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[摘要] 托克托电厂7号机组高压调速汽门流量曲线线性化试验,旨在提高总阀位指令与流量线性化水平,在保证轴系振动、瓦温情等重要参数稳定的情况下,对CV2CV3阀门函数进行修正,提高节能效率,降低煤耗,提升机组经济运行水平。
[关键词] 机组 偏心 异常
引言
内蒙古托克托发电有限责任公司#7机组配备了东方汽轮机厂N600-16.7/538/538型600MW机组,通流设计及控制方式全部采用日立技术,配汽方式采用复合配汽运行方式(以下简称单阀),DEH控制系统采用美国西屋公司生产的OVATION分散控制系统实现,主要作用是实现对汽轮发电机组转速和负荷的控制,托电7号机组汽轮机有2个高压主汽门、4个高压调节汽门、2个中压主汽门、2个中压调节汽门,其中,右高压主汽门可以实现调节功能。正常机组启动采用中压缸启动方式,机组并网前,机组采用转速控制方式,并网后,机组为负荷控制方式。DEH系统输出的阀门开度指令通过阀门司服卡件(VP卡)输出给汽轮机阀门司服机构,控制阀门开度。
托电公司积极响应大唐集团倡导的“雙增双节”活动,创建节约型企业,向内挖潜,在此背景下提出,通过高压调速汽门流量曲线线性化试验与研究,找到流量与总阀位指令对应关系曲线中线性度不好的点,在保证机组安全性能的前提下,优化阀门函数,加以修正,提高汽轮机效率,降低煤耗。
一、试验目的
本试验分两次进行,第一次试验获取总阀位指令与负荷及各调门开度对应关系,依据试验的数据对CV2、CV3和CV4的曲线进行了修订, 提高总阀位指令与流量性化。第二次试验,对高调门CV2和CV3的曲线进行在线修订,通过试验检查改动后的阀位曲线是否节能,节能效率是多少,观察轴系振动情况和瓦温情况。
二、试验项目
第一次试验项目:
单阀方式下,机组在定压16MPa运行,从340MW至600MW升降负荷,负荷每变化20MW稳定一段时间后记录总阀位指令、负荷、调门开度等相关参数,试验结束绘制相关曲线。
第二次试验项目:
单阀方式下,对高调门CV2和CV3的曲线进行在线修订,运行人员调整机组参数,尽量维持真空等参数稳定,使机组在定压16MPa运行,从340MW至600MW升降负荷,负荷每变化20MW稳定一段时间后记录总阀位指令、负荷、调门开度等相关参数,试验结束后绘制相关曲线。
2、根据试验项目1的数据对CV4 阀门曲线进行修订,单阀方式下,运行人员调整机组参数,尽量维持真空等参数稳定,使机组在定压16MPa运行,从340MW至600MW升降负荷,负荷每变化20MW稳定一段时间后记录总阀位指令、负荷、调门开度等相关参数,试验结束后绘制相关曲线。
三、试验条件
1、机组正常运行带负荷340至600MW,所有辅机设备及辅助设备运行正常。
2、机组投入所有主保护。
3、机组解除AGC,退出机炉侧一次调频,投协调方式,定压16MPa运行。
4、机组试验的内容、要求及时间安排均已通过指挥组及调度批准。
四、试验步骤
1、运行人员向网调申请解除AGC,投协调方式,定压16MPa运行。
2、热控人员将机炉侧一次调频解除。
3、在单阀方式下,运行人员调整机组参数,维持主汽压力稳定,尽量维持真空参数稳定,由当前负荷逐次均匀升负荷,负荷每增加20MW,稳定一段时间,在主要监视参数稳定后,记录相关参数,填写试验记录表。然后进行下一个试验点,直至600MW。
4、运行人员调整机组参数,维持主汽压力稳定,尽量维持真空参数稳定,由600MW逐次均匀降负荷,负荷每降低20MW,稳定一段时间,在主要监视参数稳定后,记录相关参数,填写试验记录表。然后进行下一个试验点,直至340MW,再升至试验前负荷。
5、修改CV4曲线后,负荷由600MW逐次均匀降负荷,负荷每降低20MW,稳定一段时间,在主要监视参数稳定后,记录相关参数,填写试验记录表。然后进行下一个试验点,直至CV4全关为止。
6、试验结束,机组恢复原运行方式。
五、试验数据
1、单阀方式#7机组原阀门函数
2、修改后单阀方式#7机组原阀门函数
第一次试验数据见表1,第二次试验数据见表2。
六、试验结论
根据两次试验数据(见表1和表2),在单阀控制下机组在原来给定的阀门曲线和根据试验修正后的阀门曲线条件下,我们可以给出功率与综合阀位的关系曲线、功率与调节级压力的关系曲线和功率与蒸汽流量的关系曲线(见表3、表4和表5)。在前后两次试验过程中轴系振动及瓦温没有没有明显变化。
曲线1(Series1):单阀函数修改前曲线,蓝色。
曲线2(Series2):修改CV2和CV3单阀函数后曲线,粉色。
曲线3(Series3):同时修改CV2CV3CV4单阀函数后曲线,黄色。
在保证汽轮机轴系振动和瓦温的条件下,衡量汽轮机阀门曲线的标准有两个,第一综合阀位与蒸汽流量(功率)要线性,第二阀门的重叠度尽量小减少节流损失。依据这些标准,我们在表3中可以看到原来厂家给的阀门曲线1(Series1)在机组带500MW负荷到560MW负荷时,线性度不好;在CV1和CV4阀门曲线不变的基础上我们对阀门CV2和CV3进行了修正,得到了曲线2(Series2);在CV1阀门曲线不变的基础上我们对阀门CV2、CV3和CV4进行了修正,得到了曲线3(Series3)。从这三条曲线中可以看到曲线2(Series2)的线性度要比曲线1(Series1)的线性度有了很大提高,曲线3要比曲线2线性度还要高些,但2、3曲线都能满足机组的要求。
2、调节级压力可以代表汽轮机的功率,进汽角度按主机厂要求不变的情况下,调节级压力越小,其做功能力越强,效率越高,但调节级叶片应力是满足要求的。根据表4我们通过加权平均方法可以得出不同曲线调节级压力值:
曲线1(Series1):单阀函数修改前曲线,蓝色。
曲线2(Series2):修改CV2和CV3单阀函数后曲线,粉色。
曲线3(Series3):同时修改CV2CV3CV4单阀函数后曲线,黄色。
在原来厂家给定的阀门曲线1(Series1)方式下试验时调节级压力:
P1=(6.91+7.35+8.963+9.329+9.774+10.12+10.517+10.993+11.69+12.22+12.82)/11=10.0623
对阀门CV2和CV3进行修正在曲线2(Series2)方式下试验时调节级压力:
P2=(6.848+7.263+9.024+9.285+9.688+10.05+10.427+10.88+11.377+11.985+12.786)/11=9.9648
对阀门CV2、CV3和CV4进行修正在曲线3(Series3)方式下试验时调节级压力:
P3=(6.848+7.263+9.024+9.285+9.688+10.05+10.427+10.938+11.504+12.008+12.716)/11=9.9774
⊿P1= P1- P2=10.0623-9.9648=0.0975
⊿P2= P1- P3=10.0623-9.9774=0.0849
从调节级压力数据可以得出机组在曲线二的方式下节能效果比较好,效率提高:
n=⊿P1/ P1=0.0975/10.0623=0.0096896=0.9689%
如果按每度电耗煤320克,每度电可以节煤:
320×n=320×0.9689%=3.1克
阀门曲线改动后功率和进入汽轮机蒸汽流量的关系见表5,
曲线1(Series1):单阀函数修改前曲线,蓝色。
曲线2(Series2):修改CV2和CV3单阀函数后曲线,粉色。
曲线3(Series3):同时修改CV2CV3CV4单阀函数后曲线,黄色。
这三条曲线是机组实际运行试验曲线, 机组阀门在三条不同阀门曲线控制下的流量值為:在原来厂家给定的阀门曲线1(Series1)方式下进行试验时,进入汽轮机蒸汽总流量:∑Qn=
1091.681+1159+1415.9+1472.601+1531.804+1588.93+1648.12+1726.9+1828.687+1884.9+1986.731=17335.254
Q1=∑Qn/n=17335.264/11=1575.932
对阀门CV2和CV3进行修正,在阀门曲线2(Series2)方式下进行试验时,进入汽轮机蒸汽总流量:∑Qn=
1079.172+1145.2+1419.427+1459.97+1521.181+1577.995+1637.007+1706.766+1782.557+1866.651+1973.371=17169.297
Q2=∑Qn/n=17169.297/11=1560.8451
对阀门CV2、CV3和CV4进行修正,在阀门曲线3(Series3)方式下进行试验时,进入汽轮机蒸汽总流量:∑Qn=
1079.172+1145.2+1419.427+1459.97+1521.181+1577.995+1637.007+1714.871+1802.455+
1869.583+1964.41=17191.27
Q3=∑Qn/n=17191.27/11=1562.8428
机组在阀门曲线2的方式下节能效果最理想,节能效率提高:
n= (Q1- Q2)/ Q1=(1575.932-1560.8451)/1575.932=0.95733%
如果按每度电耗煤320克,每度电可以节煤:320X n=320X0.95733%=3.063克
2、3两种计算结果基本一致,可以得出无论按调节级压力计算还是按机组实际流量计算,修改后的阀门曲线2要比原阀门曲线1节能,节能效果是每度电节煤3克左右。
综合整个试验数据#7机组采用修改后的阀门曲线2是比较理想的,不仅改善了阀门流量的线性,同时提高了机组的经济性。
假设#7机组每月发电量在80%左右,其每月发电量为:
600X1000X24X30X0.8=345600000度
每度电节煤3克,#7机组每月节煤:
345600000X3=1036800000克=1036800千克=1036.8吨
标准煤每吨按500元人民币左右计算,改进后的阀门曲线每月可以节省燃煤开支:
1036.8X500=518400元=51.84万元
一年可以节省燃煤开支:51.84X12=622.08万元
七、应用及推广
2010年2月托电公司7号机组高压调速汽门流量曲线线性化第二次试验结束后,以新的阀门函数连续运行一个多月,机组各项参数包括振动、位移、轴瓦温度等稳定,节能效果明显。在此基础上,将逐步开展其他7台机组流量曲线线性化试验,以提升公司整体经济运行水平。
参考文献:
[1] 美国西屋公司ovation系统参考手册
作者简介:
王凯民(1977- )男,内蒙古呼和浩特人,工程师,从事发电厂热工自动化检修维护工作。
[关键词] 机组 偏心 异常
引言
内蒙古托克托发电有限责任公司#7机组配备了东方汽轮机厂N600-16.7/538/538型600MW机组,通流设计及控制方式全部采用日立技术,配汽方式采用复合配汽运行方式(以下简称单阀),DEH控制系统采用美国西屋公司生产的OVATION分散控制系统实现,主要作用是实现对汽轮发电机组转速和负荷的控制,托电7号机组汽轮机有2个高压主汽门、4个高压调节汽门、2个中压主汽门、2个中压调节汽门,其中,右高压主汽门可以实现调节功能。正常机组启动采用中压缸启动方式,机组并网前,机组采用转速控制方式,并网后,机组为负荷控制方式。DEH系统输出的阀门开度指令通过阀门司服卡件(VP卡)输出给汽轮机阀门司服机构,控制阀门开度。
托电公司积极响应大唐集团倡导的“雙增双节”活动,创建节约型企业,向内挖潜,在此背景下提出,通过高压调速汽门流量曲线线性化试验与研究,找到流量与总阀位指令对应关系曲线中线性度不好的点,在保证机组安全性能的前提下,优化阀门函数,加以修正,提高汽轮机效率,降低煤耗。
一、试验目的
本试验分两次进行,第一次试验获取总阀位指令与负荷及各调门开度对应关系,依据试验的数据对CV2、CV3和CV4的曲线进行了修订, 提高总阀位指令与流量性化。第二次试验,对高调门CV2和CV3的曲线进行在线修订,通过试验检查改动后的阀位曲线是否节能,节能效率是多少,观察轴系振动情况和瓦温情况。
二、试验项目
第一次试验项目:
单阀方式下,机组在定压16MPa运行,从340MW至600MW升降负荷,负荷每变化20MW稳定一段时间后记录总阀位指令、负荷、调门开度等相关参数,试验结束绘制相关曲线。
第二次试验项目:
单阀方式下,对高调门CV2和CV3的曲线进行在线修订,运行人员调整机组参数,尽量维持真空等参数稳定,使机组在定压16MPa运行,从340MW至600MW升降负荷,负荷每变化20MW稳定一段时间后记录总阀位指令、负荷、调门开度等相关参数,试验结束后绘制相关曲线。
2、根据试验项目1的数据对CV4 阀门曲线进行修订,单阀方式下,运行人员调整机组参数,尽量维持真空等参数稳定,使机组在定压16MPa运行,从340MW至600MW升降负荷,负荷每变化20MW稳定一段时间后记录总阀位指令、负荷、调门开度等相关参数,试验结束后绘制相关曲线。
三、试验条件
1、机组正常运行带负荷340至600MW,所有辅机设备及辅助设备运行正常。
2、机组投入所有主保护。
3、机组解除AGC,退出机炉侧一次调频,投协调方式,定压16MPa运行。
4、机组试验的内容、要求及时间安排均已通过指挥组及调度批准。
四、试验步骤
1、运行人员向网调申请解除AGC,投协调方式,定压16MPa运行。
2、热控人员将机炉侧一次调频解除。
3、在单阀方式下,运行人员调整机组参数,维持主汽压力稳定,尽量维持真空参数稳定,由当前负荷逐次均匀升负荷,负荷每增加20MW,稳定一段时间,在主要监视参数稳定后,记录相关参数,填写试验记录表。然后进行下一个试验点,直至600MW。
4、运行人员调整机组参数,维持主汽压力稳定,尽量维持真空参数稳定,由600MW逐次均匀降负荷,负荷每降低20MW,稳定一段时间,在主要监视参数稳定后,记录相关参数,填写试验记录表。然后进行下一个试验点,直至340MW,再升至试验前负荷。
5、修改CV4曲线后,负荷由600MW逐次均匀降负荷,负荷每降低20MW,稳定一段时间,在主要监视参数稳定后,记录相关参数,填写试验记录表。然后进行下一个试验点,直至CV4全关为止。
6、试验结束,机组恢复原运行方式。
五、试验数据
1、单阀方式#7机组原阀门函数
2、修改后单阀方式#7机组原阀门函数
第一次试验数据见表1,第二次试验数据见表2。
六、试验结论
根据两次试验数据(见表1和表2),在单阀控制下机组在原来给定的阀门曲线和根据试验修正后的阀门曲线条件下,我们可以给出功率与综合阀位的关系曲线、功率与调节级压力的关系曲线和功率与蒸汽流量的关系曲线(见表3、表4和表5)。在前后两次试验过程中轴系振动及瓦温没有没有明显变化。
曲线1(Series1):单阀函数修改前曲线,蓝色。
曲线2(Series2):修改CV2和CV3单阀函数后曲线,粉色。
曲线3(Series3):同时修改CV2CV3CV4单阀函数后曲线,黄色。
在保证汽轮机轴系振动和瓦温的条件下,衡量汽轮机阀门曲线的标准有两个,第一综合阀位与蒸汽流量(功率)要线性,第二阀门的重叠度尽量小减少节流损失。依据这些标准,我们在表3中可以看到原来厂家给的阀门曲线1(Series1)在机组带500MW负荷到560MW负荷时,线性度不好;在CV1和CV4阀门曲线不变的基础上我们对阀门CV2和CV3进行了修正,得到了曲线2(Series2);在CV1阀门曲线不变的基础上我们对阀门CV2、CV3和CV4进行了修正,得到了曲线3(Series3)。从这三条曲线中可以看到曲线2(Series2)的线性度要比曲线1(Series1)的线性度有了很大提高,曲线3要比曲线2线性度还要高些,但2、3曲线都能满足机组的要求。
2、调节级压力可以代表汽轮机的功率,进汽角度按主机厂要求不变的情况下,调节级压力越小,其做功能力越强,效率越高,但调节级叶片应力是满足要求的。根据表4我们通过加权平均方法可以得出不同曲线调节级压力值:
曲线1(Series1):单阀函数修改前曲线,蓝色。
曲线2(Series2):修改CV2和CV3单阀函数后曲线,粉色。
曲线3(Series3):同时修改CV2CV3CV4单阀函数后曲线,黄色。
在原来厂家给定的阀门曲线1(Series1)方式下试验时调节级压力:
P1=(6.91+7.35+8.963+9.329+9.774+10.12+10.517+10.993+11.69+12.22+12.82)/11=10.0623
对阀门CV2和CV3进行修正在曲线2(Series2)方式下试验时调节级压力:
P2=(6.848+7.263+9.024+9.285+9.688+10.05+10.427+10.88+11.377+11.985+12.786)/11=9.9648
对阀门CV2、CV3和CV4进行修正在曲线3(Series3)方式下试验时调节级压力:
P3=(6.848+7.263+9.024+9.285+9.688+10.05+10.427+10.938+11.504+12.008+12.716)/11=9.9774
⊿P1= P1- P2=10.0623-9.9648=0.0975
⊿P2= P1- P3=10.0623-9.9774=0.0849
从调节级压力数据可以得出机组在曲线二的方式下节能效果比较好,效率提高:
n=⊿P1/ P1=0.0975/10.0623=0.0096896=0.9689%
如果按每度电耗煤320克,每度电可以节煤:
320×n=320×0.9689%=3.1克
阀门曲线改动后功率和进入汽轮机蒸汽流量的关系见表5,
曲线1(Series1):单阀函数修改前曲线,蓝色。
曲线2(Series2):修改CV2和CV3单阀函数后曲线,粉色。
曲线3(Series3):同时修改CV2CV3CV4单阀函数后曲线,黄色。
这三条曲线是机组实际运行试验曲线, 机组阀门在三条不同阀门曲线控制下的流量值為:在原来厂家给定的阀门曲线1(Series1)方式下进行试验时,进入汽轮机蒸汽总流量:∑Qn=
1091.681+1159+1415.9+1472.601+1531.804+1588.93+1648.12+1726.9+1828.687+1884.9+1986.731=17335.254
Q1=∑Qn/n=17335.264/11=1575.932
对阀门CV2和CV3进行修正,在阀门曲线2(Series2)方式下进行试验时,进入汽轮机蒸汽总流量:∑Qn=
1079.172+1145.2+1419.427+1459.97+1521.181+1577.995+1637.007+1706.766+1782.557+1866.651+1973.371=17169.297
Q2=∑Qn/n=17169.297/11=1560.8451
对阀门CV2、CV3和CV4进行修正,在阀门曲线3(Series3)方式下进行试验时,进入汽轮机蒸汽总流量:∑Qn=
1079.172+1145.2+1419.427+1459.97+1521.181+1577.995+1637.007+1714.871+1802.455+
1869.583+1964.41=17191.27
Q3=∑Qn/n=17191.27/11=1562.8428
机组在阀门曲线2的方式下节能效果最理想,节能效率提高:
n= (Q1- Q2)/ Q1=(1575.932-1560.8451)/1575.932=0.95733%
如果按每度电耗煤320克,每度电可以节煤:320X n=320X0.95733%=3.063克
2、3两种计算结果基本一致,可以得出无论按调节级压力计算还是按机组实际流量计算,修改后的阀门曲线2要比原阀门曲线1节能,节能效果是每度电节煤3克左右。
综合整个试验数据#7机组采用修改后的阀门曲线2是比较理想的,不仅改善了阀门流量的线性,同时提高了机组的经济性。
假设#7机组每月发电量在80%左右,其每月发电量为:
600X1000X24X30X0.8=345600000度
每度电节煤3克,#7机组每月节煤:
345600000X3=1036800000克=1036800千克=1036.8吨
标准煤每吨按500元人民币左右计算,改进后的阀门曲线每月可以节省燃煤开支:
1036.8X500=518400元=51.84万元
一年可以节省燃煤开支:51.84X12=622.08万元
七、应用及推广
2010年2月托电公司7号机组高压调速汽门流量曲线线性化第二次试验结束后,以新的阀门函数连续运行一个多月,机组各项参数包括振动、位移、轴瓦温度等稳定,节能效果明显。在此基础上,将逐步开展其他7台机组流量曲线线性化试验,以提升公司整体经济运行水平。
参考文献:
[1] 美国西屋公司ovation系统参考手册
作者简介:
王凯民(1977- )男,内蒙古呼和浩特人,工程师,从事发电厂热工自动化检修维护工作。