CN1046582A - 部分弧段汽轮机热耗的改进方法 - Google Patents
部分弧段汽轮机热耗的改进方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1046582A CN1046582A CN90101793A CN90101793A CN1046582A CN 1046582 A CN1046582 A CN 1046582A CN 90101793 A CN90101793 A CN 90101793A CN 90101793 A CN90101793 A CN 90101793A CN 1046582 A CN1046582 A CN 1046582A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- admission
- segmental arc
- steam turbine
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 abstract description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 22
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/18—Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
- F01K7/165—Controlling means specially adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
在改进以部分弧段方式运行的汽轮机热耗的方法中,顺序关闭控制阀以建立第一个进汽弧段,随后减少蒸汽压力至预定的水平。然后关闭另外阀门把进汽弧段导至最优值,通过减压来降低功率。当蒸汽压力已减至最小值时,通过把进汽弧段减至最优值以下,可实现更低功率运行。
Description
本发明涉及汽轮机。更确切地说,它涉及一种改进部分弧段进汽汽轮机热耗(效率)的方法和装置。
许多多级汽轮机系统的功率输出是通过对来自蒸汽发生器的主蒸汽流进行节流以减少高压汽轮机入口处的蒸汽压力来控制的。采用这种节流方法的汽轮机通常被称为全弧段汽轮机,因为在全负荷条件下,所有的蒸汽入口喷管箱都在工作。全弧段汽轮机通常设计为在额定负荷的蒸汽条件下运行来获得最大效率。经所有入口喷管进汽后,全弧段汽轮机中入口级(即,第一控制级)的压力比率基本保持不变,与蒸汽入口的压力无关。因此,控制级处产生功率的机械效率可以优化。但是,在全弧段汽轮机功率下降时,效率,即从蒸汽发生器到汽轮机输出这一蒸汽工作周期内的理想效率将会普遍下降,因为节流减少了完成工作的能量。一般说来,整个汽轮机的效率,即,实际效率是汽轮机的理想效率和机械效率之积。
通过把进入汽轮机入口的蒸汽分为独立相隔的可控制进汽弧段,这一技术比用节流方法控制汽轮机输出更有效。在这种称为部分弧段进汽的方法中,第一级工作喷管数随着负荷的变化而变化。部分弧段进汽汽轮机之所以比全弧段汽轮机更受欢迎,是因为经独立喷管箱顺序进汽,可用最小节流而不是全弧段进汽节流获得较高的理想效率。这种较高的理想效率所带来的好处一般要比通过对全弧段汽轮机控制级设计而获得最优的机械效率优越得多。总之,用部分弧段进汽改变功率输出的多级汽轮机系统要比全弧段进汽节流系统拥有更高的实际效率。但是,过去的部分弧段进汽系统表现出某些缺陷限制了控制级工作输出的效率。其中有些缺陷是不可避免的机械限制带来的,如,旋转叶片经过喷管叶片组时,会不可避免地产生风阻和紊流妨碍蒸汽进入。
此外,部分弧段进汽系统中,当经过大量的阀门箱顺序进汽时,喷管叶片组处压力降不一样(因而压力比也不一样)。在最小阀点(调节阀或控制阀打开的可能最小数目)时产生的压力降最大,在完全进汽时产生的压力降最小。控制级中与压力差成反比的热力效应在最小阀点时最小,在完全进汽时最大。因此当输出功率低于额定负荷时,部分弧段汽轮机的控制级效率与全弧段汽轮机的一样也要下降。然而,人们相信,在部分弧段汽轮机喷管处的可变压力降一定的情况下,可以通过改进部分弧段进汽系统中某种共有的设计性能来增加汽轮机的综合效率。因为控制级是冲动级,大部分压力降都发生在固定式喷管处,所以将喷管效率提高百分之一会四倍地影响控制级的效率,将旋转叶片效率提高百分之一也有同样效果。在汽轮机设计中,对控制级喷管性能进行很小改进,就会显著改进部分弧段汽轮机的实际效率。在额定负荷时,部分弧段汽轮机的实际效率即使只提高0.25%也会节省大量的能量。
部分弧段汽轮机的滑动调压或可变节流调压操作也可改进汽轮机的效率,并附加降低周期性疲劳。通常的过程是,部分弧段进汽汽轮机在汽流比对应于半数控制阀全开和半数控制阀全闭的那一点(即,在最大进汽几乎为100%的汽轮机上,第一级进汽为50%的那一点)的值要低时启动滑动调压操作。如果在较高流量(第一级进汽的较大值)处启动滑动调压,性能将受到影响。但是,在具有八个阀门的汽轮机中,从75%进汽开始的滑动消除了第六阀门上大部分阀调压环(阀节流),这种阀调压环可以是恒定节流压力进行操作的。从62.5%进汽开始的滑动将产生类似的现象,即第五阀门上的大部分阀调压环可被消除。排除这种阀调压环可改进汽轮机的热耗和效率。
图1描述了八阀门部分弧段汽轮机滑动调压控制的效果。横座标表示蒸汽流量值,纵座标表示热耗。线10表示节流控制的恒定压力,线12表示全弧段进汽汽轮机的滑动调节压力。线14表示顺序阀控制(部分弧段进汽)的恒定压力。虚线16,18,20及22代表阀调压环。一系列控制阀或调节阀的逐个节流导致了这些阀调压环。线24表示从75%进汽开始的滑动调压操作。注意沿线24的滑动调压消除了大部分阀调压环22,而热耗(效率之倒数)并没有按比例增加,它低于62.5%的进汽点。线26,图示从62.5%进汽点开始的滑动调压,提供了某种改进,但不影响调压环16,18和20。同样,线28,从50%进汽点开始的滑动调压对低流量端有所帮助,但不影响阀调压环16-22。每个阀调压环具有效高的热耗,降低了线14所代表的理想曲线的效率。
图2、3和4描述了一个用先有技术控制的典型汽轮机的工作。图2图示了在178kg/cm2(公斤/厘米2)(2535psia(磅/英吋2)的恒定压力运行下所有阀点的轨迹线30。50%,75%,87.5%和100%进汽阀点的阀调压环由线32,34和36表示。滑动调压由线38,40和42表示。从100%进汽开始,这个示范汽轮机系统功率大约为806MW,八个控制阀保持全开,通过控制锅炉的产生蒸汽来滑动调节压力,开始减少负荷当节流调压(线38)达到与阀调压环32的交点时,节流压力增至178公斤/厘米2,同时关闭第八个阀门。负荷进一步减少时,此阀门会继续关闭,保持178公斤/厘米2(2535psia)的节流压力不变直至此阀门完全闭合,这时汽轮机为87.5%进汽。为进一步减少负荷,阀门位置仍保持固定,七个阀门全部打开,节流压力再次减少至滑动调压线40与第七阀门的阀调压环34的交点。为使负荷下降到此点以下,压力增至178kg/cm2(2535psia),第七个阀门逐渐关闭(沿阀调压环运动)直至它完全闭合。此时进汽为75%。再进一步减少负荷,六个阀门全开和两个阀门全闭,压力再次下降直至节流调压线42达到与阀调压环36的交点,在此处,第五和第六阀门在恒定节流压力工作下同时移动。因此,对任意期望数量的阀门都可以重复提高节流压力和关闭阀门这一操作。节流压力的变化如图3所示。线46的坡段44表示阀门位置固定时滑动调压的压力状态。垂直段48表示无阀节流时滑动调压的结束。最高点表示阀节流工作在全压下,水平段50表示恒压下减少负荷时的沿阀调压环运动。图4图示出热耗的改进是负荷的函数。线52图解了阀点间在常压下阀调压环性能与在变压下阀调压环性能之间的差别。
图2和4所示的性能改进基于这个假设:锅炉供给的排放随着节流压力的下降而减少。如果不是成比例的下降,将影响改进程度,因为维持高的排放压力需要能量。在先有技术系统里,送一个信号给供给泵,供给泵就使系统减压。然而在实际中,在供给泵上加了一个调压器,因而不需要经常调节泵速,并且能排除由于所需流量的干扰所引起的控制不稳定和入口与锅炉之间的微小水压差引起的振荡。因此调压器或多或少地进行了节流,就改变了泵的排放压力,因而也改变了泵排放的流量。当调节阀在期望域内移动,泵速保持不变。当调节阀在此限制外移动时,调整泵速把阀门移至期望的平均位置。因此,泵的排放压力不等于最小允许值(节流压力加上系统主要损耗),因而性能改进不如图2和4所示那么大。另外,为了达到快速负荷响应,调节阀通常带些压降工作,以使得在负荷突然增加的情况下,阀门能迅速打开并增加流量。泵及其传动装置的响应要比调节阀的响应慢一些。
滑动节流调压操作改进了蒸汽电厂的部分负荷性能。研究表明,部分弧段进汽汽轮机可以达到最高性能水平,它首先在固定的节流压力下逐个关闭调节阀或控制阀(顺序操作阀门),使从最大负荷上减下来。当半数控制阀全开半数控制阀全闭(第一级进汽的50%)时,固定阀门位置,并通过改变或滑动节流压力进一步减荷。这种联合操作称为混合操作。以50%进汽为临界点的混合操作被认为是最有效的操作。但是,当旋转叶片经过工作的蒸汽弧段时,部分弧段进汽汽轮机在部分负荷下会受到冲击负荷,影响了有关比率和效率,因此叶片必须更为坚固。理想的叶片材料或叶片根阻尼能减少与部分弧段进汽相关的震动力。此外,单个旋转叶片承受的干瓦负荷(弯曲力)随着进汽弧段的增加而减少。因为最小进汽的优化值比在恒定节流压力运行下的要高,所以,滑动调压操作(更确切讲,为混合操作)可减少汽轮机第一级承受的冲击负荷。
为现今高蒸汽压力和高温(如316kg/cm2(4500psig)和600℃(1100°F))的汽轮机设计或制作具有一定阻尼和强度的第一级叶片材料要更为困难。由于没有适于部分弧段进汽的材料,迫使高汽压、高温度汽轮机第一级进汽采用全弧段方式。如果不能找到在50%进汽时采用部分弧段进汽方式的合适材料,最小进汽弧段可以增加,例如增至62.5%或75%进汽。当然这样做会影响其性能。但是其性能水平仍然比滑动节流调压下全弧段进汽方式的要高。然而,最小进汽弧段高于75%时,混合操作几乎没有效益。其它情形,如在640℃(1000°F)或565℃(1050°F)下运行的更老的传统式汽轮机采用部分弧段运行受到了应力限制。
因此本发明的主要目的是提供一种在不超出这种汽轮机的最小容许应力条件下改进其性能的方法。
根据此目的,本发明归于一种减少部分弧段汽轮机控制级叶片装置冲击负荷的方法,它控制蒸汽的供应量,使之与一个低功率量调节阀匹配。这个汽轮机包括一组控制阀,每一个控制阀为控制级叶片装置处一个预先确定的进汽弧段送汽。在完全运行蒸汽压力下顺序关闭那些选定的控制阀,减少进汽弧段,使之接近容许的最小值,随后蒸汽压力一般减至一个值使得在设计节流压力下,选定进一步要减少的进汽弧段处的第一控制级上的压力降不超过最小进汽弧段处的压力降;然后关闭另外指定的控制阀,把进汽弧段减少至指定的进一步要减少的弧段,然后蒸汽压力进一步下降以保持汽轮机功率为低功率需求值。此方法使汽轮机系统对负荷响应迅速,热耗小还可以使高压高温汽轮机在混合方式下运行时不损害控制级叶片装置的效益。此方法也可对因重疲劳负载而限制了部分弧段运行的老式汽轮机提供改进运行的方法。
现结合一个系统阐述本发明的这种方法,在这个系统中利用了控制阀关闭,滑动调压,和阀节流调压的联合操作取得较好的效益。在一个实施例中所阐明的这个方法将用于一个系统,此系统由于材料和叶片根的限制,其控制级只能忍受对应于75%进汽的部分弧段冲击负荷和压力降的联合应力。在全运行蒸汽压力下通过顺序关闭控制阀使进汽弧段减少至75%,汽轮机功率初步下降。在保持75%进汽时,减少蒸汽压力(滑动调压操作)则汽轮机功率进一步下降。在一个预定的蒸汽压力下,例如,在对应于75%进汽时50%汽流的压力下,维持此压力不变,关闭控制阀使进汽量为另一值,例如50%进汽。然后再一次滑动调压即可以进一步减少功率。
在另一个实施例里,利用高负荷和低负荷的滑动压力不同,如此可以取得更好的效率。在这个实施例里,首先利用阀门关闭操作来减少上述汽轮机的功率输出,顺序关闭阀门直到使第一级进汽达到诸如75%,然后在降低蒸汽节流压力的同时关掉阀门使从75%进汽转变为50%进汽。设定阀门关闭速度和降压速度使得控制级的压降不超过设计节流压力和对应于最大节流压力下的最小允许进汽处的压力降,在50%进汽点,只用滑动调压操作来控制发电功率。
在进一步的实施例中,当汽轮机工作于第一预定部分弧段进汽时(此弧段由控制级最大允许压降建立),通过滑调蒸汽压力使功率下降。但是,一旦蒸汽压力降到最低点,关上另外的阀门,可使进汽弧段减至最优值。用进一步关闭阀门调节把进汽弧段减至一个值,在此不会再有热耗改进的可能性。在这个值以下,可用节流来控制汽轮机功率。
通过的例子结合下述附图来描述使本发明更为清楚,这些图是:
图1是汽轮机控制的一种先有技术方法中一系列蒸汽流量对热耗的特性曲线;
图2是汽轮机控制的另一种先有技术方法的特性曲线;
图3表示图2方法中的节流压力是负荷的函数;
图4表示用图2方法后性能改进的计算结果;
图5表示实施本发明方法的一种系统,以及
图6示出根据本发明操作汽轮机的一种方法。
在描述本发明的方法以前,首先给描绘适于实施本发明原则的典型汽轮机发电厂的功能方框图,图5作一些注释。在图5所示的发电厂中,常规锅炉54(可以是用核燃料的,可以是用矿物燃料的)产生蒸汽,经过联管箱56,一次过热器58,二次过热器62和节流阀61到一组部分弧段蒸汽进汽控制阀63。与锅炉54相连的是一个常规锅炉控制器64,用于控制各种锅炉参数,例如控制联管箱56的蒸汽压力。更详细讲,联管箱56的蒸汽压力通常由置放于锅炉控制器64内的定点控制器(没示出)控制。所有的同行都清楚定点控制器的功能,因此本发明实施例无须作详细说明。根据蒸汽汽进阀63的位置控制来调节通过高压汽轮机部件66的蒸汽。正常情况下,从高压汽轮机部件66出来的蒸汽在至少送到一个70所示的低压汽轮机部件以前在常规的再热加热部件68处被再度加热。从汽轮机部件70出来的蒸汽被送进常规的凝结器单元72。
在大部分情况中,公共轴74把汽轮机部件66和70机械地连到发电机部件76。当蒸汽经汽轮机部件66和70膨胀时,它把它的大部分能量分配给转矩用来带动轴74旋转。在电机起动时,调节导向汽轮机部件66和70的蒸汽使得汽轮机轴的旋转速度与线电压或其上的分谐波的速度同步。通常,这由一个探测汽轮机轴74速度的常规测速传感器77来完成。传感器77产生一个表示旋转轴速度的信号78,并把它送到常规汽轮机控制器80。根据所要求的速度以及送到汽轮机控制器80的测速信号78,控制器80用信号线82控制蒸汽进汽阀的位置装置以调节通过汽轮机部件66和70的蒸汽。汽轮机开动时可以控制节流阀61使得控制阀63完全打开直至汽轮机开始在百分之五的负荷下工作。然后系统转向部分弧段运行,节流阀61完全打开。但是节流阀61一般为汽轮机紧急停机时的安全阀。从控制器80引出的线65为阀61提供控制信号。
在发电机76与电负荷86之间设置一个典型的主断路器单元84,为了便于描述,这里的电负荷可以认为是大容量输电和配电网。当汽轮机控制器80确认同步条件存在时,可以关掉主断路器84,给电负荷86提供电能。电机的实际功率输出可以用一个常规电力测量传感器88(例如瓦特传感器)测出,此传感器连到为负载86提供电能的输电线上。径信号线90把表示此电力设备的实际功率输出的信号送到汽轮机控制器80,一旦发生同步,控制器80按一般方式调整蒸汽阀63,为汽轮机部件66和70提供与所期望的电厂发电量相当的蒸汽。
根据本发明,最优汽轮机效率控制器92作为汽轮机动力装置的一部分。控制器92通过测量各种汽轮机参数来监测此装置在期望功率输出时的热力条件。这些参数将在以后更确切地说明。连接控制器92与锅炉控制器64的信号线94即可利用这些信息来控制锅炉蒸汽压力的调节。在本实施例中,可以通过改变定点控制器(未示出)的整定点来调节锅炉压力,此控制器一般认为是锅炉控制器的一部分。可能有这种情况,对大多数定点控制器,返馈回的测量参数,如蒸汽压力,本质上和整定点非常接近,其偏差通常为压力定点控制器的输出/输入增益特性的函数。控制器92也经过线46为过热器62提供信号以控制最后的蒸汽温度。
象节流蒸汽压力和温度这样的汽轮机参数可分别由常规压力传感器96和温度传感器98测量。分别由传感器96和98产生的信号100和102可送至最优汽轮机效率控制器92。另一参数是在再热加热器68处的汽轮机再热蒸汽温度,它由一个常规温度传感器104测量,所测出的信号经线106送到控制器92加以利用。由功率测量传感器88产生的线90上的信号可以附加送到控制器92。此外,汽轮机还有一个重要参数,它反映了经过汽轮机部件66和70的蒸汽流量。为了便于说明本实施例,在高压汽轮机部件68的冲动室处蒸汽压力被选定为此参数。在冲动室部件处设置一常规压力传感器108,它产生代表冲动室处的蒸汽压力的信号110并被送到控制器92。
转让给本发明受让人的美国专利No.4,297,848给出了汽轮机效率控制器92的一个实施例,它明确而详细地描述了控制器92的工作。该公开的专利在这里结合作为参考。
正如上述美国专利No.4,297,848中所描述的,控制器92和控制器80可包括以微机为基础的系统,它为汽轮机系统的最优操作计算出适当的定点,如节流压力和蒸汽流量,以响应负荷需求。在本发明里,希望系统在有能力迅速响应增加负荷需求的同时,也能控制施于阀门63的节流压力以优化系统效率。图5所示的系统可通过调节蒸汽压力和温度来控制锅炉54、一次过热器58和二次过热器62,达到上述要求。
参照图6可更好地理解图5系统的工作方法,它图示了高温、高压汽轮机各种部分弧段进汽时,一组蒸汽流量对蒸汽压力的曲线。为讨论方便,假设此汽轮机在全运行蒸汽压力,即大约为300kg/cm2(4300psia)下,控制级叶片装置受限为75%进汽。线110代表控制级(喷管入口到冲动室)处的压力降。线A、B、C、D、E代表全运行蒸汽压力。例如,在全弧段进汽时,控制级压力降大约为60kg/cm2(850psia),即点110A和300kg/cm2(4300psia)之差。最大容许压力降是在75%进汽处,大约为90kg/cm2(1300psia)。线122和124括出了大部分实用汽轮机的典型最小压力域,即35kg/cm2与70kg/cm2(500与1000psia)之间的压力。以一种形式应用本发明的方法,将控制阀63顺序关闭,进汽弧段减为75%以响应控制器80和92决定的负荷需求。在代表75%进汽的B点处,控制器保持进汽量不变,同时沿线112减少节流蒸汽压力到G点。然后保持压力不变,继续关闭各阀门使得汽轮机工作点到达线114上50%进汽的H点,并且点K的冲动室压力基本和B点与110A之间的压力相同,使得在50%进汽处的冲击应力不大于75%进汽处的设计限制,而且还要小些,因为此处的蒸汽密度较低。
如果汽轮机设计为能经得起全压下62.5%进汽处的冲击负荷,可以沿着线A、B、C、D到C关掉控制阀63,功率开始下降。然后沿线116到J点处减少蒸汽压力。在那一点,保持压力不变,继续关闭阀门63则到达F点。沿线F-L减压,功率可进一步下降。
在另一个实施例中,可为控制器80,92编程,以使调整蒸汽压力和关闭阀门63同时进行,使得汽轮机操作能沿着线118从B点直至H点。这种操作要求压力调整和阀门关闭交替进行,因而线118应是一条阶梯线而不是一条线性路径。沿线120从C点变化到F点也能用同样方法。在这个实施例里,基本上保持差压不变,即:线110,118和120基本上平行。这种操作方向要比第一种公开的方法更有效,因为其控制级的压力降保持为设计水平。
总的来说,上述两种方法的模式相同,实现50%的进汽,即,允许压力滑到最小,典型地在节流压力的设计指标为170kg/cm2(2400psia)的汽轮机上,其最小压力大约为42-70kg/cm2(600-1000psia)。对于需求负荷比最小设计进汽处的最小压力还小的情形,用控制阀节流来减少功率输出。但是,如图1所示,节流产生较高的热耗,因而效率降低。然而,申请人已经发现,既使这种汽轮机设计为在某个进汽点(如62.5%进汽时)运行最优,还是可以通过在较低或最小蒸汽压力下进一步减少进汽弧段以改进热耗。表1描述了示范汽轮机在最小压力600psia下低负荷运行时,一组典型的热耗。注意在50%进汽和37.5%进汽之间有些小的改进,而在再减少至25%进汽时无任何改进。但是,表Ⅱ说明,在最小节流压力70kg/cm2(1000psia)下运行的设计节流压力为170kg/cm2(2400psia)的汽轮机可以在25%进汽处有所改进。因此,这种运行方法在应用最小节流压力时减少了热耗,并且在不损害控制级叶片装置效率的条件下低进汽运行从而获益。
总之,本发明公开的为一种减少部分弧段汽轮机控制级叶片装置冲击负荷的方法,它控制蒸汽供应量来满足功率需求。该汽轮机包括一组控制阀,每个控制阀设计成选定进汽弧段向控制叶片装置送汽。此方法包括几个步骤:顺序关闭选定的控制阀,在全运行蒸汽压力下把进汽弧段减至可能的最小值;一般减压至一个值使得在选定的进一步要减少的进汽弧段第一控制级的压力降不超过进汽弧段最小时的压力降;关闭另外指定的控制阀把进汽弧段减至选定的进一步被减少的弧段;并进一步减少蒸汽压力以保持汽轮机的功率为所需要的值。此方法还包括这几个步骤:逐渐减少蒸汽压力和继续关闭指定的控制阀,以阶梯方式交替重复这两个步骤使进汽弧段减至一个最优值,继续进一步减少蒸汽压力,这一步骤直至达到预先确定的最小值,它所包括的另一步骤是,在蒸汽压力到达预先确定值时调节各控制阀进行节流来减少汽轮机功率,继续进一步关闭另外选定的控制阀这一步骤直至重耗不再有所改进。
本发明公开了一种限制部分弧段进汽汽轮机的控制级叶片装置的压力降的方法,此方法控制蒸汽供应,使汽轮机功率满足功率需求。汽轮机包括一组控制阀,并为每个控制阀设计成选定进汽弧段向控制级叶片装置送汽。此方法包括几个步骤:顺序关闭预先确定的控制阀,通过把进汽弧段减至第一个预定值来减少汽轮机功率输出;在保持进汽弧段不变的条件下,滑动调节蒸汽压力到第一个被减少的值,同时进一步减少汽轮机的功率输出;顺序关闭另外的控制阀,以把进汽弧段进一步减至第二个预定值,并在把蒸汽压力保持在第一个被减少值的同时,把汽轮机输出功率减向所需功率;保持进汽弧段为第二预定值,同时滑动调节蒸汽压力使汽轮机功率为需求功率。
表Ⅰ
42kg/cm2(600psia)压力
热耗比较
% 62.5% 50% 37.5% 25%
负荷 进汽 进汽 进汽 进汽
10.185×10610.180×10610.180×10610.180×106
17 (9654) (9649) (9649) (9649)
10.644×10610.474×10610.474×10610.474×106
13.6 (10089) (9927) (9927) (9927)
11.375×10611.176×10612.125×10611.070×106
10.3 (10781) (10593) (11492) (10492)
12.318×10612.078×10611.857×10611.857×106
7.7 (11675) (11448) (11238) (11238)
1.055056×103
表Ⅱ
70kg/cm2(1000psia)压力
热耗比较
% 62.5% 50% 37.5% 25%
负荷 进汽 进汽 进汽 进汽
9.251×1069.245×1069.245×1069.245×106
30.2 (8768) (8763) (8763) (8763)
9.446×1069.363×1069.363×1069.362×106
29.8 (8935) (8874) (8874) (8873)
9.640×1069.506×1069.506×1069.506×106
23.5 (9137) (9010) (9010) (9010)
9.907×1069.761×1069.726×1069.726×106
20.1 (9390) (9252) (9218) (9218)
10.245×10610.090×1069.945×1069.945×106
16.8 (9710) (9563) (9626) (9426)
10.715×10610.543×10610.384×10610.375×106
13.5 (10156) (9993) (9842) (9834)
11.465×10611.266×10611.079×10610.905×106
10.2 (10867) (10678) (10501) (10336)
12.441×10612.200×10611.977×10611.768×106×106
7.6 (11792) (11563) (11352) (11154)
1.055056×106
Claims (4)
1、一种减少部分弧段蒸汽汽轮机控制级叶片装置冲击负荷的方法,其中,蒸汽供应受到控制以满足低功率需求,此汽轮机包括一组控制阀,每一个控制阀设计成在预定的进汽弧段向控制级叶片装置供汽,在那里顺序关闭选定的控制阀,在全运行蒸汽压力下把进汽弧段减少接近可能的最小值,随后减少蒸汽压力实质上减到一个值使得在选定进一步被减少的进汽弧段处第一控制级的压力降不超过设计节流压力下最小进汽弧段的压力降;然后关闭另外选定的控制阀把进汽弧段减少至选定的进一步被减少的弧段并且蒸汽压力进一步减少以便保持汽轮机功率为低功率需求值。
2、根据权利要求1的一种方法,其中,交替重复进行,逐渐减少蒸汽压力和关闭另外选定的控制阀这两个步骤,以阶梯方式把进汽弧段减至最优值。
3、根据权利要求1的方法,其中,继续进行进一步减少蒸汽压力这一步骤直至蒸汽压力达到预定的最小值,当蒸汽压力为此预定的值时,调节控制阀进行节流以减少汽轮机功率。
4、根据权利要求3的方法,其中,继续在最小节流压力下关闭另外选定的控制阀直至热耗不再有改进。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/330,407 | 1989-03-30 | ||
US07/330,407 US4888954A (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Method for heat rate improvement in partial-arc steam turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1046582A true CN1046582A (zh) | 1990-10-31 |
Family
ID=23289630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN90101793A Pending CN1046582A (zh) | 1989-03-30 | 1990-03-30 | 部分弧段汽轮机热耗的改进方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4888954A (zh) |
JP (1) | JP2866863B2 (zh) |
KR (1) | KR100187811B1 (zh) |
CN (1) | CN1046582A (zh) |
CA (1) | CA2013404C (zh) |
ES (1) | ES2026310A6 (zh) |
IT (1) | IT1240283B (zh) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5136848A (en) * | 1991-10-07 | 1992-08-11 | Westinghouse Electric Corp. | Method for predicting the optimum transition between constant and sliding pressure operation |
US5333457A (en) * | 1991-10-07 | 1994-08-02 | Westinghouse Electric Corporation | Operation between valve points of a partial-arc admission turbine |
IT1263665B (it) * | 1992-05-29 | 1996-08-27 | Westinghouse Electric Corp | Procedimento per migliorare l'efficienza operativa di un impianto di generazione di energia elettrica a turbina a vapore durante variazionidella potenza d'uscita |
US5191764A (en) * | 1992-06-09 | 1993-03-09 | Westinghouse Electric Corp. | Governor valve positioning to overcome partial-arc admission limits |
US5621654A (en) * | 1994-04-15 | 1997-04-15 | Long Island Lighting Company | System and method for economic dispatching of electrical power |
US6386829B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-05-14 | Power Technology, Incorporated | Multi-valve arc inlet for steam turbine |
KR100451297B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2004-10-06 | 주식회사 에이아이티신소재 | 이온 주입에 의한 정전기방지 기능을 갖는 빗 및 그제조방법 |
US7288921B2 (en) * | 2004-06-25 | 2007-10-30 | Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. | Method and apparatus for providing economic analysis of power generation and distribution |
WO2011025930A1 (en) | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Michael Newman | Pressurized solar power system |
JP5595306B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2014-09-24 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービンの運転制御装置及び運転制御方法 |
US9328633B2 (en) | 2012-06-04 | 2016-05-03 | General Electric Company | Control of steam temperature in combined cycle power plant |
CA2899163C (en) * | 2013-01-28 | 2021-08-10 | Echogen Power Systems, L.L.C. | Process for controlling a power turbine throttle valve during a supercritical carbon dioxide rankine cycle |
AU2014225990B2 (en) | 2013-03-04 | 2018-07-26 | Echogen Power Systems, L.L.C. | Heat engine systems with high net power supercritical carbon dioxide circuits |
WO2016073252A1 (en) | 2014-11-03 | 2016-05-12 | Echogen Power Systems, L.L.C. | Active thrust management of a turbopump within a supercritical working fluid circuit in a heat engine system |
CN105890819A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-24 | 国网天津市电力公司 | 一种背压式汽轮机热耗率在线监测方法 |
CN105865662A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-17 | 国网天津市电力公司 | 一种纯凝汽轮机组热耗率在线监测方法 |
US10883388B2 (en) | 2018-06-27 | 2021-01-05 | Echogen Power Systems Llc | Systems and methods for generating electricity via a pumped thermal energy storage system |
US11435120B2 (en) | 2020-05-05 | 2022-09-06 | Echogen Power Systems (Delaware), Inc. | Split expansion heat pump cycle |
WO2022125816A1 (en) | 2020-12-09 | 2022-06-16 | Supercritical Storage Company, Inc. | Three reservoir electric thermal energy storage system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4096699A (en) * | 1977-02-23 | 1978-06-27 | Westinghouse Electric Corp. | Auxiliary manual turbine controller |
US4178762A (en) * | 1978-03-24 | 1979-12-18 | Westinghouse Electric Corp. | Efficient valve position controller for use in a steam turbine power plant |
US4297848A (en) * | 1979-11-27 | 1981-11-03 | Westinghouse Electric Corp. | Method of optimizing the efficiency of a steam turbine power plant |
US4280060A (en) * | 1980-06-09 | 1981-07-21 | General Electric Company | Dedicated microcomputer-based control system for steam turbine-generators |
US4577281A (en) * | 1983-12-16 | 1986-03-18 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for controlling the control valve setpoint mode selection for an extraction steam turbine |
-
1989
- 1989-03-30 US US07/330,407 patent/US4888954A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-20 IT IT19736A patent/IT1240283B/it active IP Right Grant
- 1990-03-21 ES ES9000814A patent/ES2026310A6/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-29 CA CA002013404A patent/CA2013404C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-29 KR KR1019900004259A patent/KR100187811B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-03-30 CN CN90101793A patent/CN1046582A/zh active Pending
- 1990-03-30 JP JP2087304A patent/JP2866863B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100187811B1 (ko) | 1999-06-01 |
IT9019736A1 (it) | 1991-09-20 |
IT1240283B (it) | 1993-12-03 |
US4888954A (en) | 1989-12-26 |
ES2026310A6 (es) | 1992-04-16 |
IT9019736A0 (it) | 1990-03-20 |
JPH03904A (ja) | 1991-01-07 |
CA2013404A1 (en) | 1990-09-30 |
CA2013404C (en) | 1999-11-09 |
JP2866863B2 (ja) | 1999-03-08 |
KR900014715A (ko) | 1990-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1046582A (zh) | 部分弧段汽轮机热耗的改进方法 | |
US5203159A (en) | Pressurized fluidized bed combustion combined cycle power plant and method of operating the same | |
US2219994A (en) | Gas turbine plant and regulating system therefor | |
CN1023141C (zh) | 降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法和系统 | |
CN1526143A (zh) | 布雷顿循环核电站以及启动布雷顿循环的方法 | |
CN100385092C (zh) | 用于蒸汽轮机的快速发电系统及方法 | |
CN113489024A (zh) | 热电联供机组多模式抽汽辅助调峰调频控制系统及方法 | |
CN111997837B (zh) | 液压型风电机组功率主动控制系统及其主动控制方法 | |
CN110656991A (zh) | 基于轴向推力平衡及再热平衡的引射配气热电解耦方式 | |
US5136848A (en) | Method for predicting the optimum transition between constant and sliding pressure operation | |
US5191764A (en) | Governor valve positioning to overcome partial-arc admission limits | |
US4870823A (en) | Low load operation of steam turbines | |
US5333457A (en) | Operation between valve points of a partial-arc admission turbine | |
US4847039A (en) | Steam chest crossties for improved turbine operations | |
JP2587419B2 (ja) | 超臨界圧貫流ボイラ | |
CN113110316A (zh) | 一种联合循环机组汽机一次调频控制方法 | |
JPH0331895B2 (zh) | ||
CN110259633A (zh) | 一种递进分布式海流能液压传动发电机组及其控制方法 | |
CN107679351A (zh) | 一种汽轮机agc系统的优化方法 | |
CN114415511B (zh) | 火力发电汽轮机蒸汽温度的智能控制方法 | |
CN218971277U (zh) | 单调节汽门控制的喷嘴调节法调节进汽的汽轮机 | |
SU196486A1 (ru) | Решшровшш газотурешйой установки | |
CN115421526A (zh) | 一种基于磨煤机变速运行的agc提速控制方法 | |
CN117212037A (zh) | 一种基于前馈控制优化水轮机调速性能的控制系统及方法 | |
CN116224940A (zh) | 一种利用锅炉蓄热提高燃煤电厂灵活性的控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |