一种汽轮机补汽阀溢流开启控制方法与流程

本发明涉及一种汽轮机控制方法，尤其是涉及一种汽轮机补汽阀溢流开启控制方法。

背景技术：

近年来，为节能减排，1000mw机组越来越多。1000mw超超临界机组包括过载补汽阀，其结构类同于其它进汽调节阀，它是一只单阀座的阀门，位于高压缸下部。阀门由电液控制系统调节开度，由弹簧安全关闭。补汽的汽源分别从两个主调门的壳体(主汽门后、主调门的阀芯前)引出，连接到过载补汽阀，经过过载补汽阀后分两路再从高压缸下部的供汽管道进入高压缸。

过载补汽阀的主要功能有：(1)当汽轮机的最大进汽量与tha工况(热耗率验收工况)流量之比较大时，可采用补汽技术，超出额定流量的部分由外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流量下可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。以上汽(上海汽轮机有限公司)的机组为例，机组热耗可至少下降40kj/kwh。(2)对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。该阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽30度的特点，对汽缸起到冷却作用，有利于提高高温部件的可靠性。(3)经德国电网技术的研究，补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。

现有供热系统每台机组从冷段预留接口和一级抽汽逆止阀后各引出一根管道，每根管道上装逆止阀、电动隔离阀，设计参数按一级抽汽的设计参数。每台机的引出管合并为一根，经限流调节阀后分两根供汽管(一根高压、一根中压)分别引至减温减压器，供热减温水由给泵中间抽头母管引出，两机减温减压后的蒸汽合并成高压和中压两根母管后在厂区西侧围墙处接出，最终接入化工区热网。但在夏季高负荷工况维持对外供热，存在主蒸汽压力超压的可能。

1、夏季工况时，当汽机负荷1005mw时，机侧主蒸汽压力已达到汽轮厂可长期运行限值27.6mpa。炉侧压力28.1mpa，高旁动作压力为28.7mpa，如负荷稍有波动易引起高旁动作。目前凝汽器循环冷却水温度为29.7℃，如冷却水温度升高至33℃(投产以来的最高温度)，将引起机组无法带满负荷。

2、如中压供热100t/h时，主蒸汽压力将升高0.6mpa，夏季高负荷工况时将无法供热。

3、如果上述情况下要满足满负荷及供热的要求，只有放开补汽阀才能达到。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽轮机补汽阀溢流开启控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种汽轮机补汽阀溢流开启控制方法，该方法在ctf协调控制下，对汽轮机一次调频控制时，实时采集主蒸汽压力实际值，判断所述主蒸汽压力实际值与主蒸汽压力高限值的差值是否在设定范围内，若所述差值小于或等于设定范围的最小值，则自动调节补汽阀开，若所述差值大于或等于设定范围的最大值，则自动调节补汽阀关。

所述主蒸汽压力高限值与高压旁路溢流定值的关系为：

a＝b-c

式中，a为主蒸汽压力高限值，b为压旁路溢流定值，c为一设定值。

所述设定值取值为0.3-0.7mpa。

所述设定范围为[0.5mpa,0.7mpa]。

所述自动调节补汽阀开时，补汽阀的开度上限为15％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将汽轮机主蒸汽压力始终控制在额定值以内运行，主蒸汽压力超过额定值补汽阀自动调节开、主蒸汽压力低于额定值自动调节关，既保证了汽轮机进汽压力在额定值内运行，又保证了机组满负荷发电又保证了机组供热的满负荷，提高了机组运行的安全性、经济性。

2、本发明通过补汽阀参与主汽压力超压调节功能，使高压旁路尽可能不开出，保障机组在供热情况下的正常安全运行。

3、在夏季高负荷工况维持对外供热100t/h的工况下，主汽压力均能维持在额定压力下运行，大大提高了汽轮机运行热效率。

4、本发明设置了补气阀的开度上限，进一步提高了机组运行的安全性。

附图说明

图1为汽轮机过载补气阀的结构示意图；

图2为本发明的原理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

汽轮机补气阀结构示意图如图1所示。补汽技术是西门子公司特有的技术，是从某一工况开始从主汽阀后、主调阀前引出一些新蒸汽(额定进汽量的5～10％)，经补汽阀节流降低参数(蒸汽温度约降低30℃)后进入高压第五级动叶后空间，主流与这股蒸汽混合后在以后各级继续膨胀做功的一种措施。

当汽轮机的最大进汽量与tha工况流量之比较大时，可采用补汽技术，将超出额定流量的部分由这个外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流量下就可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。

对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。该阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽30℃的特点，对汽缸起到冷却作用。这个额外的得益有利于提高高温部件的可靠性。

使机组在实际运行时，不必通过主调门的节流就具备调频功能，可避免节流损失；而且调频反应(负荷响应)速度快，可减少锅炉的压力波动。经德国电网技术的研究，补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。当汽轮机的最大进汽量与tha工况流量之比较大时，可采用补汽技术，将超出额定流量的部分由这个外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流量下就可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。

如图2所示，本实施例提供一种汽轮机补汽阀溢流开启控制方法，该方法在ctf协调控制下，对汽轮机一次调频控制时，实时采集主蒸汽压力实际值，判断所述主蒸汽压力实际值与主蒸汽压力高限值的差值是否在设定范围内，若所述差值小于或等于设定范围的最小值，则自动调节补汽阀开，若所述差值大于或等于设定范围的最大值，则自动调节补汽阀关。所述设定范围为[0.5mpa,0.7mpa]。所述自动调节补汽阀开时，补汽阀的开度上限为15％。该方法将汽轮机主蒸汽压力始终控制在额定值以内运行，主蒸汽压力超过额定值补汽阀自动调节开、主蒸汽压力低于额定值自动调节关。，通过补汽阀参与主汽压力超压调节功能，使高压旁路尽可能不开出，保障机组在供热情况下的正常安全运行。

所述主蒸汽压力高限值与高压旁路溢流定值的关系为：

a＝b-c

式中，a为主蒸汽压力高限值，b为压旁路溢流定值，c为一设定值。

所述设定值取值为0.3-0.7mpa，该取值可根据实际情况进行调整。本实施例中，设定值取为0.5mpa，即比高旁溢流定值提前0.5mpa开启补汽阀，使得高压旁路一般情况下不再溢流开启。该高限值通过三路硬接线由dcs系统送至deh系统，并进行三选中处理。

将上述方法应用于两台机组，并进行了900mw负荷左右的补汽阀溢流开启热态试验，验证逻辑功能，优化控制参数，目前两台机组均已具备补汽阀溢流开启控制功能的投用条件。

1、#1机组试验时负荷约850mw，通过模拟降低设定值后，补汽阀逐渐开启，并将主蒸汽压力控制在该设定值附近，补汽阀开启10％左右时，约可降低主蒸汽压力0.5mpa。补汽阀开启过程中，#1、#2轴承振动无明显变化(以前的试验也表明，补汽阀开度小于15％时，不会明显影响机组振动变化)。

2、#2机组试验时负荷约900mw，通过模拟降低设定值后，补汽阀逐渐开启，并将主蒸汽压力控制在该设定值附近，补汽阀开启11％左右时，约可降低主蒸汽压力0.5mpa。补汽阀开启过程中，#1、#2轴承振动无明显变化。

3、在ctf方式高压调门全开后，在高压旁路b方式下，可投入补汽阀溢流开启功能，投入按钮在deh画面上，和一次调频补汽阀slc共用一个按钮。当机组发生特殊工况，只要高压旁路退出b方式，则补汽阀溢流功能自动失效。

上述方法使用后的结果如下：

#1机组发电负荷为420mw和0抽供热流量为79.40t/h时的修正后供电煤耗率为295.92g/kwh，#1机组发电负荷为430mw纯凝工况时的修正后供电煤耗率为299.07g/kwh，0抽供热工况的修正后供电煤耗率下降3.14g/kwh。

#2机组部分负荷500mw不供热时的修正后热耗率为7717.35kj/kwh，和供热90t/h时的修正后供电煤耗率为295.56g/kwh，比不供热时的修正后供电煤耗率299.92g/kwh下降4.36g/kwh。

高、中压供热投入后，降低节凝汽器的冷源损失，提高了机组运行的效率，降低了供电煤耗。根据1、2号机高压供热检测结论：1、2号机平均供电煤耗分别下降了3.14g/kwh、4.36g/kwh，2台机组平均供电煤耗下降了3.75g/kwh。通过高、中压供热改造，获得了巨大的经济效益。2015年6月－2016年6月发电量约90亿计算，可节约标准煤＝90亿kwh×3.75g/kwh＝337.5亿g＝33750t。折合人民币＝33750t×550元/t＝18562500元。年收益为1856.25万元。