CN108252752B - 一种汽轮机进汽调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽轮机进汽调节方法，包括步骤：1）将汽轮机主进汽分为两路，一路连接到并联的第Ⅰ至第Ⅳ喷嘴组；另一路通过补汽阀连接到汽缸中部的补汽室；2）选择负荷点；3）当负荷在负荷点以下时，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组的调节汽门全开，第Ⅳ喷嘴组的调节汽门全关，机组滑压运行；4）当负荷在负荷点时，主汽压力达到额定压力；5）当负荷继续增大时，第Ⅳ喷嘴组的调节汽门开启，主汽压力维持额定压力不变，至THA负荷时四个调节汽门全开；6）当负荷超过THA工况后，补汽阀打开，主蒸汽经补汽室进入汽缸中部后，至VWO工况补汽阀全开。采用本发明使低于85%THA负荷工况下的平均热耗比旁通调节汽轮机组降低，经济效益显著。

Description

一种汽轮机进汽调节方法
技术领域
本发明涉及汽轮机的进汽控制，具体地讲是一种汽轮机进汽调节方法。
背景技术
随着我国经济发展进入新常态，电力生产消费也呈现新常态特征。电力消费增长减速换档，电力供需形势由偏紧转为宽松、部分地区过剩，设备利用小时逐年降低，燃煤机组发电负荷率普遍偏低。根据国家能源局2015年发布的《华中华东区域节能减排发电调度专项监管报告》显示，2014年1—9月，华东区域燃煤机组发电负荷率基本在67%—75%之间，华中区域燃煤机组发电负荷率基本在63%—73%之间。这使得按照带基本负荷设计的汽轮机组无法发挥设计负荷点高效率的优点，造成不必要的经济损失。因此，提高机组部分负荷下的经济性成为新的能源科技亟待解决的问题，对电力工业节能降耗和新能源的利用起到重要作用，将会带来巨大的经济和社会效益。
目前汽轮机采用的进汽调节技术分为三种，即喷嘴调节、节流调节和旁通调节。
1、喷嘴调节：第一级为部分进汽度可变的调节级，调节阀采用多阀系统（阀门按预定的程序执行启闭）。机组在负荷变化时，根据负荷大小，各调节阀门顺序开启，只有处于部分开启位置的一个调节阀才有节流损失，因此机组进汽有较小的节流损失。喷嘴调节机组多采用“定-滑-定”运行方式，在90%THA以上采用定压运行，30%THA～90%THA工况采用滑压运行，30%THA负荷以下定压运行，一般也称为变压运行。这种运行方式使机组的进汽压力比纯滑压运行机组进汽压力高，因此机组有较高的循环效率。但由于喷嘴调节机组调节级效率不高，使高压缸通流效率受到一定的影响。
2、节流调节：无调节级，可实现全周进汽，采用单阀或同步开启的多阀系统。为了保证机组的一次调频能力，多采用调节阀预节流方式进行一次调频。调节阀在整个负荷区间上，都保持一定的节流压损(一般为3％～5％的主汽压力)运行，以满足电网一次调频的需要。节流调节机组一般在TMCR工况(约105%THA)以上维持额定压力运行，因此在进汽量相对较小的额定工况(THA工况)，主汽压力往往达不到额定值，机组循环效率不及喷嘴调节机组。
3、旁通调节：旁通蒸汽经由补汽阀从参数相当的中间级注入汽轮机，以改变一部分通流级(下游级)的通流及功率。旁通调节机组在额定工况(THA工况)进汽压力达到额定值,THA工况以下采用纯滑压运行方式，高压缸通流效率高，主汽压力也较节流调节机组要高，但仍低于喷嘴调节机组。THA工况以上维持额定压力，补汽阀(也称补汽阀)逐步开启满足超负荷区间的进汽要求。由于补汽阀通过的蒸汽为主蒸汽节流后的蒸汽，具有较大的节流损失；补汽阀的蒸汽经高压缸的补汽腔室与补汽点的主流蒸汽进行混合，对主流蒸汽的流动产生扰动，又增加了一部分损失，因此补汽阀开启后导致了高压缸效率的急剧下降。
以上三种汽轮机进汽调节方式在机组额定负荷工况均具有较高的经济性，但在机组部分负荷工况下由于汽轮机进汽参数偏离额定值幅度大，造成机组循环效率较低，影响部分负荷工况下的经济性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种汽轮机进汽调节方法。使用该方法能提高机组部分负荷工况下的主蒸汽压力，同时减弱调节级效率低对高压缸通流效率的影响，有效提高汽轮机组部分负荷工况下的经济性。
实现本发明的技术方案是：一种汽轮机进汽调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将汽轮机主进汽通过高压主汽门后分为两路，其中一路连接到高压主调节汽门作为调节级，所述高压主调节汽门包括并联的第Ⅰ至第Ⅳ喷嘴组，所述喷嘴组由调节汽门和喷嘴组成；所述喷嘴是汽轮机进汽喷嘴；另一路通过补汽阀连接到汽缸中部的补汽室；
2）根据机组的带负荷特性合理选择负荷点；
3）当负荷在负荷点以下时，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组的调节汽门全开，第Ⅳ喷嘴组的调节汽门全关，机组滑压运行；
4）当负荷在合理选择的负荷点时，主汽压力达到额定压力；
5）当负荷继续增大时，第Ⅳ喷嘴组的调节汽门开启，主汽压力维持额定压力不变，至THA负荷时调节级的四个调节汽门全开，此时通过调节级的流量达到最大；
6）当负荷超过THA工况后，补汽阀打开，主蒸汽经补汽室进入汽缸中部后，满足超负荷区间的进汽要求，至VWO工况补汽阀全开。
所述步骤1）中，汽缸中部的补汽室为汽缸高压第四级的补汽室。
所述步骤2）中，合理选择的负荷点为85%THA。
所述步骤6）中，VWO工况负荷为108%THA。
本发明的有益技术效果是：
1、由以上的工作过程可知，喷嘴+补汽调节使85%THA工况下机组的经济性能达到了喷嘴调节机组的设计工况(THA)水平。85%THA负荷以下工况由于前三个喷嘴组的调节汽门全开，机组滑压运行，调节级焓降与调节级效率与85%THA工况相当，高压缸效率处于较高水平，且同负荷段主蒸汽压力远高于喷嘴调节机组和旁通调节机组，机组循环效率高。
2、汽轮机部分负荷工况循环效率高，经济性好。经分析计算，超临界660MW汽轮机机组采用本发明(喷嘴+补汽调节技术)可使40%THA—85%THA负荷工况下的平均热耗比旁通调节汽轮机组降低约27.5Kj/kw.h，经济性收益显著。
附图说明
图1为本发明实施例汽轮机主进汽连接示意图；
图2为本发明实施例调节级连接结构示意图；
图3为不同调节方式下机组负荷—压力运行曲线示意图。
图中标号：1—高压主汽门，2—高压主调节汽门，21—第Ⅰ喷嘴组，22—第Ⅱ喷嘴组， 23—第Ⅲ喷嘴组， 24—第Ⅳ喷嘴组， 25—调节汽门，26—喷嘴，3—补汽阀，4—汽缸,5—旁通调节运行曲线,6—喷嘴调节运行曲线,7—喷嘴+补汽调节运行曲线，8—第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组全开，9—第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组按顺序开启，10—第Ⅳ喷嘴组开启，11—补汽阀不开，12—补汽阀开启，X—补汽室。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种汽轮机进汽调节方法，包括如下步骤：
1）将汽轮机主进汽通过高压主汽门1后分为两路，其中一路连接到高压主调节汽门2作为调节级，所述高压主调节汽门2包括并联的第Ⅰ至第Ⅳ喷嘴组21、22、23、24，所述喷嘴组由调节汽门25和喷嘴26组成；所述喷嘴26是汽轮机进汽喷嘴；另一路通过补汽阀3连接到汽缸中部的汽缸高压第四级补汽室X；
2）根据机组的带负荷特性合理选择负荷点85%THA；
3）当负荷在负荷点85%THA以下时，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组21、22、23的调节汽门25全开，第Ⅳ喷嘴组24的调节汽门25全关，机组滑压运行；
4）当负荷在合理选择的负荷点85%THA时，主汽压力达到额定压力；
5）当负荷继续增大时，第Ⅳ喷嘴组24的调节汽门25开启，主汽压力维持额定压力不变，至THA负荷时调节级的四个调节汽门25全开，此时通过调节级的流量达到最大；
6）当负荷超过THA工况后，补汽阀3打开，主蒸汽经补汽室X进入汽缸中部的汽缸高压第四级后，满足超负荷区间的进汽要求，至VWO工况108%THA补汽阀3全开。
在图3中，对不同调节方式下机组负荷—压力运行曲线及各阀门开、关调节过程进行对比。
在旁通调节方式运行时，当负荷在THA以下，补汽阀不开11,当负荷在THA以上至VWO工况，补汽阀开启12。得到旁通调节运行曲线5。
在喷嘴调节方式运行时，当负荷在90%THA以下，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组按顺序开启9，当负荷在90%THA以上至THA，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组全开，当负荷在THA以上至VWO工况，第Ⅳ喷嘴组开启10。得到喷嘴调节运行曲线6。
在喷嘴+补汽调节方式运行时，当负荷在85%THA以下，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组全开8，当负荷在85%THA以上至THA，第Ⅳ喷嘴组开启10，当负荷在THA以上至VWO工况，补汽阀开启12。得到喷嘴+补汽调节运行曲线7。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (4)

1.一种汽轮机进汽调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将汽轮机主进汽通过高压主汽门后分为两路，其中一路连接到高压主调节汽门作为调节级，所述高压主调节汽门包括并联的第Ⅰ至第Ⅳ喷嘴组，所述喷嘴组由调节汽门和喷嘴组成；所述喷嘴是汽轮机进汽喷嘴；另一路通过补汽阀连接到汽缸中部的补汽室；
2）根据机组的带负荷特性合理选择负荷点；
3）当负荷在负荷点以下时，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ喷嘴组的调节汽门全开，第Ⅳ喷嘴组的调节汽门全关，机组滑压运行；
4）当负荷在合理选择的负荷点时，主汽压力达到额定压力；
5）当负荷继续增大时，第Ⅳ喷嘴组的调节汽门开启，主汽压力维持额定压力不变，至THA负荷时调节级的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ喷嘴组的调节汽门全开，此时通过调节级的流量达到最大；
6）当负荷超过THA工况负荷后，补汽阀打开，主蒸汽经补汽室进入汽缸中部后，满足超负荷区间的进汽要求，至VWO工况补汽阀全开。
2.根据权利要求1所述的汽轮机进汽调节方法，其特征在于：所述步骤1）中，汽缸中部的补汽室为汽缸高压第四级的补汽室。
3.根据权利要求1所述的汽轮机进汽调节方法，其特征在于：所述步骤2）中，合理选择的负荷点为85%THA负荷。
4.根据权利要求1所述的汽轮机进汽调节方法，其特征在于：所述步骤6）中，VWO工况负荷为108%THA负荷。
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