邯峰发电厂660mw汽轮机自动启停过程中的应力控制
- 格式:pdf
- 大小:134.33 KB
- 文档页数:5
660MW超临界机组APS自启停控制一、引言随着能源需求的不断增长,电力行业正迅速发展,并推动着全球经济的持续增长。
电力是现代社会中不可或缺的基础设施,而发电机组作为电力系统的核心装备,其自启停控制系统的可靠性和稳定性对电网的安全运行和电力供应的可靠性至关重要。
本文将重点介绍660MW超临界机组APS自启停控制系统的原理和特点。
二、660MW超临界机组概述660MW超临界机组是目前电力系统中常见的大型发电机组之一,其主要由汽轮机、汽机调速系统、锅炉、电气控制系统等部件组成。
这类机组的最大特点是采用超临界锅炉技术,使得机组效率更高、发电成本更低。
而APS自启停控制系统就是为了确保这类机组安全、稳定地实现自动启动和停机而设计的。
三、APS自启停控制系统原理1. 控制策略APS自启停控制系统采用的是模糊逻辑控制策略,将自启停控制的决策过程转化为一系列的模糊化规则,通过对输入变量(如汽机转速、锅炉压力、汽轮机转速等)进行模糊化处理,从而得到相应的输出控制指令,实现对整个自启停过程的精确控制。
这种控制策略既能够适应不同运行条件下的自启停控制需求,又能够保证系统的稳定性和可靠性。
2. 控制原理APS自启停控制系统的控制原理主要包括两方面:自启动控制和自停机控制。
在自启动控制方面,系统会根据系统当前运行状态和设定的启动参数,分析汽轮机和锅炉的运行情况,确定启动的时机和相应的控制方式,确保汽轮机的安全、稳定地启动。
而在自停机控制方面,系统会根据系统当前运行状态和设定的停机参数,分析汽轮机和锅炉的运行情况,确定停机的时机和相应的控制方式,确保汽轮机的安全、稳定地停机。
四、660MW超临界机组APS自启停控制系统特点APS自启停控制系统具有以下特点:1. 高可靠性APS自启停控制系统采用了先进的控制策略和多重安全保护措施,确保在任何运行条件下都能够有效地保护机组的安全和稳定运行。
系统还具有自动故障诊断和排除功能,能够快速、准确地对系统故障进行判断和处理,最大限度地减少运行故障对机组运行的影响。
电力建设Electric Power ConstructionV ol.32,No.2Feb ,2011第32卷第2期2011年2月ABSTRACT :This paper analyzes the problems encountered inunit start-up of the 660MW supercritical direct air cooling turbines and proposes measures to address them;summarizes the operating characteristics of this type of units,which can be used as a reference for start-up and commissioning of similar types of units.KEYWORDS :supercritical ;direct air cooling ;turbine ;unitstart-up ;commissioning ;660MW unit摘要:对660MW 超临界直接空冷汽轮机在整套启动中遇到的问题进行研究分析,并采取措施予以解决;对该类型机组的运行特点进行了总结,供同类型机组的启动调试参考。
关键词:超临界;直接空冷;汽轮机;整套启动;调试;660MW机组doi :10.3969/j.issn.1000-7229.2011.02.0190引言国华定洲发电有限公司二期工程2×660MW 汽轮机发电机组,汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的CLNZK660-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机,空冷岛为西北电力设计院设计、江苏双良集团供货。
本文针对此类型汽轮机在整套启动调试中遇到的问题进行分析,并提出处理方法。
1冷态启动参数优化1.1冷态启动存在的问题根据哈尔滨汽轮机厂推荐的机组启动曲线,汽机冷态启动的冲转参数为:主蒸汽8.92MPa/360℃,再热蒸汽1.0MPa/320℃。
660MW超超临界机组启停调峰运行方式的优化分析随着经济发展和工业化进程的推进,全球能源需求不断增长,对电力系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
特别是在发达国家和新兴经济体中,电力需求呈现出明显的季节性和日常波动性。
而660MW超超临界机组作为目前煤电行业的主力机组,其启停调峰运行方式的优化分析显得尤为重要。
本文将结合研究资料和实际案例,分析660MW超超临界机组的启停调峰运行方式的优化措施,以期提高燃煤机组的运行效率和经济性。
660MW超超临界机组是一种高效、低排放的燃煤电厂机组,其具有高效节能、低耗环保、稳定可靠等特点。
该型号机组通常采用直流加热器、低硫燃烧、高效脱硫、脱硝装置等先进技术,使得机组的发电效率较高,排放指标较低。
为了满足电网的需求,660MW超超临界机组通常可采用基础负荷、调峰负荷等多种运行方式。
基础负荷是指机组在满负荷状态下连续稳定运行,主要用于满足电网的基本负荷需求。
而调峰负荷是指机组在需求高峰时段启动运行,以满足电网负荷的瞬时剧烈波动。
660MW超超临界机组的启停调峰运行方式通常包括热态启动、冷态启动、快速启停等多种模式。
通过合理选择合适的启停调峰运行方式,可以提高机组的运行效率,降低运行成本,保障电网的安全和稳定。
在实际运行中,660MW超超临界机组的启停调峰运行存在以下问题:1.启动时间较长:由于660MW超超临界机组的设备复杂,启动时间通常较长,导致在需求高峰时段无法及时响应,影响电网的稳定性。
2.效率低下:机组频繁启停会导致设备磨损加剧,降低机组的发电效率,增加了运行成本。
3.安全风险:660MW超超临界机组启停过程中存在一定的安全隐患,如燃烧不稳定、锅炉爆炸等问题,影响机组的稳定运行。
以上问题表明,660MW超超临界机组的启停调峰运行方式存在一定的优化空间,需要深入分析并采取相应的措施。
为了解决上述问题,提高660MW超超临界机组的启停调峰运行效率和经济性,下面提出一些优化措施:1.优化启停流程:通过优化660MW超超临界机组的启停流程,采用科学、合理的操作步骤,尽量缩短启动时间,减少对电网的影响。
660MW超临界汽轮机机组进汽阀热应力优化蒋建斐;忻建华;陈永照;黄庆华;徐嗣华【摘要】分析了某出口660 MW超临界汽轮机机组高压进汽阀门启动、运行过程的热应力分布情况.通过有限元计算与分析,得到了机组启动过程中主汽阀最大应力出现的时刻和位置,据此提出了优化运行过程中阀门热应力的思路和建议.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2014(043)004【总页数】6页(P281-286)【关键词】进汽阀;热应力;优化【作者】蒋建斐;忻建华;陈永照;黄庆华;徐嗣华【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030;上海电气电站设备有限公司汽轮机厂,上海200240;上海电气电站设备有限公司汽轮机厂,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK262汽轮机进汽阀在汽轮机的运行控制过程中占有重要地位,阀门的寿命设计对机组启停和变负荷的灵活运行有着至关重要的影响。
机组的启停会导致阀门承受较大的热应力,而据统计热应力低周疲劳是导致阀门阀壳失效的主要因素[1]。
随着印度等国外电力市场对高参数、大容量机组需求的不断上升,针对新设计的高参数阀门进行热应力分析和优化,对于提升自主设计能力意义重大。
本文对660MW 超临界汽轮机机组的高压主调阀进行非稳态温度场、应力场的计算,分析启动过程中进汽结构热应力的大小和集中区域,提出相应的优化方案,从而为机组的安全运行及温度控制提供参考依据。
1 研究方法和步骤本文研究框架如图1所示,反映了启动阶段热应力分析和优化的思路,主要工作包括:(1)利用UG 三维建模软件,按照660MW 超临界汽轮机机组高压进汽阀门的设计图纸要求进行实体建模;利用ANSYS软件进行网格划分,得到有限元模型;(2)采用第三类边界条件,在660 MW 超临界机组实际启动曲线的基础上分析蒸汽和阀门的换热过程,利用逐步逼近法确定所研究阀门的换热系数组;(3)模拟机组实际启动过程,分析启动各阶段高压进汽阀的应力变化和分布规律,确定最大应力时刻及最大应力点,提出应力优化方案。
660MW超超临界机组启停调峰运行方式的优化分析1. 引言1.1 背景介绍660MW超超临界机组是目前热电厂中常见的一种类型,具有较高的效率和低排放的特点,是供热供电领域的主力设备之一。
随着能源结构调整和清洁能源比例的增加,电力系统对于机组启停调峰运行方式的要求也越来越高。
启停调峰运行是指根据电力系统的负荷变化需求,采取灵活的机组启停控制方式,以实现在较短时间内高效稳定地调节机组出力并保持系统运行稳定。
尤其在新能源占比增加和电力市场化程度不断提高的情况下,优化机组的启停调峰运行方式对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。
本文将深入探讨660MW超超临界机组的启停调峰运行方式的优化分析,旨在提出有效的方法和策略,以提高机组的响应速度、降低启停过程对设备的影响、减少燃料消耗等方面取得更好的经济和环保效益。
该研究对于推动电力系统的高效运行和清洁能源的发展具有重要意义。
1.2 研究意义660MW超超临界机组是目前电力行业中应用较为广泛的一种发电设备,其启停调峰运行方式的优化对提高电站的运行效率和经济性具有重要意义。
优化机组的启停调峰运行方式可以有效降低电站的运行成本,提高发电效率,降低火电厂的排放量,减少对环境的污染。
优化调峰运行方式可以提高电站的灵活性和响应速度,适应电网负荷变化的需求,提高电网的稳定性和可靠性。
优化启停调峰运行方式还可以延长机组的寿命,减少设备损耗,提高设备的稳定性和可靠性,降低维护成本,提高电站的运行效率。
对660MW超超临界机组启停调峰运行方式进行优化分析,将有助于提高电力行业的发展水平,推动我国电力行业向着高效、清洁、可持续发展的方向发展。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨660MW超超临界机组启停调峰运行方式的优化问题,通过对机组启停调峰运行方式进行分析和优化,提高机组的运行效率和性能,减少能源消耗和运行成本,同时提升机组对系统调度的响应能力,确保电力系统的稳定运行。
通过本研究的深入探讨,旨在为超超临界机组的启停调峰运行方式优化提供理论支持和实际操作指导,为电力行业的节能减排和可持续发展做出贡献。
3.5 机组正常运行维护及调整3.5.1 机组正常运行维护3.5.1.1 锅炉机组的运行维护3.5.1.1.1锅炉机组正常运行时监控的主要参数及限额3.5.1.1.2 锅炉机组的正常运行维护1)锅炉正常运行中,应保证锅炉的蒸发量满足负荷的需要,保持锅炉运行参数(汽压、汽温、水位、氧量等)在规定的范围内。
保持负荷稳定,经常监视炉水和蒸汽品质,保持汽水品质合格。
保持燃烧稳定,降低各项热损失,优化系统和设备的运行方式,降低辅机的电耗,提高锅炉机组运行的安全性和经济性。
2)锅炉机组在运行过程中,通过OM画面,参数曲线的变化趋势,ASD报警来对各参数的变化进行监视。
并综合设备巡回检查情况,及时分析运行工况。
发现参数超限及时处理。
3)按照各辅机的运行规定,加强对辅机各参数的监视(辅机及电机的振动、轴承温度、线圈温度、电流、轴承及油箱的油位和油质)和就地运行情况的检查。
出现异常及时联系处理。
4)锅炉机组在运行中自动装置必须全部投入并加强监视。
自动装置失灵及时发现并及时切为手动调节,使参数保持在允许范围内。
5)锅炉运行中,所有自动保护、联锁均应投入,主机保护因故需退出运行时,须经总工程师批准,辅机保护因故需退出运行时,须经负责运行的副总批准。
方式,当远控失效时应切至就地手动方式协助操作,并及时联系有关检修人员处理。
7)锅炉运行中应保持炉前燃油系统运行正常,油枪时刻处于完好备用状态。
8)锅炉正常运行中,要密切注意炉汽、水品质指标,根据化学要求合理控制连排开度,以保证锅炉汽水品质合格。
排污操作必须遵守《电业安全工作规程》中的有关规定。
排污期间注意监视汽包水位,避免发生水位事故。
当汽包水位低时、锅炉事故处理时、排污系统故障时、机组升降负荷时、给水泵启停或切换时禁止排污。
机组带负荷运行后,禁止从水冷壁下联箱及省煤器的放水进行排污。
9)锅炉正常运行中,要认真按吹灰规定进行吹灰,吹灰器发生故障时,要及时联系处理。
以保证锅炉各受热面清洁无积灰。
660MW 超超临界汽轮发电机主汽压力控制品质差导致机组非停事故分析某电厂660MW 机组为上汽超超临界一次再热凝气式汽轮机,DEH为西门子T3000 系统。
1 事故过程2019 年12 月28 号,协调控制下负荷 250MW,压力 11.19MPa。
从5:57 开始从250MW 升负荷,到6:22 负荷升至400MW。
高、中压调门从全开到全关,负荷从400MW 降至小于15MW。
2 秒后调门重新开启,负荷上升至 66MW,触发汽机高排温度高跳机。
2 原因分析现场实际运行操作中,负荷从 250MW 升到400MW,实际压力从 11.19MPa 升到12.62MPa,调门从稳定的40左右开度到全开,只用了25 分钟。
由于升负荷太快,主汽压力跟不上,从协调过来的限压定值偏高,使实际压力低于压力限制值超过 1MPa,使限压回路输出小于功率回路输出,触发限压动作,DEH 控制模式从负荷控制回路切到压力回路。
切到压力回路后,限压回路输出减小要求关门来维持压力,调门关小后主汽压力上升缓慢,过程中限压和负荷控制回路多次切换,最终阀位反馈与指令偏差大于25时,触发阀门快关。
同时触发KU信号,使负荷突降到 0 附近,高排逆止门电磁阀动作,高排温度持续升高。
这时快关信号消失,阀门重新开启,高排温度高打开高排通风阀和关闭高排逆止门。
KU 信号超过 2 秒后负荷实际负荷小于两倍厂用电,触发长甩 LAW 动作,切为转速控制回路。
转速控制器指令与调门阀位偏差大于 25,再次触发调门快关保护,最终触发再热器保护动作锅炉MFT。
3 解决方案(1)调整协调升负荷压力曲线,使压力指令和实际压力偏差不致太大。
(2)适当放大限压动作的偏置设定值。
(3)优化控制逻辑,取消LAW激活后切到带负荷的转速控制方式(非带厂用电机组)。
660MW超超临界机组启停调峰运行方式的优化分析660MW超超临界机组是一种新型的高效发电机组,其具备启停调峰运行方式,通过对其运行方式进行优化分析,可以进一步提高其运行效率和灵活性。
针对超超临界机组的启停过程,可以采取以下优化措施:1. 启动过程优化:在机组启动时,可以采用分段启动方式,即先启动辅机(如给水泵、循环水泵等),再启动主机。
这样可以避免主机在冷机状态下启动,减少机组启动时间和能耗。
3. 调峰运行优化:针对电网调峰需求,可以通过合理调整机组的出力来满足电网负荷变化。
对于超超临界机组,其调峰能力较强,可以通过调整锅炉给煤量和汽机负荷来实现调峰运行。
通过建立机组的调峰模型,并根据电网的负荷预测结果来进行优化调度,可以最大程度地满足电网调峰需求,减少电网中的短期功率波动。
需要对660MW超超临界机组的启停调峰运行方式进行优化分析。
通过对机组的运行数据进行统计和分析,可以得到机组的运行特性和性能参数。
基于这些参数,可以构建机组的动态模型和优化模型,进一步分析机组的启停调峰运行方式。
在机组的启停过程中,关键的优化指标包括:启动时间、停机时间、能耗和设备损坏等。
通过对这些指标进行综合分析和评估,可以得到不同的运行方式的优劣。
以启动过程为例,可以通过对启动过程中各个辅机的启动时间和主机的启动时间进行研究和优化,来减少机组的启动时间和能耗。
还需要对机组的保护控制系统进行优化,提高其对启动过程的控制精度和可靠性。
采用合理的启动策略和参数设置,可以最大程度地减少机组的启动时间和能耗。
对于停机过程和调峰运行方式的优化分析,也可以采取类似的方法。
通过对停机过程中各个辅机的停机时间和主机的停机时间进行研究和优化,来减少机组的停机时间和能耗。
针对调峰运行方式,可以对锅炉给煤量和汽机负荷等参数进行优化,以提高机组的调峰能力和效率。
660MW超临界机组APS自启停控制一、引言660MW超临界机组是目前国内火力发电的主流产品之一,其具备高效、低耗、低污染的特点,受到了广泛的应用和认可。
在火力发电厂的运行中,APS(自动化保护系统)始终扮演着关键的角色,特别是在机组的自启停控制方面更是至关重要。
本文将围绕660MW超临界机组APS自启停控制展开论述,旨在深入分析该系统的原理、设计和应用。
二、660MW超临界机组APS自启停控制系统原理自启停控制系统是以机组自身状态和外部条件为依据,通过对相关参数的监测和控制,来实现对机组的自动启停操作。
660MW超临界机组APS自启停控制系统一般由以下几个方面组成:1. 自启停逻辑自启停逻辑是整个系统的核心部分,其根据机组运行状态(如压力、温度、速度等)、外部信号(如电网状态、负荷变化等)和用户需求(如手动操作、自动操作等),进行逻辑判断,并生成针对不同情况的控制命令。
2. 监测装置监测装置用于实时监测机组的运行状态和外部条件,包括传感器、仪表、控制器等设备,通过采集、处理和反馈信息,为自启停逻辑提供必要的依据。
3. 控制装置控制装置用于执行自启停逻辑生成的控制命令,对机组的各种执行部件(如阀门、泵、电机等)进行操作,从而实现机组的启停控制。
4. 人机界面人机界面是用户与系统交互的接口,通常以触摸屏、操作台等形式呈现,用户可以通过人机界面对系统进行设置、操作和监控。
三、660MW超临界机组APS自启停控制系统设计要点在设计660MW超临界机组APS自启停控制系统时,需要考虑以下几个重点方面:1. 可靠性机组的自启停控制是一个涉及到安全和稳定的重要功能,因此系统的可靠性至关重要。
在设计过程中,需要考虑到各种可能的故障和异常情况,并采取相应的措施来确保系统的稳定性和可靠性。
2. 灵活性机组的自启停操作可能因为各种原因而需要进行调整和修改,因此系统设计需要具有一定的灵活性,可以根据实际需要进行配置和调整,保证系统的适用性和可维护性。
邯峰发电厂660MW汽轮机自动启停过程中的应力控制Stress Control of660MW Steam Turbines in Hanfeng Power Plant During Startup or Shutdown李智强1,韩长青1,卢盛欣2(1.邯峰发电厂,河北 邯郸 056200;2.河北省电力试验研究所,河北 石家庄 050021)摘要:文章介绍了发电厂汽轮机应力估算器系统运行主要控制参数,并提出了运行中存在的问题及对策。
关键词:汽轮机;应力控制;X—准则;启停Abstract:This paper introduces the major controlling parameters of Steam Turbine Stress Estimator(STSE)system,and points out the problems existing in operation and their countermea2 sures.K eywords:steam turbines;stress control;X—criteria;startup and shutdown中图分类号:T K39文献标识码:B文章编号:1001-9898(2002)06-0014-051 概述汽轮机的启停过程是汽轮机各部件的热力、应力和机械状态均发生变化的过程,启动不当极易发生事故。
从汽轮机第一次冲转至转子出现第一条宏观裂纹的时间,称为汽轮机的有效寿命。
一般转子寿命消耗中,高温蠕变损耗约占20%~30%,低周疲劳热应力损耗约占70%~80%,可见,启停和变工况运行是消耗汽轮机寿命的主要工况,必须对汽轮机的寿命进行控制和管理,以保证汽轮机组在整个设计运行年限内安全稳定运行,尽可能延长机组的使用寿命。
邯峰发电厂一期工程安装2台660MW汽轮发电机组。
汽轮机由德国西门子公司制造,型号H-30-100-2/M-30-63/N-30-4×10,为亚临界、中间再热、单轴四缸四排汽凝汽式反动汽轮机。
由于同侧的主汽门和调速汽门共用一个阀体,且与高压外缸整体浇铸在一起,使得汽缸和阀体连接处的结构复杂,且壁厚增加。
因此,该机组除对高、中压转子进行应力监视和控制外,还同时对高压缸、高压主汽门、高压调速汽门进行应力监视和控制。
在汽轮机运行中,只要监视这几处的热应力不超过允许值,其余部位的热应力就不会超过允许值。
2 TSE系统运行主要控制参数2.1 温度裕量为了防止汽缸、阀体或轴等汽轮机部件由于温度发生变化产生的热应力超出允许范围,测取这些部位的表面和中间温度,获得温差,以温差来表征热应力。
这些温差与该材料在同条件下允许的应力值对应的温差进行比较,得出相应部件的温度裕量(即应力裕量)。
转子表面的温度测量采用单级热电偶,以汽缸内壁的表面温度代表转子表面温度,转子的平均温度T m 和转子轴中心孔温度T ax是通过仿真计算得出的,其边界条件为非稳态、线性旋转对称温度分布。
缸体、阀体的壁温测量是通过壁温传感器来完成的,壁温传感器用来采集TSE功能处理的缸体和阀体的温度。
每只温度传感器有2个温度测点,内壁和壁中间。
温差由温度传感器测得与蒸汽接触的缸体表面温度T1和在缸体50%深度的平均温度T m计算得到。
允许温差是通过中间(平均)温度T m的函数来设定的,与升/降速度(负荷)相对应,形成允许上限温差d T permu和允许下限温差d Tperml2个限值,如图1所示。
图1 温度裕量计算示意图收稿日期:2002-08-06作者简介:李智强(1962-),男,助理工程师,主要从事汽轮机专业工作。
・41・图2 TSE计算方框图 d T=T1-T m上限温度裕量dd T u=d T permu-d T,下限温度裕量dd T l=d T perml+d T,转子的温度裕量用相似方法计算。
以上计算的标准结构如图2所示。
在每个计算原则里,温差由测量的温度计算得到,这些温差与允许的限值比较,计算出温度裕量dd T u和dd T l,上限裕量dd T u用于提高温度(增加转速或负荷),下限裕量dd T l用于降低温度(减负荷)。
多个通道的温度裕量经小选后作用到汽轮机控制系统的转速/负荷设定值控制器,控制汽轮机转速或负荷的升/降速度,温度裕量高,转速或负荷的升/降速度大;反之,转速或负荷升/降速度的大小又影响进入汽轮机的蒸汽量,进一步又影响温度裕量的大小,所以通过应力闭环控制,在整个过程中保证汽轮机的应力不超过许用应力,以确保机组的安全,同时又使机组有较好的负荷适应性。
每个通道的上限温度裕量、下限温度裕量在OM系统上有数字及直观的棒图显示,如果上限裕量或下限裕量输出大约为零,说明相关部件的应力已达到最大极限值;如果小于零,则说明相关部件的应力已超过最大值。
2.2 X—准则汽轮发电机组在不同工况下的启动过程中或运行状态改变时,进入汽轮机的蒸汽参数及相应的传热量也要改变。
为了限制应力,按照汽轮机热力工况产生了各种极限值,形成不同温度参数的X—准则界线曲线,以可调整的温度准则(X—准则)来判断机组是否能够接受运行方式的改变,作为启动条件送到汽轮机程序控制功能子组SGC,SGC不断扫描X—准则,选择相应的控制策略。
这些条件表明了在没有越过设定界限情况下,主蒸汽温度和再热蒸汽温度是否达到连续执行启动程序的数值,可使汽轮机在TSE限定的最优时间进行启动。
2.2.1 X1—准则避免汽轮机高压主汽门阀体冷却。
在开启主汽门前,主蒸汽温度要比高压调速汽门阀体平均温度高一定值,这样可防止用“冷的蒸汽”来暖管,即满足X1—准则。
如图3所示。
图3 X1—准则T MS>T mCV+X1式中 T MS———高压旁路前主蒸汽温度,℃T mCV———高压调速阀体温度,℃2.2.2 X2—准则・51・避免汽轮机高压调速汽门阀体中产生过大的温度变化。
在开启主汽门前,确保主蒸汽饱和温度不超过高调阀体平均温度一定值。
在冷态启动时,阀体温度低于主蒸汽的饱和温度。
在开启主汽门时,蒸汽以凝结放热的形式向阀体传递热量。
由于凝结放热的放热系数很大,剧烈的换热将使阀体内表面温度很快上升到蒸汽的饱和温度,使阀体形成很大的温差,产生很大的热应力。
所以必须使主蒸汽的饱和温度低于高调阀体的平均温度某一值,即满足X2—准则。
如图4所示。
T SatSt <T mCV +X 2式中 T SatSt ———主蒸汽饱和温度,通过机前压力计算得到,℃T mCV ———高调阀体温度,℃图4 X 2—准则2.2.3 X 4—准则避免湿蒸汽进入。
该准则在开启调阀前使用,以防止湿蒸汽进入汽轮机,确保主蒸汽温度高于主蒸汽饱和温度一定值,即蒸汽有一定过热度,即满足X 4—准则。
如图5所示。
图5 X 4—准则T MS >T SatSt +X 4式中 T MS ———主汽门前主蒸汽温度,℃T SatSt ———主蒸汽饱和温度,通过机前压力计算得到,℃2.2.4 X 5—准则避免汽轮机高压部分被冷却。
该准则在开启调阀前使用,避免汽轮机高压部分被冷却,确保主蒸汽的温度高于高压缸的平均温度和高压转子的平均温度一定值,即满足X 5—准则。
如图6所示。
图6 X 5—准则T MS >T mHPC/HPS +X 5式中 T MS ———主汽门前主蒸汽温度,℃T mHPC/HPS ———由高压缸平均壁温和高压转子的平均温度(仿真计算得到)大选得出,℃2.2.5 X 6—准则避免汽轮机中压部分被冷却。
该准则在开启调阀前使用,避免汽轮机中压部分被冷却,确保再热蒸汽的温度高于中压转子的平均温度一定值,即满足X 6—准则。
如图7所示。
T RS >T mIPS +X 6式中 T RS ———中压缸的进汽温度,℃T mIPS ———中压转子的平均温度(仿真计算得到),℃图7 X 6—准则・61・2.2.6 X 7—准则保证汽轮机高压部分充分暖机。
该准则在升速到额定转速前使用,目的是使汽轮机高压部分充分暖机。
在启动过程中,为了使缸体或转子的应力不超过许用应力,必须使缸体或转子的内外表面温差减小,所以必须对汽轮机暖机,暖机是否合适,由X 7—准则判断。
如图8、图9所示。
图8 X 7A —准则T MS <T mHPS +X 7A式中 T MS ———高压旁路前主蒸汽温度,℃T mHPS ———高压转子平均温度(仿真计算得到),℃图9 X 7B —准则T MS <T mHPC +X 7B式中 T MS ———高压旁路前主蒸汽温度,℃T mHPC ———高压缸体的平均温度,℃2.2.7 X 8—准则保证汽轮机中压部分充分暖机。
该准则在机组并网之前使用,目的是使汽轮机中压部分充分暖机。
暖机到什么程度,由X 8—准则来判断。
如图10所示。
T RS <T mIPS +X 8式中 T RS ———中压缸的进汽温度,℃T mIPS ———中压转子的平均温度(仿真计算得到),℃图10 X 8—准则2.3 最佳主汽/再热汽温度最佳主汽/再热汽温的计算根据TSE 信号进行,其中主汽温度的目标设定值由2个信号确定:高压转子的允许上限温差d T permu 和高压转子的平均温度T mHPS 。
由这2个信号计算得到的目标设定值送到设定值形成回路。
主汽温度的变化率由高压转子的上限温度裕量和汽轮机实际负荷确定。
当汽轮机负荷<10%时,变化率为10K /m in ;当汽轮机负荷>10%时,温度变化率由高压转子的上限温度裕量来确定,当裕量在10~30K 范围时,变化率与裕量呈线性关系;当裕量在5~10K 范围时,变化率为零,即温度设定值保持;当裕量<5K 时,变化率为负值,即减少温度设定值。
由设定值形成回路输出的温度设定值经大、小选模块输出到主汽温度调节系统,通过调节作用,使主汽的实际温度随温度设定值而变化,以满足汽轮机启动运行的要求。
最佳再热汽温的计算和最佳主汽温度的计算相似。
3 运行中存在的问题及对策3.1 汽门与汽缸温差大高压主汽门与调速汽门阀体固定在高压缸两侧,并位于机组运转层以上,相对于高压缸来讲,由于其热容量小并且换热条件较好,故在机组停运后,其温降速度比高压缸快约一倍。
在机组遇到温态启动时,高压调速汽门与高压缸温差较大,并随着时间的增加不断增加,温差范围为20~80K ,而该工况下主汽门和调速汽门的上限温度裕量约为50K 。
由前面的介绍知道,机组冲车前汽温必须满足X 4、X 5、X 6—准则的要求。
若按惯例,待冲车参数满足要求再运行汽轮机自动启动程序———汽机SGC 时,势必造成主汽温与高压主汽门和调速汽门阀体的温差过大,阀体内外壁温差裕量不能满足启动要求,造成启动受阻。