[01580518]600MW空冷机组阀门管理优化技术的研究与应用

汽轮机的阀门管理是汽轮机调节系统的一个重要的组成部分，其对机组的安全性和经济性有着重要的影响。汽轮机阀门管理设计必须综合热力学、气体动力学、转子动力学等相关专业的理论和知识，进行系统的理论和试验研究。汽轮机的配汽方式包括单阀和顺序阀，当机组参与调峰等任务时，为了提高机组的运行经济性，许多机组都切换至顺序阀方式运行。然而，当阀门管理设计不合理时，机组处于局部进汽状态，就会引发一些安全、经济以及调节等方面的问题及甚至是故障。600MW空冷机组在国内占比例越来越高，由于其运行环境比较恶劣等各方面原因，其运行的经济和安全等性能与普通的湿冷机组相比都有所降低。同时，由于机组初参数与200MW及以下级别的机组相比较高；因此，其调节级配汽不平衡汽流力比较大，瓦温和振动将会明显增加，配汽故障较200MW等小机组更加严重；致使许多机组无法正常投入顺序阀调节，只能采用节流调节，从而严重影响机组变负荷的经济性。此外，由于汽轮机制造过程中存在差异以及现场安装等因素，造成实际的阀门流量特性曲线与DEH中预置的阀门流量特性曲线会存在较大的差异；而这种差异在机组变负荷和一次调频时，可能会出现负荷突变和调节缓慢的问题，造成机组控制困难，影响机组的安全性和变负荷能力。针对北方联合电力达拉特发电厂2台600MW空冷机组在顺序阀方式运行时，出现的瓦温较高、振动大等由于配汽不当引发的故障而无法顺利投运顺序阀调节方式的问题，联合哈尔滨工业大学先进动力技术研究所进行管理综合优化技术的实际应用研究。优化后，机组的经济性、安全性以及控制性能得到了明显提高。两台机组都能够顺利投入顺序阀运行，各项指标均满足安全性要求：机组在综合优化后的顺序阀方式运行时的瓦温与振动处于与单阀方式基本相当的水平；在单/顺序阀切换过程中，负荷波动最小时小于5MW。同时，优化后的7、8机运行经济性得到了明显提高，折合降低发电煤耗降低3g/kWh左右。每台机组按420MW的平均功率、年利用4500小时、每吨标煤按330元计算，每年2台机组折合人民币约374万元，新增利税56.1万元，经济效益十分显著。此外，优化后的机组流量特性曲线的线性度得到显著改善，提高了机组的调节特性。最后，将该技术应用于本电厂和其他电厂的几台亚临界330MW供热机组，也取得了非常好的改造效果。在此基础上，形成了可应用的知识产权，正在或者已经完成申请的专利3个及录用即发表的论文8篇。同时，该技术被写入国家发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》中，文件中给出了技术德成熟度、适用机组类型和经济效益指标“技术成熟，适用于20万千瓦以上机组，预计平均可降低供电煤耗2～3g/kWh”。因此，该技术经济效益非常好并具有极大实际应用价值。