频的稳定性的需要,阀门的开启要有一定的重叠度。为保证流量特性的线性度较好,阀门重叠度一般较大,节流损失大,效率偏低;减小阀门开启重叠度,重叠点附近流量特性的线性度变差,局部不等率增加,但节流损失减小,效率提高。经过分析,局部流量特性线性度的变差,并不会对机组甩负荷等关键特性造成大的影响,因此适当减小阀门的重叠度,可提高机组在重叠点附近的效率。
  (五)调整电凸轮特性。由于阀门的流复特性具有饱和特性.因此为使总的流量特性有较好的线性度,豁在前一阀门流量特性线性度变差之前开启第二个阀门,这就产生了阀门的重叠度,重叠度越小,节流损失越小,效率越高。因此若能将阀门的流量特性的线性段延长,将会减小阀门的重益度,提高效率。

 

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