【文章內(nèi)容簡介】 的測試，還可以知曉各只調(diào)門的實際壓損狀況。（3） 查圖確定法如下圖6所示，為一臺國產(chǎn)亞臨界600MW汽輪機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2高壓調(diào)節(jié)汽門首先同時開啟，當流量指令為68％時，2高壓調(diào)節(jié)汽門開度也為68％，此時＃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”位置；繼續(xù)增加流量指令，汽輪機3高壓調(diào)節(jié)汽門開度增加，當流量指令為89％時，3高壓調(diào)節(jié)汽門開度為40～50％，此時＃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”位置。當流量指令增加至100％時，4高壓調(diào)節(jié)汽門也已完全開啟，此時的調(diào)門開度稱為“四閥全開”位置。圖6 一臺國產(chǎn)亞臨界600MW汽輪機在順序閥方式下的配汽特性曲線圖一般地，一臺汽輪機設有多個高壓調(diào)門，當汽輪機處于“單閥方式”運行狀態(tài)時，這些調(diào)門都是同時開啟和關閉的，就如同一個調(diào)門的動作方式一樣。因此可以通過調(diào)門開度變化試驗，得出該型汽輪機調(diào)門開度變化對蒸汽節(jié)流效應的影響程度。在一臺上海汽輪機有限公司N600－、中間再熱凝汽式汽輪機投產(chǎn)初期，我們利用汽輪機單閥運行的機會，進行了該機組不同負荷、不同閥位的運行特性試驗。如下圖7所示，為各個試驗工況測得的高壓缸效率與高壓調(diào)門開度之間的關系曲線。由圖中曲線變化情況可以看出，當該型汽輪機的調(diào)門開度在45％以上時，實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；隨著機組負荷的降低，調(diào)門開度在20～40％范圍內(nèi)，其節(jié)流效應較為明顯，高壓缸效率出現(xiàn)了較大幅度的變化；而當調(diào)門開度逐步關小至20％以下時，高壓缸效率會急劇下降至70％以下，反映出高壓調(diào)門處于較小開度時顯著的節(jié)流效應。圖7 一臺汽輪機“常規(guī)單閥”運行的高壓缸效率隨調(diào)門開度變化曲線圖從以上試驗比較結(jié)果來看，對該型亞臨界600MW機組而言，調(diào)門開度在45％左右時，高壓調(diào)門的壓損已經(jīng)較小。因此，在設置“最佳滑壓閥位”進行滑壓優(yōu)化比較時，可將高壓調(diào)門開度45％左右作為預選的比較方案。對各型汽輪機進行滑壓優(yōu)化比較試驗的實踐表明：在順序閥運行方式下，汽輪機“最佳滑壓閥位”可以在“閥點”附近選取，但又不等同于“閥點”位置，其中必須考慮汽輪機調(diào)門開啟方式不同以及各調(diào)門之間存在“重疊度”等實際影響因素。如果汽輪機調(diào)門開啟順序為前、后各一只調(diào)門相繼開啟的型式，則滑壓控制的調(diào)門開度應選取在前一只調(diào)門處于半開狀態(tài)的“閥點”之前的開度位置；如果汽輪機調(diào)門開啟順序為前面兩只調(diào)門同時開啟、后一只調(diào)門接著開啟的型式，則滑壓控制的調(diào)門開度應選取在后一只調(diào)門未開啟的“閥點”位置；如果汽輪機調(diào)門開啟順序為前面三只調(diào)門同時開啟、后一只調(diào)門接著開啟的型式，則滑壓控制的調(diào)門開度應選取在后一只調(diào)門已部分開啟的“閥點”之后的位置。選擇這樣的調(diào)門開度來滑壓運行，可以使汽輪機處于高壓調(diào)門總體節(jié)流效應較小、機組效率相對較高的運行狀態(tài)。另外，在確定“最佳滑壓閥位”時，還必須兼顧到機組實際運行過程中的穩(wěn)定控制要求，使各只高壓調(diào)門開度在負荷波動時不至于出現(xiàn)大幅度晃動的情況。 “子策略一”——“滑壓試驗比較法”的研究 “滑壓試驗比較法”介紹 無論機組在不同滑壓運行方式下的各個中間參量怎樣變化，我們總是以機組最終的運行經(jīng)濟性最優(yōu)作為衡量滑壓優(yōu)化運行方式是否合理的評判標準。在滑壓優(yōu)化“總策略”的指導下，我們在汽輪機高壓調(diào)門“閥點”位置附近選取不同的調(diào)門開度來設置不同的滑壓運行曲線，選取一些典型負荷工況，安排進行不同滑壓運行方式的比較試驗，利用高精度的試驗儀表測取機組熱耗率水平，比較得出滑壓方式改變引起機組熱耗率變化的差異程度，并以機組熱耗率最小為原則選取機組最佳的滑壓優(yōu)化曲線。這種通過機組熱耗率試驗結(jié)果的優(yōu)劣比較來得到機組優(yōu)化滑壓運行方式的方法，簡稱為“滑壓試驗比較法”。 “滑壓試驗比較法”的應用方法為了了解汽輪機不同調(diào)門開度滑壓運行方式對機組運行性能的影響程度，我們以上海汽輪機有限公司生產(chǎn)的N600－，進行了“兩閥滑壓”、“三閥滑壓”方式的運行性能比較試驗。如下圖8所列，為該機組300～600MW負荷范圍內(nèi)，按照“兩閥滑壓”和“三閥滑壓”這兩種方式運行時所對應的主汽壓力變化曲線。從圖中曲線可以看出，“三閥滑壓”運行方式的定、滑壓轉(zhuǎn)換點負荷約為590MW；而“兩閥滑壓”運行方式的定、滑壓轉(zhuǎn)換點負荷約為460MW。由此表明，機組滑壓運行的調(diào)門開度越大，則定、滑壓轉(zhuǎn)換點的負荷越高，而同一運行負荷所對應的主汽壓力卻是越低。對圖8中“兩閥滑壓”與“三閥滑壓”運行方式的主汽壓力變化曲線進行比較后可知，各試驗負荷點上兩種滑壓運行方式的主汽壓力差異約為3～。 圖8 一臺汽輪機“三閥滑壓”與“兩閥滑壓”試驗比較工況圖在下圖9中給出了機組按照“兩閥滑壓”、“三閥滑壓”運行的熱耗率變化曲線。對圖中曲線進行比較后可以看出，機組在300～460MW負荷區(qū)間內(nèi)運行時，采取“兩閥滑壓”運行方式的機組熱耗率要明顯低于“三閥滑壓”運行方式，各試驗工況的機組熱耗率平均降低幅度約為37 kJ/kWh， g/kWh。所以采用“滑壓試驗比較法”對該型汽輪機進行比較尋優(yōu)的結(jié)果是：機組定、滑壓轉(zhuǎn)換點負荷為460MW，機組低于這一負荷時，推薦采用“兩閥滑壓”運行方式。為了減少現(xiàn)場試驗工作量，我們根據(jù)汽輪機容量、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汽輪機采用“滑壓試驗比較法”進行滑壓尋優(yōu)，得出一條性能較優(yōu)的滑壓控制曲線，并把它推廣應用于同一類型的其它機組上。圖9 “兩閥滑壓”與“三閥滑壓”試驗的機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”介紹在機組滑壓優(yōu)化試驗結(jié)果計算和分析的基礎上，總結(jié)認為主汽壓力、高壓缸效率和給泵汽輪機進汽流量等運行參數(shù)對機組滑壓運行優(yōu)化結(jié)果的評判起著關鍵的影響作用。將這些重要運行參數(shù)繪制成與機組負荷相對應的一條條變化曲線之后，我們可以直觀地發(fā)現(xiàn)由于機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進汽流量等運行特性參數(shù)之間的差異。選取其中的一種滑壓運行方式（通常選取未作調(diào)整前的通常運行方式）作為比較的基準工況，就可以得出其它滑壓運行工況相對于該工況的參數(shù)偏差，通過建立這些運行參數(shù)對機組熱耗率影響的耗差計算模型，得出滑壓運行方式改變之后對機組總耗差的影響程度。這種通過局部耗差計算和比較來得到機組滑壓優(yōu)化運行方式的方法，簡稱為“滑壓耗差分析法”。 “滑壓耗差分析法”尋優(yōu)策略的應用以一臺超臨界600MW機組的試驗數(shù)據(jù)作為實例參數(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進汽流量這三項參數(shù)的耗差進行計算，掌握耗差總和隨機組滑壓運行方式改變而變化的情況。 機組不同滑壓試驗曲線的選取如下圖10所示，為一臺超臨界600MW機組滑壓優(yōu)化試驗設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，實線表示的“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”曲線為試驗設置的滑壓控制曲線。對圖中兩條曲線進行比較后可知，當采用這兩種不同的滑壓方式運行時，機組的定、滑壓轉(zhuǎn)折負荷點以及汽輪機高壓調(diào)門開度是不同的?！盎瑝簝?yōu)化調(diào)整前”的定、滑壓轉(zhuǎn)換負荷點為530MW左右，％，對應四只高壓調(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)換負荷點為570MW左右，％，對應四只高壓調(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三只高壓調(diào)門同時處于較小開度時的節(jié)流損失。圖10 一臺超臨界600MW汽輪機不同滑壓運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，它們分別對應于兩種不同的滑壓運行方式。實線所代表的“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”運行方式與虛線所代表的“滑壓優(yōu)化調(diào)整前”運行方式相比，由于高壓調(diào)門開度的增加，所以在每個試驗負荷點上的主汽壓力都有所降低，在300～％。不同滑壓運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行計算。如下表5所示，在300～540MW滑壓運行負荷階段，％。 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行方式下汽輪機高壓進汽調(diào)門開度不同，引起了高壓調(diào)門進汽壓損的差異，較小的汽輪機高壓進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 一臺超臨界600MW汽輪機滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的高壓缸效率比較曲線不同滑壓運行方式下由于高壓缸效率不同引起的耗差，可以結(jié)合機組各負荷工況的設計熱平衡圖，采用“美國汽輪機例行試驗的簡化方法（ ASME PTC 6S ）”所述的高壓缸效率對機組熱耗率的影響計算方法來進行計算。計算結(jié)果如下表4所示。從表4所列的計算結(jié)果可知，當高壓缸效率絕對值增加（或降低）1%時，機組熱耗率將減?。ɑ蛟黾樱?。該型機組在各個不同負荷階段的耗差影響系數(shù)可采用表中數(shù)據(jù)插值計算得到。由不同滑壓運行方式的高壓缸效率差異可以計算得到不同的耗差結(jié)果。如下表5所列，在300～％。表4 設計工況下高壓缸效率變化對整機效率影響的計算表序號名 稱符號單位VWOTHA75%額定負荷50%額定負荷1發(fā)電機出力NtkW6580006000134500573000452主蒸汽流量Fmskg/h1902230170520012317008047003再熱蒸汽流量Fhrhkg/h1554393140380310328526911994汽輪機熱耗率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高壓缸效率設計值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%對整機的綜合影響∥% 滑壓方式改變對給泵汽輪機進汽流量的耗差影響在圖12中給出了機組在這兩種不同滑壓運行方式下的給泵汽輪機進汽量變化曲線。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內(nèi)繼續(xù)做功，從而增加機組的輸出電功率。對電動機驅(qū)動給水泵的汽輪發(fā)電機組而言，由于給水泵電機消耗的電功率可以實測得到，所以該項耗差可以用給泵耗功節(jié)省數(shù)值來表示；對小汽機驅(qū)動給水泵的機組而言，則必須對小汽機的進汽流量進行測量，依據(jù)制造廠提供的修正曲線或采用“等效熱降法”計算得出的小汽機進汽流量耗差影響系數(shù)，計算得出不同滑壓運行方式所對應的小汽機進汽流量變化耗差數(shù)值。在本次小汽機進汽流量耗差計算中，取用了制造廠提供的該項參數(shù)變化對機組熱耗率的修正曲線，由此計算得出的“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”小汽機進汽流量節(jié)省引起的耗差結(jié)果如下表5中所列。在300～540MW滑壓運行負荷階段，％。圖12 一臺超臨界600MW汽輪機滑壓優(yōu)化調(diào)整前、后的小汽機進汽流量比較曲線 滑壓方式改變的總耗差計算機組采取“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”的運行方式，可以使汽輪機高壓缸效率提高，小汽機進汽流量減少，這對機組熱耗率的降低是有利的。但是調(diào)整后的滑壓運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，這對機組效率會有不利的影響。所以在采用“滑壓耗差分析法”進行計算的過程中，既要考慮“滑壓優(yōu)化調(diào)整后”的運行方式對機組運行效率有改善作用的影響因素，同時也要考慮其不利的影響因素。根據(jù)上述三項參數(shù)隨不同滑壓方式而出現(xiàn)不同的耗差影響程度，可以計算得出滑壓優(yōu)化總耗差的數(shù)值。計算結(jié)果如下表5所示。表5 某電廠一臺超臨界600MW機組滑壓優(yōu)化的耗差計算結(jié)果表序號名 稱符號單位540MW480MW420MW360MW300MW1運行方式////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)電機出力NtkW5385405427274800974853254196744217413612033646543089053054844主蒸汽流量Fmskg/h163833716345251454989145799512527071256434106506910696379192989107665小汽機進汽流量Fbfptkg/h785407482163683612045078348239385593652431386286306主蒸汽壓力Pms1MPa