【文章內(nèi)容簡介】 的測試，還可以知曉各只調(diào)門的實(shí)際壓損狀況。（3） 查圖確定法如下圖6所示，為一臺(tái)國產(chǎn)亞臨界600MW汽輪機(jī)在順序閥方式下的配汽特性曲線圖。由圖中曲線可以查找得知：隨著流量指令的增加，汽輪機(jī)2高壓調(diào)節(jié)汽門首先同時(shí)開啟，當(dāng)流量指令為68％時(shí)，2高壓調(diào)節(jié)汽門開度也為68％，此時(shí)＃3高壓調(diào)門處于“將開未開”狀態(tài)，這一調(diào)門開度稱為“兩閥點(diǎn)”位置；繼續(xù)增加流量指令，汽輪機(jī)3高壓調(diào)節(jié)汽門開度增加，當(dāng)流量指令為89％時(shí)，3高壓調(diào)節(jié)汽門開度為40～50％，此時(shí)＃4高壓調(diào)門處于“將開未開”狀態(tài)，這一調(diào)門開度稱為“三閥點(diǎn)”位置。當(dāng)流量指令增加至100％時(shí)，4高壓調(diào)節(jié)汽門也已完全開啟，此時(shí)的調(diào)門開度稱為“四閥全開”位置。圖6 一臺(tái)國產(chǎn)亞臨界600MW汽輪機(jī)在順序閥方式下的配汽特性曲線圖一般地，一臺(tái)汽輪機(jī)設(shè)有多個(gè)高壓調(diào)門，當(dāng)汽輪機(jī)處于“單閥方式”運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，這些調(diào)門都是同時(shí)開啟和關(guān)閉的，就如同一個(gè)調(diào)門的動(dòng)作方式一樣。因此可以通過調(diào)門開度變化試驗(yàn)，得出該型汽輪機(jī)調(diào)門開度變化對蒸汽節(jié)流效應(yīng)的影響程度。在一臺(tái)上海汽輪機(jī)有限公司N600－、中間再熱凝汽式汽輪機(jī)投產(chǎn)初期，我們利用汽輪機(jī)單閥運(yùn)行的機(jī)會(huì)，進(jìn)行了該機(jī)組不同負(fù)荷、不同閥位的運(yùn)行特性試驗(yàn)。如下圖7所示，為各個(gè)試驗(yàn)工況測得的高壓缸效率與高壓調(diào)門開度之間的關(guān)系曲線。由圖中曲線變化情況可以看出，當(dāng)該型汽輪機(jī)的調(diào)門開度在45％以上時(shí)，實(shí)際測得的高壓缸效率基本穩(wěn)定，與理想的“四閥全開”高壓缸效率已十分接近；隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，調(diào)門開度在20～40％范圍內(nèi)，其節(jié)流效應(yīng)較為明顯，高壓缸效率出現(xiàn)了較大幅度的變化；而當(dāng)調(diào)門開度逐步關(guān)小至20％以下時(shí)，高壓缸效率會(huì)急劇下降至70％以下，反映出高壓調(diào)門處于較小開度時(shí)顯著的節(jié)流效應(yīng)。圖7 一臺(tái)汽輪機(jī)“常規(guī)單閥”運(yùn)行的高壓缸效率隨調(diào)門開度變化曲線圖從以上試驗(yàn)比較結(jié)果來看，對該型亞臨界600MW機(jī)組而言，調(diào)門開度在45％左右時(shí)，高壓調(diào)門的壓損已經(jīng)較小。因此，在設(shè)置“最佳滑壓閥位”進(jìn)行滑壓優(yōu)化比較時(shí)，可將高壓調(diào)門開度45％左右作為預(yù)選的比較方案。對各型汽輪機(jī)進(jìn)行滑壓優(yōu)化比較試驗(yàn)的實(shí)踐表明：在順序閥運(yùn)行方式下，汽輪機(jī)“最佳滑壓閥位”可以在“閥點(diǎn)”附近選取，但又不等同于“閥點(diǎn)”位置，其中必須考慮汽輪機(jī)調(diào)門開啟方式不同以及各調(diào)門之間存在“重疊度”等實(shí)際影響因素。如果汽輪機(jī)調(diào)門開啟順序?yàn)榍?、后各一只調(diào)門相繼開啟的型式，則滑壓控制的調(diào)門開度應(yīng)選取在前一只調(diào)門處于半開狀態(tài)的“閥點(diǎn)”之前的開度位置；如果汽輪機(jī)調(diào)門開啟順序?yàn)榍懊鎯芍徽{(diào)門同時(shí)開啟、后一只調(diào)門接著開啟的型式，則滑壓控制的調(diào)門開度應(yīng)選取在后一只調(diào)門未開啟的“閥點(diǎn)”位置；如果汽輪機(jī)調(diào)門開啟順序?yàn)榍懊嫒徽{(diào)門同時(shí)開啟、后一只調(diào)門接著開啟的型式，則滑壓控制的調(diào)門開度應(yīng)選取在后一只調(diào)門已部分開啟的“閥點(diǎn)”之后的位置。選擇這樣的調(diào)門開度來滑壓運(yùn)行，可以使汽輪機(jī)處于高壓調(diào)門總體節(jié)流效應(yīng)較小、機(jī)組效率相對較高的運(yùn)行狀態(tài)。另外，在確定“最佳滑壓閥位”時(shí)，還必須兼顧到機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中的穩(wěn)定控制要求，使各只高壓調(diào)門開度在負(fù)荷波動(dòng)時(shí)不至于出現(xiàn)大幅度晃動(dòng)的情況。 “子策略一”——“滑壓試驗(yàn)比較法”的研究 “滑壓試驗(yàn)比較法”介紹 無論機(jī)組在不同滑壓運(yùn)行方式下的各個(gè)中間參量怎樣變化，我們總是以機(jī)組最終的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)作為衡量滑壓優(yōu)化運(yùn)行方式是否合理的評判標(biāo)準(zhǔn)。在滑壓優(yōu)化“總策略”的指導(dǎo)下，我們在汽輪機(jī)高壓調(diào)門“閥點(diǎn)”位置附近選取不同的調(diào)門開度來設(shè)置不同的滑壓運(yùn)行曲線，選取一些典型負(fù)荷工況，安排進(jìn)行不同滑壓運(yùn)行方式的比較試驗(yàn)，利用高精度的試驗(yàn)儀表測取機(jī)組熱耗率水平，比較得出滑壓方式改變引起機(jī)組熱耗率變化的差異程度，并以機(jī)組熱耗率最小為原則選取機(jī)組最佳的滑壓優(yōu)化曲線。這種通過機(jī)組熱耗率試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣比較來得到機(jī)組優(yōu)化滑壓運(yùn)行方式的方法，簡稱為“滑壓試驗(yàn)比較法”。 “滑壓試驗(yàn)比較法”的應(yīng)用方法為了了解汽輪機(jī)不同調(diào)門開度滑壓運(yùn)行方式對機(jī)組運(yùn)行性能的影響程度，我們以上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的N600－，進(jìn)行了“兩閥滑壓”、“三閥滑壓”方式的運(yùn)行性能比較試驗(yàn)。如下圖8所列，為該機(jī)組300～600MW負(fù)荷范圍內(nèi)，按照“兩閥滑壓”和“三閥滑壓”這兩種方式運(yùn)行時(shí)所對應(yīng)的主汽壓力變化曲線。從圖中曲線可以看出，“三閥滑壓”運(yùn)行方式的定、滑壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)負(fù)荷約為590MW；而“兩閥滑壓”運(yùn)行方式的定、滑壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)負(fù)荷約為460MW。由此表明，機(jī)組滑壓運(yùn)行的調(diào)門開度越大，則定、滑壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)的負(fù)荷越高，而同一運(yùn)行負(fù)荷所對應(yīng)的主汽壓力卻是越低。對圖8中“兩閥滑壓”與“三閥滑壓”運(yùn)行方式的主汽壓力變化曲線進(jìn)行比較后可知，各試驗(yàn)負(fù)荷點(diǎn)上兩種滑壓運(yùn)行方式的主汽壓力差異約為3～。 圖8 一臺(tái)汽輪機(jī)“三閥滑壓”與“兩閥滑壓”試驗(yàn)比較工況圖在下圖9中給出了機(jī)組按照“兩閥滑壓”、“三閥滑壓”運(yùn)行的熱耗率變化曲線。對圖中曲線進(jìn)行比較后可以看出，機(jī)組在300～460MW負(fù)荷區(qū)間內(nèi)運(yùn)行時(shí)，采取“兩閥滑壓”運(yùn)行方式的機(jī)組熱耗率要明顯低于“三閥滑壓”運(yùn)行方式，各試驗(yàn)工況的機(jī)組熱耗率平均降低幅度約為37 kJ/kWh， g/kWh。所以采用“滑壓試驗(yàn)比較法”對該型汽輪機(jī)進(jìn)行比較尋優(yōu)的結(jié)果是：機(jī)組定、滑壓轉(zhuǎn)換點(diǎn)負(fù)荷為460MW，機(jī)組低于這一負(fù)荷時(shí)，推薦采用“兩閥滑壓”運(yùn)行方式。為了減少現(xiàn)場試驗(yàn)工作量，我們根據(jù)汽輪機(jī)容量、型式不同以及調(diào)門配置、開啟方式等差異狀況，在每一種類型中選取一臺(tái)汽輪機(jī)采用“滑壓試驗(yàn)比較法”進(jìn)行滑壓尋優(yōu)，得出一條性能較優(yōu)的滑壓控制曲線，并把它推廣應(yīng)用于同一類型的其它機(jī)組上。圖9 “兩閥滑壓”與“三閥滑壓”試驗(yàn)的機(jī)組熱耗率比較曲線圖 “子策略二”——“滑壓耗差分析法”的研究 “滑壓耗差分析法”介紹在機(jī)組滑壓優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)認(rèn)為主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量等運(yùn)行參數(shù)對機(jī)組滑壓運(yùn)行優(yōu)化結(jié)果的評判起著關(guān)鍵的影響作用。將這些重要運(yùn)行參數(shù)繪制成與機(jī)組負(fù)荷相對應(yīng)的一條條變化曲線之后，我們可以直觀地發(fā)現(xiàn)由于機(jī)組滑壓方式的不同而引起主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量等運(yùn)行特性參數(shù)之間的差異。選取其中的一種滑壓運(yùn)行方式（通常選取未作調(diào)整前的通常運(yùn)行方式）作為比較的基準(zhǔn)工況，就可以得出其它滑壓運(yùn)行工況相對于該工況的參數(shù)偏差，通過建立這些運(yùn)行參數(shù)對機(jī)組熱耗率影響的耗差計(jì)算模型，得出滑壓運(yùn)行方式改變之后對機(jī)組總耗差的影響程度。這種通過局部耗差計(jì)算和比較來得到機(jī)組滑壓優(yōu)化運(yùn)行方式的方法，簡稱為“滑壓耗差分析法”。 “滑壓耗差分析法”尋優(yōu)策略的應(yīng)用以一臺(tái)超臨界600MW機(jī)組的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為實(shí)例參數(shù)，采用“滑壓耗差分析法”對所涉及的主汽壓力、高壓缸效率以及給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量這三項(xiàng)參數(shù)的耗差進(jìn)行計(jì)算，掌握耗差總和隨機(jī)組滑壓運(yùn)行方式改變而變化的情況。 機(jī)組不同滑壓試驗(yàn)曲線的選取如下圖10所示，為一臺(tái)超臨界600MW機(jī)組滑壓優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)定的兩條滑壓控制曲線。虛線表示的“滑壓優(yōu)化調(diào)整前”曲線為按制造廠提供的滑壓控制曲線，實(shí)線表示的“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”曲線為試驗(yàn)設(shè)置的滑壓控制曲線。對圖中兩條曲線進(jìn)行比較后可知，當(dāng)采用這兩種不同的滑壓方式運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的定、滑壓轉(zhuǎn)折負(fù)荷點(diǎn)以及汽輪機(jī)高壓調(diào)門開度是不同的?！盎瑝簝?yōu)化調(diào)整前”的定、滑壓轉(zhuǎn)換負(fù)荷點(diǎn)為530MW左右，％，對應(yīng)四只高壓調(diào)門的開度分別為＃4CV開52％，＃2CV開度35％，1CV開9％；“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”的定、滑壓轉(zhuǎn)換負(fù)荷點(diǎn)為570MW左右，％，對應(yīng)四只高壓調(diào)門的開度分別為＃4CV開81％，＃2CV開度60％，1CV開13％。顯然，后者的高壓調(diào)門開度要大一些，這樣可以減少汽輪機(jī)三只高壓調(diào)門同時(shí)處于較小開度時(shí)的節(jié)流損失。圖10 一臺(tái)超臨界600MW汽輪機(jī)不同滑壓運(yùn)行方式的主汽壓力控制曲線 滑壓方式改變對主蒸汽壓力的耗差影響如上面圖10所示的兩條主蒸汽壓力控制曲線，它們分別對應(yīng)于兩種不同的滑壓運(yùn)行方式。實(shí)線所代表的“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”運(yùn)行方式與虛線所代表的“滑壓優(yōu)化調(diào)整前”運(yùn)行方式相比，由于高壓調(diào)門開度的增加，所以在每個(gè)試驗(yàn)負(fù)荷點(diǎn)上的主汽壓力都有所降低，在300～％。不同滑壓運(yùn)行方式下由于主蒸汽壓力不同引起的耗差，可采用制造廠給出的主蒸汽壓力對熱耗率的修正曲線來進(jìn)行計(jì)算。如下表5所示，在300～540MW滑壓運(yùn)行負(fù)荷階段，％。 滑壓方式改變對高壓缸效率的耗差影響由于這兩種滑壓運(yùn)行方式下汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽調(diào)門開度不同，引起了高壓調(diào)門進(jìn)汽壓損的差異，較小的汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽損失可以使高壓缸效率有所提高，從圖11中可以看出，％。圖11 一臺(tái)超臨界600MW汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的高壓缸效率比較曲線不同滑壓運(yùn)行方式下由于高壓缸效率不同引起的耗差，可以結(jié)合機(jī)組各負(fù)荷工況的設(shè)計(jì)熱平衡圖，采用“美國汽輪機(jī)例行試驗(yàn)的簡化方法（ ASME PTC 6S ）”所述的高壓缸效率對機(jī)組熱耗率的影響計(jì)算方法來進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下表4所示。從表4所列的計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)高壓缸效率絕對值增加（或降低）1%時(shí)，機(jī)組熱耗率將減?。ɑ蛟黾樱?。該型機(jī)組在各個(gè)不同負(fù)荷階段的耗差影響系數(shù)可采用表中數(shù)據(jù)插值計(jì)算得到。由不同滑壓運(yùn)行方式的高壓缸效率差異可以計(jì)算得到不同的耗差結(jié)果。如下表5所列，在300～％。表4 設(shè)計(jì)工況下高壓缸效率變化對整機(jī)效率影響的計(jì)算表序號(hào)名 稱符號(hào)單位VWOTHA75%額定負(fù)荷50%額定負(fù)荷1發(fā)電機(jī)出力NtkW6580006000134500573000452主蒸汽流量Fmskg/h1902230170520012317008047003再熱蒸汽流量Fhrhkg/h1554393140380310328526911994汽輪機(jī)熱耗率HRkJ/kWh5低壓缸排汽焓HexhkJ/kg6主蒸汽壓力Pms*MPa2422427主蒸汽溫度Tms℃5665665665668主蒸汽焓HmskJ/kg9主蒸汽熵HmskJ/kg。K10高排壓力Pcrh*MPa11高排溫度Tcrh℃12高壓缸排汽焓HcrhtkJ/kg13高壓缸理想排汽焓HcrhikJ/kg14高壓缸利用能ΔHhptkJ/kg15高壓缸可用能ΔhhpikJ/kg16高壓缸效率設(shè)計(jì)值ηhp%17假定高壓缸效率ηhpt%18高壓缸效率相對變化Δηhp%19高壓缸效率對熱耗率的直接影響∥%20高壓缸效率對再熱器吸熱的影響∥%21高壓缸效率絕對值變化1%對整機(jī)的綜合影響∥% 滑壓方式改變對給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽流量的耗差影響在圖12中給出了機(jī)組在這兩種不同滑壓運(yùn)行方式下的給泵汽輪機(jī)進(jìn)汽量變化曲線。從圖中可以看出，“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”比“滑壓優(yōu)化調(diào)整前”％，這部分蒸汽可回到汽輪機(jī)內(nèi)繼續(xù)做功，從而增加機(jī)組的輸出電功率。對電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵的汽輪發(fā)電機(jī)組而言，由于給水泵電機(jī)消耗的電功率可以實(shí)測得到，所以該項(xiàng)耗差可以用給泵耗功節(jié)省數(shù)值來表示；對小汽機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵的機(jī)組而言，則必須對小汽機(jī)的進(jìn)汽流量進(jìn)行測量，依據(jù)制造廠提供的修正曲線或采用“等效熱降法”計(jì)算得出的小汽機(jī)進(jìn)汽流量耗差影響系數(shù)，計(jì)算得出不同滑壓運(yùn)行方式所對應(yīng)的小汽機(jī)進(jìn)汽流量變化耗差數(shù)值。在本次小汽機(jī)進(jìn)汽流量耗差計(jì)算中，取用了制造廠提供的該項(xiàng)參數(shù)變化對機(jī)組熱耗率的修正曲線，由此計(jì)算得出的“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”小汽機(jī)進(jìn)汽流量節(jié)省引起的耗差結(jié)果如下表5中所列。在300～540MW滑壓運(yùn)行負(fù)荷階段，％。圖12 一臺(tái)超臨界600MW汽輪機(jī)滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的小汽機(jī)進(jìn)汽流量比較曲線 滑壓方式改變的總耗差計(jì)算機(jī)組采取“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”的運(yùn)行方式，可以使汽輪機(jī)高壓缸效率提高，小汽機(jī)進(jìn)汽流量減少，這對機(jī)組熱耗率的降低是有利的。但是調(diào)整后的滑壓運(yùn)行方式增加了高壓調(diào)門開度，因而引起了主蒸汽壓力降低，這對機(jī)組效率會(huì)有不利的影響。所以在采用“滑壓耗差分析法”進(jìn)行計(jì)算的過程中，既要考慮“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”的運(yùn)行方式對機(jī)組運(yùn)行效率有改善作用的影響因素，同時(shí)也要考慮其不利的影響因素。根據(jù)上述三項(xiàng)參數(shù)隨不同滑壓方式而出現(xiàn)不同的耗差影響程度，可以計(jì)算得出滑壓優(yōu)化總耗差的數(shù)值。計(jì)算結(jié)果如下表5所示。表5 某電廠一臺(tái)超臨界600MW機(jī)組滑壓優(yōu)化的耗差計(jì)算結(jié)果表序號(hào)名 稱符號(hào)單位540MW480MW420MW360MW300MW1運(yùn)行方式////滑壓A(常規(guī)）滑壓B（優(yōu)化）滑壓A(常規(guī)）滑壓B（優(yōu)化）滑壓A(常規(guī)）滑壓B（優(yōu)化）滑壓A(常規(guī)）滑壓B（優(yōu)化）滑壓A (常規(guī)）滑壓B（優(yōu)化）2調(diào)門開度//％12/3發(fā)電機(jī)出力NtkW5385405427274800974853254196744217413612033646543089053054844主蒸汽流量Fmskg/h163833716345251454989145799512527071256434106506910696379192989107665小汽機(jī)進(jìn)汽流量Fbfptkg/h785407482163683612045078348239385593652431386286306主蒸汽壓力Pms1MPa