CN103256079A - 解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法及装置，其特点在于：1)作出低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽后蒸汽压力与时间的关系曲线；2)分析、判断导致低压缸冷却蒸汽压力突然快速上升并使安全门动作的原因；3)根据步骤2)的结果计算低压缸冷却蒸汽压力变化与时间的联系；4)根据低压主汽调门开度曲线计算在额定冷却蒸汽压力下流量与时间的关系，然后依据步骤3)的结果，本着将影响因素引起的蒸汽变化量占总冷却蒸汽供汽量比例减小的原则，将导致安全门动作的有效影响因素安排在冷却蒸汽流量可以较好承受该蒸汽流量变化的时间段，并依此编制有效影响因素相关联阀门的新的动作时间方案。本发明有效避免机组启动过程中低压缸冷却蒸汽安全门的频繁动作，提高了联合循环机组的热效率。

Description

解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法及装置，主要用于解决M701F联合循环机组启动过程中低压缸冷却蒸汽安全门频繁动作的问题。属于发电工业及附属设备技术领域领域。

背景技术

目前，随着我国用电量峰谷差的日益扩大，电网调峰的需求越来越紧迫。常规的燃煤火电厂由于负荷变化速率较慢，已不能满足电网快速调峰的需求。与常规火电厂相比，燃气-蒸汽联合循环机组具有启、停速度快，升、降负荷速率大的优势，可以满足电网的快速调峰及深度调峰。基于此，国家加快引进了燃气-蒸汽联合循环机组，以对电网的快速调峰形成有力补充。国内的燃气-蒸汽联合循环机组大部分是两班制运行，基本上每日都要启/停操作，其启动/停运频率较一般的燃煤电厂高出很多。对于单轴联合循环机组，启动初期低压主蒸汽系统无法对低压缸进行供汽，为避免低压缸叶片高速旋转时摩擦鼓风发热，当转速高于一定数值(如2000转每分钟)时必须通入冷却蒸汽加以冷却。由于国外燃气-蒸汽联合循环机组几乎为带基本负荷运行方式，启/停次数较少，现有的设计方案对频繁性的低压缸冷却蒸汽供汽情况考虑不足，致使国内现有工作中的机组日启/停时低压缸冷却蒸汽供汽压力波动导致安全阀频繁动作的情况比较突出。观察M701F机组近几年的运行情况，启动过程中由于低压缸冷却蒸汽压力大幅波动引起的安全门频繁动作情况较多，严重影响了低压缸冷却蒸汽的正常供汽、加速了安全门的使用寿命损耗、造成了工质和热量的损失以及环境污染。

发明内容

本发明的目的之一，是为了解决现有技术中联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门在机组启动过程中频繁动作的问题，提供一种解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法。

本发明的目的之二，是为了提供一种联解决合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置。

本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：

解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法，其特点在于：

1)作出低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽后蒸汽压力与时间的关系曲线，检查并记录曲线斜率的较大变化时低压冷却蒸汽系统供汽阀门、低压主蒸汽调门的开度大小，低压缸冷却蒸汽管道疏水门开、关状态，据此初步确定有可能造成冷却蒸汽压力大幅波动的影响因素；

2)分析、判断导致低压缸冷却蒸汽压力突然快速上升并使安全门动作的原因：根据步骤1)记录的数据，分别计算各影响因素引起的蒸汽流量变化量及该流量变化前瞬间的低压缸冷却蒸汽供汽流量；将各个影响因素发生时引起的变化蒸汽流量与对应时刻变化前的瞬间冷却蒸汽供汽流量相比，找出变化蒸汽流量占供汽流量比例超过一定比值的若干个较大者(可能为一个或多个)，此较大者即为引起压力快速增加并最终导致安全门动作的因素，暂称之为有效影响因素；

3)根据步骤2)的结果计算低压缸冷却蒸汽压力变化与时间的联系：计算从低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽到第一个有效影响因素出现时所用时间、从第一个有效影响因素开始到冷却蒸汽压力上升至最高值所用时间、从冷却蒸汽压力达最高值时到冷却蒸汽供汽调门继续调节压力所用时间(冷却蒸汽压力达最高值时已经超出表计量程，当被调量超量程时，调门保持开度不变，不参与调节)、从冷却蒸汽供汽调门继续调节压力时到冷却蒸汽压力呈较快下降趋势时所用时间，并记录此时冷却蒸汽供汽调门开度、低压主汽调门开度、低压缸冷却蒸汽压力，然后计算此时冷却蒸汽流量；

4)根据低压主汽调门开度曲线计算在额定冷却蒸汽压力下流量与时间的关系，然后依据步骤3)的结果，本着将影响因素引起的蒸汽变化量占总冷却蒸汽供汽量比例减小的原则，将导致安全门动作的有效影响因素安排在冷却蒸汽流量可以较好承受该蒸汽流量变化的时间段，并依此编制有效影响因素相关联阀门的新的动作时间方案。

本发明的目的之一还可以通过如下技术方案达到：

本发明的一种实施方式是：在步骤4)中，将步骤3)统计的各个时间累计相加，然后将导致安全门动作的有效影响因素动作时间按一定的间隔顺序安排在该累计时间之后，进而依此编制有效影响因素相关联阀门的新的动作时间方案。

本发明的目的之二可以通过如下技术方案达到：

解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，包括低压缸冷却蒸汽安全门、低压缸冷却蒸汽通路A、低压主蒸汽通路B、中压缸排汽通路C，凝结水通路D和低压疏水通路E，其结构特点在于：低压缸冷却蒸汽通路A通过低压缸冷却蒸汽调节阀与减温器的输入端连接，减温器的输出端之一通过减温水调节阀连通凝结水通路D，减温器的输出端之二连接低压缸冷却蒸汽电动门的输入端；低压缸冷却蒸汽电动门的输出端分成二路，一路直接通过疏水门连通低压疏水通路E，另一路依次通过低压缸主汽门、低压缸主汽调门连接低压缸的输入端；低压缸的输出端连接凝汽器的输入端；低压主蒸汽通路B通过低压主蒸汽电动门连接低压缸冷却蒸汽电动门的输出端与低压缸主汽门输入端的连接处；低压缸冷却蒸汽安全门设置在低压缸冷却蒸汽调节阀输出端与减温器输入端的连接处。

本发明的目的之二还可以通过如下技术方案达到：

进一步地，在减温器的输出端之二与低压缸冷却蒸汽电动门输入端连接处通过疏水门连通低压疏水通路E。

进一步地，在低压缸冷却蒸汽通路A输出端与低压缸冷却蒸汽调节阀输入端连接处，通过电动低压电动阀连通低压疏水通路E。

进一步地，低压缸主汽门的输出端连通低压疏水通路E。

进一步地，低压缸主汽调门的输出端可以连通中压缸排汽通路C和低压疏水通路E。

本发明具有如下突出的有益效果：

1、本发明涉及的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法，能够避免安全门频繁动作，通过前述步骤1)-步骤4)的操作，有效避免机组启动过程中低压缸冷却蒸汽安全门的频繁动作，确保低压缸冷却蒸汽流量稳定、不突变，保证低压缸叶片在启动过程中的安全运行；达到避免启动过程中低压缸冷却蒸汽安全门频繁动作的目的，并且不会对其他相关联热机系统造成任何不良影响。

2、本发明可以大大减少低压缸冷却蒸汽安全门的动作次数，延长该安全门的使用寿命，避免因该安全门频繁动作损耗而降低了应有的安全系数；避免了启动过程中大量的工质和热量浪费，提高了联合循环机组的热效率。

3、本发明涉及的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，减少了安全门动作时对大气直接排放高温高压蒸汽所造成的热污染。并具有结构简单、操作方便的有益效果。

附图说明

图1为本发明涉及的联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门正常启/停装置的结构示意图。

图2为本发明具体实例控制逻辑修改示意图。

图3为本发明具体实例控制逻辑修改示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：

具体实施例1：

现以某M701F联合循环机组低压缸冷却安全门频繁动作问题的解决说明本实施例所述的一种解决M701F联合循环机组启动过程中低压缸冷却蒸汽安全门频繁动作的方法，依次按以下步骤进行：

1)先作出低压缸冷却蒸汽压力与时间的关系曲线，检查到曲线斜率的第一次较大变化时低压缸冷却蒸汽调门及低压主汽调门开度分别为9.8％、6％，低压缸冷却蒸汽管道疏水门12刚好正在关闭；第二次较大变化时低压缸冷却蒸汽调门及低压主汽调门开度分别为6.3％、7％，低压缸冷却蒸汽管道疏水门3刚好正在关闭；初步确定疏水门12、3有可能是造成冷却蒸汽压力大幅波动的影响因素；

2)根据步骤1)记录的数据，按时间先后顺序，分别计算出疏水门12关闭时减少的蒸汽流量为1.2t/h，关闭前瞬间低压缸冷却蒸汽流量为5t/h；疏水门3关闭时减少的蒸汽流量为1.2t/h，关闭前瞬间低压缸冷却蒸汽流量为4.5t/h。这2个疏水门关闭时变化的蒸汽流量占对应时刻变化前的瞬间冷却蒸汽供汽流量的比例均接近或超过25％，属于超过一定比例数值的较大者，因而疏水门12关闭事件、疏水门3关闭事件均为引起冷却蒸汽压力快速增加并最终导致安全门动作的因素，即有效影响因素；

3)由步骤2)确定的疏水门12、疏水门3关闭事件为有效影响因素，计算得到从低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽到疏水门12开始关闭所用时间为10秒，从疏水门12开始关闭到冷却蒸汽压力上升至最高值所用时间为40秒，从冷却蒸汽压力达最高值时到冷却蒸汽供汽调门继续调节压力所用时间为30秒，从冷却蒸汽供汽调门继续调节压力时到冷却蒸汽压力呈较快下降趋势时所用时间为2秒；此时低压主汽调门开度为10％、低压缸冷却蒸汽压力为0.24Mpa，冷却蒸汽流量约为12t/h；

4)根据低压主汽调门开度曲线计算出在额定冷却蒸汽压力(0.25Mpa)下，9％开度时冷却蒸汽流量已大于10t/h，依据步骤3)的结果，本着将影响因素引起的蒸汽变化量占总冷却蒸汽供汽量比例减小的原则，可将疏水门12关闭的时间后移到低压缸主汽调门开度在9％左右的时候(约在低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽后60秒时)，疏水门3关闭的时间后移到疏水门12关闭后再至少40秒以后。为留有一定裕量，最终确定将疏水门12关闭的时间后移到在低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽后60秒时，疏水门3关闭的时间后移到疏水门12关闭后再60秒时；并依此编制疏水门12、疏水门3的新动作时间方案。

根据新方案调整相关控制逻辑，如图2、图3所示，图中框定部分的时间参数改为旁边注释值。

实际应用中，依据新方案调整DCS控制系统相关控制逻辑及参数，在启动过程中检验实际运行效果，必要时调方案中的时间参数，直至能够完全避免启动过程时发生的低压缸冷却蒸汽安全门的频繁动作情况。

通过实际应用，并在机组启动过程中检验实际运行效果。结果表明，采用本实施例的方法是有效的，启动过程中没有再出现低压缸冷却蒸汽安全门动作的情况。

参照图1，本实施例涉及的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，包括低压缸冷却蒸汽安全门6、低压缸冷却蒸汽通路A、低压主蒸汽通路B、中压缸排汽通路C，凝结水通路D和低压疏水通路E，低压缸冷却蒸汽通路A通过低压缸冷却蒸汽调节阀7与减温器4的输入端连接，减温器4的输出端之一通过减温水调节阀5连通凝结水通路D，减温器4的输出端之二连接低压缸冷却蒸汽电动门2的输入端；低压缸冷却蒸汽电动门2的输出端分成二路，一路直接通过疏水门12连通低压疏水通路E，另一路依次通过低压缸主汽门8、低压缸主汽调门9连接低压缸10的输入端；低压缸10的输出端连接凝汽器11的输入端；低压主蒸汽通路B通过低压主蒸汽电动门1连接低压缸冷却蒸汽电动门2的输出端与低压缸主汽门8输入端的连接处；低压缸冷却蒸汽安全门6设置在低压缸冷却蒸汽调节阀7输出端与减温器4输入端的连接处。

本实施例中：

在减温器4的输出端之二与低压缸冷却蒸汽电动门2输入端连接处通过疏水门3连通低压疏水通路E。在低压缸冷却蒸汽通路A输出端与低压缸冷却蒸汽调节阀7输入端连接处，通过电动低压电动阀连通低压疏水通路E。低压缸主汽门8的输出端连通低压疏水通路E。低压缸主汽调门9的输出端连通中压缸排汽通路C和低压疏水通路E。

其他具体实施例：

本发明其他实施例的特点是：参照具体实施例1，在步骤4)中，将步骤3)统计的各个时间累计相加得90秒，然后将导致安全门动作的疏水门关闭事件动作事件间隔30秒安排在低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽90秒之后，并依此编制这些疏水门的新动作时间方案。

其余与具体实施例1相同。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法，其特征在于：

1)作出低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽后蒸汽压力与时间的关系曲线，检查并记录曲线斜率的较大变化时低压冷却蒸汽系统供汽阀门、低压主蒸汽调门的开度大小，低压缸冷却蒸汽管道疏水门开、关状态，据此初步确定有可能造成冷却蒸汽压力大幅波动的影响因素；

2)分析、判断导致低压缸冷却蒸汽压力突然快速上升并使安全门动作的原因：根据步骤1)记录的数据，分别计算各影响因素引起的蒸汽流量变化量及该流量变化前瞬间的低压缸冷却蒸汽供汽流量；将各个影响因素发生时引起的变化蒸汽流量与对应时刻变化前的瞬间冷却蒸汽供汽流量相比，找出变化蒸汽流量占供汽流量比例超过一定比值的若干个较大者(可能为一个或多个)，此较大者即为引起压力快速增加并最终导致安全门动作的因素，暂称之为有效影响因素；

3)根据步骤2)的结果计算低压缸冷却蒸汽压力变化与时间的联系：计算从低压缸冷却蒸汽开始对低压缸供汽到第一个有效影响因素出现时所用时间、从第一个有效影响因素开始到冷却蒸汽压力上升至最高值所用时间、从冷却蒸汽压力达最高值时到冷却蒸汽供汽调门继续调节压力所用时间(冷却蒸汽压力达最高值时已经超出表计量程，当被调量超量程时，调门保持开度不变，不参与调节)、从冷却蒸汽供汽调门继续调节压力时到冷却蒸汽压力呈较快下降趋势时所用时间，并记录此时冷却蒸汽供汽调门开度、低压主汽调门开度、低压缸冷却蒸汽压力，然后计算此时冷却蒸汽流量；

4)根据低压主汽调门开度曲线计算在额定冷却蒸汽压力下流量与时间的关系，然后依据步骤3)的结果，本着将影响因素引起的蒸汽变化量占总冷却蒸汽供汽量比例减小的原则，将导致安全门动作的有效影响因素安排在冷却蒸汽流量可以较好承受该蒸汽流量变化的时间段，并依此编制有效影响因素相关联阀门的新的动作时间方案。

2.根据权利要求1所述的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的方法，其特征在于：在步骤4)中，将步骤3)统计的各个时间累计相加，然后将导致安全门动作的有效影响因素动作时间按一定的间隔顺序安排在该累计时间之后，进而依此编制有效影响因素相关联阀门的新的动作时间方案。

3.解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，包括低压缸冷却蒸汽安全门(6)、低压缸冷却蒸汽通路A、低压主蒸汽通路B、中压缸排汽通路C，凝结水通路D和低压疏水通路E，其特征在于：低压缸冷却蒸汽通路A通过低压缸冷却蒸汽调节阀(7)与减温器(4)的输入端连接，减温器(4)的输出端之一通过减温水调节阀(5)连通凝结水通路D，减温器(4)的输出端之二连接低压缸冷却蒸汽电动门(2)的输入端；低压缸冷却蒸汽电动门(2)的输出端分成二路，一路直接通过疏水门(12)连通低压疏水通路E，另一路依次通过低压缸主汽门(8)、低压缸主汽调门(9)连接低压缸(10)的输入端；低压缸(10)的输出端连接凝汽器(11)的输入端；低压主蒸汽通路B通过低压主蒸汽电动门(1)连接低压缸冷却蒸汽电动门(2)的输出端与低压缸主汽门(8)输入端的连接处；低压缸冷却蒸汽安全门(6)设置在低压缸冷却蒸汽调节阀(7)输出端与减温器(4)输入端的连接处。

4.根据权利要求3所述的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，其特征在于：在减温器(4)的输出端之二与低压缸冷却蒸汽电动门(2)输入端连接处通过疏水门(3)连通低压疏水通路E。

5.根据权利要求3所述的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，其特征在于：在低压缸冷却蒸汽通路A输出端与低压缸冷却蒸汽调节阀(7)输入端连接处，通过电动低压电动阀连通低压疏水通路E。

6.根据权利要求3所述的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，其特征在于：低压缸主汽门(8)的输出端连通低压疏水通路E。

7.根据权利要求3所述的解决联合循环机组低压缸冷却蒸汽安全门频繁启停的装置，其特征在于：低压缸主汽调门(9)的输出端连通中压缸排汽通路C和低压疏水通路E。