浅析600MW机组除氧器供水调节阀的设计选型

600MW机组高压调节阀门故障分析及处理本文介绍了600MW机组高压调节阀门在运行中出现的问题，通过对某电厂发生的典型故障原因分析，并针对设备结构上设计不足之处，提供改进思路和方案，不仅提高了设备运行可靠性、而且结构简单，装配方便，为同类型机组在安全生产上提供了参考。

标签：高压调节阀门；十字头；断裂0 引言汽轮机的启动、停机和功率的变化是通过调节汽阀的开度大小进而改变蒸汽流量参数来实现的。

所以，调节汽阀的稳定运行对汽轮机的安全稳定运行是至关重要的。

在蒸汽节流阀特别是高压调节阀上不可避免地会有一些振动，而过大的振动将导致阀杆漏汽加大和十字头破裂，因此在汽轮机运行时应注意观察调节阀杆的振动。

1 设备特点某电厂2×600MW汽轮机为东方汽轮机厂引进日本日立公司技术设计和制造，型号为NZK600-16.67/538/538，型式为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。

高压调节阀数量4个，联合调节开启方式，中压调节阀与中主阀为中压联合汽阀，数量2个，为液压开启，弹簧关闭，非定位套阀，内有旁通阀。

2 事件概况2015年1月29日21：00 #2机组负荷约有40MW快速波动，DEH画面各高调门反馈波动，一次调频频繁动作，就地检查各高调门波动较大。

21：25 解除AGC，协调模式下负荷仍有波动，解除CCS，投入机组BASE方式，观察负荷稳定、调门开度稳定。

22：45 机组负荷320MW，发现#1EH油泵电流涨至51.8A，高调门EH油滤网间歇发差压高报警；立即手启备用EH油泵，发现四个高调门大幅波动，立即解除四个高调门自动，锅炉等离子拉弧稳燃。

就地检查机组振动正常，EH油系统，高、中压主汽门及其调门机械连接无异常。

盘面分析运行参数，#1高调门后压力较正常运行值偏低3MPa、#1、#2瓦瓦温较正常运行值降低5～9℃，初步判断#1高调门故障。

00：00 开始全行程活动#1高调门。

0：58手动缓慢关闭#1高调门至20%，就地不动；手动缓慢全开该门，再次关闭过程中卡在62.4%。

摘要火力发电厂的热力除氧器是利用汽轮机的抽气加热锅炉给水，使得锅炉的给水达到该压力下的饱和温度，以除去溶于水中的氧气等气体，防止锅炉、汽轮机和管道等热力设备遭到腐蚀；另一方面除氧器是汽水直接接触式的加热器，他是给水加热系统中的一环，利用汽轮机的抽水加热锅炉给水，可以提高电厂的效率，节省燃料。

除氧器是电厂重要的辅助设备之一，是电厂热力系统中不可缺少的环节。

当除氧器内压力突然升高时，水温变化跟不上压力的变化，水温暂低于升高后压力下的饱和温度，因而水中的含氧量随之身高，待水升高至升高后压力的饱和温度时，水中的溶解氧才会降至合格的范围；当氧气压力突然降低时，由于水温高于该压力对应的饱和温度，除氧器内的凝结水会发生自发沸腾现象。

严重时给水泵可能会发生汽蚀，导致重大事故。

因此，在运行中应保持除氧器内压力的稳定。

关键字：除氧器；除氧器压力；饱和温度；组态AbstractThe thermal deaeratorof thermal power plant heatboilerfeed water by the gas pumped from turbine to make the boilerfeed wat e r r ea c h the saturation tempe r ature co r respondi n g tothi spressuretoremoveoxygenandothergasesdissolvedinthewater and prevent corrosion of thermal equipment such asboilers,turbinesandpipes.Ontheotherhand,thedeaeratorisa direct-contact heater. Itis one part of the feedwaterheatingsystem.Itusethewaterpumpedfromturbinetoheatbo ilerfeedwater,thiscan improve the efficiency of the power plant andsavefuel. 教师批阅：Whenthepressureinthedeaeratorsuddenrise,thechangeofthewater temperature教师批阅：can notkeep up.Thewater temperaturewill temporarilylowerthanthesaturationtemperatureunderthe inc re ased pr e ssure, and thus the oxygen c o nt e nt ofthew a terthereupon rising until the water temperature was raisedtothe saturation temperature corresponding to the elevated pressure,the dissolved oxygen in the water will be reduced to qualifiedrange;Whentheoxygenpressureissuddenlyreduced,asthewaterte m perat u re i s higher than t h e satu r a t iontemperat ure correspondingto thepressure,thecondensationwaterinside deaeratorwillspontaneouslyboiling.Inseriouscondition,the cavitation phenomenon of feedwaterpump will resulting inamajor accident. Therefore weshould maintain the stability ofthepress ure within t he dea e ra t orinoperat i on.Key words:Deaerator; Deaeratorpressure ；Saturationtemperature;Configuration摘要 (I)教师批阅：Abstract (I)1、课程设计任务和内容 (1)1.1 课程设计任务 (2)1.2 本次课程设计内容 (3)2、除氧器的简介 (3)2.1 热力除氧的原理 (4)2.2 除氧器的类型 (5)2.3 除氧器的连接系统 (6)3、除氧器压力控制 (7)3.1 除氧器压力控制系统方案 (7)3.2 除氧器压力控制系统参数整定 (8)3.3 除氧器压力控制系统仿真 (10)4、除氧器压力DCS控制系统 (11)4.1 控制总方案 (12)4.2 一次仪表选型 (12)4.3 一次仪表接线 (16)4.4DCS硬件组态 (17)4.5DCS控制组态 (19)4.6 人机界面 (20)5、课程设计总结和体会 (21)附录一 (22)附录二 (23)附录三 (24)参考文献 (25)1 、课程设计任务和内容1 .1 课程设计任务本课程设计是针对学生学习和运用专业知识的综合考核和检查，使学生接受工程类基本训练的重要环节，是自动化（热工）专业的《集散控制系统》专业课程学习的必修内容之一。

国产600MW机组除氧器上水调门优化方案凝结水泵变频技术的应用，将凝结水泵定速运行改为变速运行，使凝结水泵运行时的出口压力、流量与电机能耗达到最佳匹配，从而大幅度降低凝结水泵功耗，尤其是在机组低负荷工况下，节能效果十分显著。

但就目前的运行情况来看，变频凝结水泵运行中除氧器上水调门开度没有全开，还有一定的节能潜力可挖，因此提出除氧器上水调门的优化方案。

变频凝结水泵现在运行现状凝结水泵在变频方式运行，且无工频运行泵时，凝结水母管压力会随着负荷的降低而降低。

在协调方式下，机组的运行方式为定——滑——定，故凝结水母管压力设定值在机组正常运行过程中为在负荷变动过程中除氧器压力的基础上叠加一个值，同时为保证低压旁路减温、汽机低压缸喷水减温等用水，通过试验确定凝结水泵最低工作压力，以保证除氧器的上水和其它辅助系统能够正常工作。

除氧器水位由凝结水泵变频控制时，用除氧器上水调阀来控制凝结水母管压力。

这个回路的控制思想是pid 接受凝结水母管压力偏差及除氧器水位偏差的微分前馈信号，维持凝结水母管压力相对稳定，满足除氧器上水能力，并保证凝结水泵在安全区内工作的最小给水压力（下限特性）。

从表1中，凝结水泵变频各供况运行情况可以发现除氧器上水调门开度偏小，还存在部分节流。

实际管道阻力预测，凝结水精处理的压差损失为0.25mpa左右，26米平台到0米平台的压差大概为0.3mpa，凝结水管道本身的阻力造成的压差大概为0.2mpa左右，总体管道阻力为0.75mpa。

根据其他电厂的经验，保证变频凝结水泵出口压力不低于1.35mpa的前提下尽量开大除氧器上水调门。

（见表2）另外，凝结水最小压力设定为1.4mpa，即凝结水最小压力不应低于1.4 mpa。

保证凝结水供低旁的压力要求，大于1.2mpa。

变频凝结水泵除氧器上水阀门优化除氧器上水优化思路：凝结水泵变频器投入自动，由变频器调节除氧器水位，通过降低凝结水压力设定，使得除氧器上水调门不断开大，直至全开；减少管道节流损失；除氧器上水调门投自动，用于维持凝结水最低压力，即当机组负荷低到一定程度，由除氧器上水调门维持凝结水最低压力1.4mpa，保证凝结水压力大于1.4mpa。

双路除氧器上水调门控制大唐阳城发电有限责任公司2*600MW机组主凝结水系统包括两台100%容量立式筒形凝结水泵、凝结水精处理装置、一台轴封加热器、四台低压加热器、一台凝结水补水箱和两台100%容量凝结水补水泵。

凝结水系统管道及阀门设计通径为DN400，但除氧器上水调阀设计通径只有DN200，系统正常运行时，即使阀门处于全开位，节流损失依然较大，不仅增加了凝泵的消耗功率，影响机组经济性，而且阀门在水流的冲击作用下，振动较大，长期运行中容易引起阀杆金属疲劳，导致阀杆断裂，在断裂事故发生时，又因为除氧器上水调阀旁路电动闸阀在正常运行时处于关闭状态，在前后差压较大的情况下，阀门不易打开，极易导致凝结水断流跳机。

为了降低节流损失并消除因阀杆断裂而引起机组停运的隐患，计划对除氧器上水调阀进行主动改造。

标签：双路；调门；自动控制前言大唐阳城发电有限责任公司2*600MW机组主凝结水系统包括两台100%容量立式筒形凝结水泵、凝结水精处理装置、一台轴封加热器、四臺低压加热器、一台凝结水补水箱和两台100%容量凝结水补水泵。

主凝结水的流程为：高背压凝汽器热井→凝结水泵→凝结水精处理装置→轴封加热器→除氧器上水调阀→7A低压加热器、7B低压加热器→#6低压加热器→#5低压加热器→除氧器。

凝结水系统管道及阀门设计通径为DN400，但除氧器上水调阀设计通径只有DN200，系统正常运行时，即使阀门处于全开位，节流损失依然较大，现除氧器上水调阀为美国C-V公司生产的笼式调阀。

1 改造前状态1.1 改造前除氧器上水调门布置改造前，除氧器上水调门为单路设置，管道通径DN400，调阀通径DN200，同时设计有一路除氧器上水旁路关断阀，这种布置方式存在以下一些问题，凝结水系统管道设计通径为DN400，但除氧器上水调阀设计通径只有DN200，系统正常运行时，即使阀门处于全开位，节流损失依然较大，不仅增加了凝泵的消耗功率，影响机组经济性，而且阀门在水流的冲击作用下，振动较大，长期运行中容易引起阀杆金属疲劳，导致阀杆断裂，在断裂事故发生时，又因为除氧器上水调阀旁路电动闸阀在正常运行时处于关闭状态，在前后差压较大的情况下，阀门不易打开，极易导致凝结水断流跳机。

浅谈优化600MW机组辅机运行方式节能降耗策略吴志远何岩张延风发布时间：2023-06-01T10:39:26.361Z 来源：《当代电力文化》2023年6期作者：吴志远何岩张延风[导读] 随着新能源的大力发展和国家“双碳”目标，火电厂生存环境十分严峻。

据统计，我国工业能耗约占总能耗的70%，其中电机能耗约占工业能耗的 60%～70%。

全国火力发电厂的平均厂用电率约为 4～10%，而泵与风机的耗电量占厂用电的 75%左右。

火电厂的辅机设备多数是定速电动机的风机和水泵，如汽轮机辅助设备有：给水泵、循环泵、凝结泵、真空泵、除盐水泵等。

目前来说，火力发电厂辅机运行方式普遍存在着能耗浪费现象。

辽宁清河发电有限责任公司辽宁铁岭112003摘要：随着新能源的大力发展和国家“双碳”目标，火电厂生存环境十分严峻。

据统计，我国工业能耗约占总能耗的70%，其中电机能耗约占工业能耗的 60%～70%。

全国火力发电厂的平均厂用电率约为 4～10%，而泵与风机的耗电量占厂用电的 75%左右。

火电厂的辅机设备多数是定速电动机的风机和水泵，如汽轮机辅助设备有：给水泵、循环泵、凝结泵、真空泵、除盐水泵等。

目前来说，火力发电厂辅机运行方式普遍存在着能耗浪费现象。

如何进一步挖掘机组的节能潜力，是每个火电厂的重要工作。

本课题结合目前火电厂生存难题，根据电厂设备的现场运行经验，在机组启停及正常运行过程中探索机侧重要辅机新的运行方式，确保机组收益最大化。

关键词：辅机；耗电量；浪费；节能；探索；一、概述清河发电有限公司的两台汽轮机均为GE公司进行通流部分改进设计的升级型汽轮机，保留哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的高中压外缸、低压外缸，其它通流部分均采用阿尔斯通技术设计制造。

型式为CLN600-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、凝汽式汽轮机，具有较高的效率和安全可靠性。

高中压缸、低压缸动静部分由阿尔斯通公司进行改进设计，末级叶片长度37英寸（939.8mm）。

给水调节阀的选型设计【摘要】主要介绍了给水调节阀在火力发电中的作用及重要性，调节阀的结构、功能，调节阀的类型选择，Kv值的计算，Kv值的选择，阀内件的材料和结构的选择，执行器的推力、转矩计算。

【关键词】给水调节阀；阀内件；Kv值0 概述通过设计“神木化工”自备电厂机组，给水调节阀的设计，加深了对调节阀的认识，体会到了调节阀的重要性，在现代流程工业的自动控制系统中，调节阀起着十分重要的作用，工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。

这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要靠某些最终控制元件去完成。

最终控制元件可以认为是自动控制的“手脚”。

在调节器（DCS）的低能量级和执行流动控制所需的高能级功能之间，最终控制元件完成了必要的功率放大作用。

调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。

在“神木化工给水调节阀项目”中也不例外，所有的调节控制回路中都是使用调节阀进行流量、液位、压力、温度控制。

控制效果的好坏，调节阀工作寿命的长短，主要取决于调节阀的选型是否合理。

合理的选型不但可实现优化控制、提高生产效率；还可延长阀门的使用周期，降低维护费用及生产成本。

1 调节阀的结构及功能要正确使用调节阀，尤其是选择调节阀，必须首先弄清楚调节阀的结构及使用功能，做到有的方矢，方能选好所需的调节阀。

1.1 调节阀的结构什么是调节阀？国际电工委员会IEC对调节阀做了定义：“工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀体部件，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀体部件又与一个或多个执行机构相连接。

执行机构用来响应控制元件送来的信号。

”可见，调节阀是由执行机构和阀体部件两部分组成，即：调节阀=执行机构+阀体部件。

1.2 调节阀的功能调节阀的主要功能有：调节功能、克服压差功能、耐温功能、耐压功能、切断功能、耐蚀功能等。

1.2.1 调节功能顾名思义，调节阀的首要功能就是调节，其主要表现在5个方面：1.2.1.1 流量特性流量特性是反映调节阀的开度于流量的变化关系，以适应系统的特性要求，如对流量调节系统反应速度快需对数特性；对温度调节系统反应速度慢，需线性流量特性。

600WM火电机组W型火焰直流锅炉启动过程中给水调整发布时间：2023-02-27T05:10:21.306Z 来源：《当代电力文化》2022年10月19期作者：谢端[导读] 600WM火电机组启动时，直流锅炉调整分为燃烧调整和给水调整。

主要介绍在机组启动过程中如何调节给水的操作过程和意义。

谢端大唐华银攸县能源有限公司湖南株洲412307摘要：600WM火电机组启动时，直流锅炉调整分为燃烧调整和给水调整。

主要介绍在机组启动过程中如何调节给水的操作过程和意义。

本机组为某锅炉厂超临界W型火焰直流锅炉，带外置启动炉水循环泵。

关键词：600MW；给水调整；直流锅炉；w型火焰；分析了某发电有限公司600 MW超临界W形火焰燃煤发电机组的特点，介绍了超临界机组的对象特性、控制难点及给水调节系统的任务、结构和控制策略，在原设计调节系统的基础上进行了改进和优化，实际应用效果良好。

一、炉水泵注水与其锅炉上水1．炉水泵注水操作及注意事项。

使用设备：凝结水补充水泵。

注水时水质要求：除盐水或初步除氧的冷凝水。

注水水质氯化物应＜50ppm，pH≥6.5，固体物质应＜0.25ppm，，浊度≤0.5NTU，水温应在4℃～50℃之间。

操作过程：首先对其注水管道进行冲洗至水质合格，再对炉水泵进行注水至水质合格。

当注水管道放水阀处水样达到以下标准时可以停止冲洗注水管路：氯化物应＜50ppm，pH≥6.5，浊度≤0.25NTU。

注意事项：(1)禁止注水管道冲洗不合格前炉水泵注水。

（2）锅炉炉水温度高于60℃不能停止泵低压冷却水及热屏蔽层冷却水。

2.锅炉上水操作及注意事项。

操作：(1)开启水侧系统和汽侧系统排空门，水侧系统排空门见水后关闭。

(2)启动电动给水泵、凝输泵或汽泵(首选)上水。

给水温度要求：20—70℃，上水时的环境温度不低于5℃，上水温度与壁温温差<50℃(过低受材料脆性温度所限，过高易造成管壁热应力过大)。

速度：缓慢、均匀。

XX第三发电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告编写：审核：批准：XX工业大学20 年月日一.阀门管理优化改造的背景XX第三发电有限责任公司4#机为XX汽轮机厂生产的600MW汽轮机，该机组在多阀调节（喷嘴调节）变负荷运行中，发现2#瓦和推力瓦的瓦温会明显升高，严重影响机组的安全运行，因而无法投入多阀调节，只能采用单阀调节（节流调节），从而导致调节阀节流损失大，严重影响经济性，因此迫切需要寻求故障产生的原因，解决故障。

我们提出对#4机进行配汽方式改造，以减小甚Array至消除调节级在部分进汽时产生的水平方向汽流分力，从而排除2#瓦瓦温高的故障，具体实施方案如下：从机理分析可知，非对称进汽导致了配汽剩余汽流力的产生，因此为了消除此力应采用完全对角进汽的方式，这有单阀与双阀两种选择方案。

目前机组运行于单阀方式，该方式虽然消除了剩余汽流力，但是节流损失太大，经济性很差。

所以我们采用的首选方案是双阀对称进汽的方案（以下称为方案A），方案A虽然在高负荷区域调节级效率比顺序阀方案会略有下降（图3），但是方案A可以使汽流力互相抵消为零。

另外由于原设计的顺序阀方案无法投入实际运行，所以方案A与目前运行中实际采用的单阀方案相比，在各种负荷下的调节级的平均效率是提高的，大约会从30%提高到45%，经济性可观。

所以兼顾机组安全性和经济性，方案A是首选进汽方案，从而确定方案A的进汽顺序为：#1、#4→#2、#3。

除此之外，为了进一步降低节流损失，提高调节级的效率，我们也给出另外一种顺序阀方案（以下称为方案B）作为备选方案。

方案B的进汽顺序为：#1、#4→#2→#3。

由于方案B最先开的两阀处于对角位置，所以剩余汽流力会比原设计的顺序阀方案降低很多，同时也保持了顺序阀方案调节级效率高的优势。

方案A、B相比较，A具有更高的安全性，而B具有更高的经济性，为得到更高的经济性，最后在现场采用的是方案B。

为了比较阀门改造前后的机组的经济性和安全性，共进行了两次实验，分别为：改造前：2003年1月21日大修完成后进行的一次从单阀切换到原顺序阀的一次实验；改造后：2003年8月16日进行了改造后的顺序阀实验。