引言某电厂2#汽轮机组系东方汽轮机厂制造生产,机组型号为N600—16.7/538/538—1,亚临界600 MW,三缸四排汽、中间再热、单轴、凝汽式汽轮机组。机组热力系统共设有八段非调整抽汽分别供给3台高压加热器、1台除氧器和4台低压加热器。近年来,2#汽轮机机组存在轴承振动偏大的问题,而且自机组投运未进行配汽优化和滑压优化[1-2]。为解决机组的振动隐患,并挖掘节能潜力,特进行2#汽轮机组运行优化试验,试验包括高调阀序优化试验[3-4]、配汽优化试验和滑压优化试验。通过高调阀序优化试验,解决轴承振动偏大的问题,通过配汽优化试验优化机组阀门管理函数;通过滑压优化试验,确定2#机组各负荷下经济性最优对应的主汽压力。提高机组的安全性和经济性。1试验过程1.1试验步骤1.1.1阀序调整试验阀序调整试验的具体步骤如下:(1)解除AGC和一次调频。(2)调整机组负荷70%~80%铭牌功率,协调投入。(3)将阀门控制模式切换为单阀,修改顺序阀阀序。(4)将阀门控制模式切换为顺序阀,主蒸汽压力与温度维持稳定,确认汽轮机各轴承振动、温度、调节级后压力与温度、上下缸温差与TSI相关参数均在正常范围内且变化正常。(5)保持负荷指令不变,降低主汽压力,使高调阀逐渐打开至全开位。(6)逐步提高主汽压力,此时相应阀门开始按照设定的阀序开始逐渐关闭,在此过程中密切关注汽轮机负荷、各轴承温度、振动、轴向位移等参数,尤其是1#、2#轴承的温度与振动变化。如汽轮机相关运行参数变化较剧烈,并有超限的趋势,则应立即停止降低主汽压力,手动平稳地将该汽门打开到原来开度。(7)根据试验结果并综合振动等其他因素,拟定新的顺序阀阀序。(8)最终参数修改及顺序阀阀序修改完毕后,需在自动方式下进行阀门切换试验,验证单阀/顺序阀来回自动切换正常,确保机组运行稳定、经济。1.1.2配汽优化试验配汽优化试验的目的是测量机组在顺序阀模式下主汽流量随综合阀位指令变化的特性,具体试验步骤如下:(1)解除AGC和一次调频。(2)机组投协调,调整负荷至580 MW,降低主汽压力至高调门全开,并记录此时主汽压力P0。(3)退出协调系统,DEH在阀位控制方式下。(4)逐渐手动减少综合阀位指令,每次减少0.3%~2%(每减少一次稳定1~2 min,保证机组参数稳定),直到先关闭的两个调门完全关闭后为止。(5)调整过程中要求主汽压力、主汽温度、再热温度、低压缸排汽压力等参数稳定,机组负荷随阀门开度变化。1.1.3主汽调门流量特性试验主汽调门流量特性试验的目的是测量调门流量随调门开度变化的特性,试验步骤如下:(1)解除AGC和一次调频。(2)机组投协调,调整负荷至540 MW,降低主汽压力至高调门全开,并记录此时主汽压力P0。(3)退出协调系统,DEH在阀位控制方式下。(4)以手动方式,逐次减小GV4开度,每次减小1%(每减少一次稳定1~2 min,保证机组参数稳定),直至GV4完全关闭;(5)试验期间其他阀门开度保持全开,机组参数由锅炉控制,保持稳定;(6)恢复GV4至全开,重复步骤(4),逐个测量其余阀门流量特性。(7)调整过程中要求主汽压力、主汽温度、再热温度、低压缸排汽压力等参数稳定,机组负荷随阀门开度变化。1.1.4滑压优化试验滑压优化试验的具体步骤如下:(1)按照系统隔离要求进行隔离,尽量达到系统无内漏、无外漏。(2)系统补水,使除氧器水位、凝汽器水位保持在较高位置,在完成其他系统隔离后,关闭补充水,并在整个试验期间不得补水。(3)解除AGC和一次调频。(4)机组投入CCS,调整机组负荷为540 MW,主汽压力偏置为0,记录此时主汽压力P1,机组稳定运行1 h。(5)保持机组发电功率不变,逐渐降低主蒸汽压力至下一个阀点工况,维持机组稳定运行1 h。(6)保持机组发电功率不变,逐渐增加主汽压力至上一阀点工况,维持机组稳定运行1 h。(7)在上、下两阀点间选取多个主汽压力,每个主汽压力下,机组稳定运行1 h,在一个负荷下,共进行4或5个不同主汽压力的汽轮机性能试验,做出主汽压力与高压缸特性曲线、主汽压力与汽轮机热耗率的特性曲线。(8)选取各负荷下汽轮机热耗率时对应的主汽压力为最优主汽压力,得到滑压曲线。1.2工况点确定根据机组实际情况,本次2#汽轮机组运行优化试验工况如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.010.T001表12#汽轮机组运行优化试验工况序号试验工况序号试验工况1优化前600 MW工况9GV3流量特性试验2优化前540 MW工况10GV4流量特性试验3优化前420 MW工况11配汽优化验证试验4优化前300 MW工况12540 MW工况滑压优化试验5阀序优化试验13480 MW工况滑压优化试验6顺序阀整体流量特性试验14420 MW工况滑压优化试验7GV1流量特性试验15300 MW工况滑压优化试验8GV2流量特性试验16255 MW工况滑压优化试验2试验结果(1)阀序优化试验。通过对比振动、瓦温等参数,发现顺序阀序GV2/3—GV1—GV4下振动、瓦温相比调整前较好。阀序优化试验结果如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.010.T002表2阀序优化试验结果序号阀序试验结果1GV1/2—GV4—GV3机组原阀序2GV2/3—GV1—GV4推荐该阀序,振动、瓦温均正常可控3GV2/4—GV3—GV1450 MW,GV2/4开度99%,GV3开度98%,GV1开度22%时,2#瓦左侧瓦温99.59 ℃,且随GV1开度减小有增大趋势。4GV2/4—GV1—GV3500 MW,机组单阀切顺序阀过程中,GV2/4开度70%,GV3开度13%,GV1开度34%,2#瓦左侧瓦温101.5 ℃,且有继续增大趋势。5GV1/3—GV2—GV4500 MW,GV1/GV3 开度99.6%,GV2开度22.5%,GV4开度3.6%,振动最大151 μm,常在90~120 μm波动,振动不稳定。6GV1/3—GV4—GV2480 MW,GV1/GV3开度99.6%,GV4开度87.6%,GV2开度7.2%,1#瓦右侧瓦温100.3 ℃,瓦温偏高。7GV1/4—GV2—GV3453 MW,GV1/GV4开度99.6%,GV2开度99%,GV3开度16.7%。2#瓦左侧瓦温98.6 ℃,且随GV3开度减小有机组增大趋势。8GV1/4—GV3—GV2499 MW,GV1/GV4开度99.7%,GV2开度4.7%,GV3开度75.7%,1#瓦右侧瓦温102.4 ℃,瓦温偏高。9GV2/3—GV4—GV1600 MW,GV2/GV3开度76.8%,GV1开度25.9%,GV4开度77.0%,2#瓦左侧瓦温102.6 ℃,且随GV1开度减小有增大趋势。(2)配汽优化试验。进行阀门优化后的顺序阀流量特性试验,阀门优化后的顺序阀流量特性试验结果如图1所示。从图1中可以看出,优化后的主汽流量与综合阀位指令具有良好的线性关系,并且没有突变。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.010.F001图1优化后顺序阀整体流量特性(3)滑压优化试验。根据540、480、420、300 MW和255 MW工况试验下,得到的最佳主汽压力值,得到机组负荷与最佳主汽压力值如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.010.T003表3不同负荷下最佳主汽压力机组负荷/MW主汽压力/MPa54024.2048020.0042018.9830012.0925511.083结语通过阀序优化试验将阀序从GV1/2—GV4—GV3改为GV2/3—GV1—GV4,2#轴承振动最大值从150~170 μm下降至50~60 μm。1#轴承振动最大值从90~100 μm下降至30~40 μm。配汽优化后机组调节特性明显改善。顺序阀整体流量特性中等效主汽流量反馈与理想值的差距从15.20%下降至1%以内,并且在顺序阀切换过程中,机组负荷和阀门变化平稳。滑压优化试验共进行5个负荷工况,基于试验数据给出背压为3.45 kPa和7.95 kPa时的滑压曲线,经过优化后机组性能得到大步提升。
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