600mw機組調(diào)峰運行的經(jīng)濟性及安全性分析

600mw機組調(diào)峰運行的經(jīng)濟性及安全性分析

0機組調(diào)峰運行中的問題目前，600mw機組逐漸進入中國的大、中、小水庫。隨著國內(nèi)電網(wǎng)裝置的增多和峰谷差的增大，傳統(tǒng)的負荷汽輪站必須參與峰補償?shù)倪\行。在某些情況下，當(dāng)調(diào)峰運行時，一些機組的負荷僅為50%，甚至更低。由于,國內(nèi)及早期引進的許多汽輪機在設(shè)計時并沒有考慮深度調(diào)峰的要求,機組在調(diào)峰運行時經(jīng)濟及安全性的問題都開始逐漸顯露出來。如:聊城電廠600MW機組,在投產(chǎn)以來一直存在調(diào)節(jié)閥無法切順序閥運行問題,對機組的效率影響較大。造成這個問題的原因很多,一些文獻也從不同角度展開了相關(guān)的研究[6,7,8,9,10,11,12,13,14],如文獻中根據(jù)現(xiàn)有汽輪機運行中出現(xiàn)的實際問題,對調(diào)節(jié)級不平衡汽流力和軸承靜、動特性進行了理論計算,發(fā)現(xiàn)了汽輪機配汽方式對瓦溫、瓦振、軸心位置等的影響機理,闡明了汽輪機配汽方式對軸系安全性的影響,并提出了汽輪機配汽的綜合優(yōu)化設(shè)計方法,實際應(yīng)用效果非常顯著。因此,為了保證機組能夠長期安全高效的運行,本文針對某電廠的幾臺600MW機組的運行狀況進行實際調(diào)研,從經(jīng)濟性和安全性兩個角度作深入分析,不僅針對機組節(jié)能優(yōu)化潛力提出相應(yīng)的優(yōu)化方案,并且能夠發(fā)現(xiàn)并在最大程度上消除機組實際運行中存在的安全隱患問題,以期對電廠機組的安全高效運行起到積極的作用。1機組運行狀況分析由于電廠中的幾臺機組為兩個類型的機組,因此,調(diào)研中在兩個類型的機組中各選取一臺具有代表性的機組,對其實際運行數(shù)據(jù)進行采集后,再基于采集的數(shù)據(jù)分類對機組的運行狀況做對比分析,具體分析如下。1.1噴嘴調(diào)節(jié)方式設(shè)置不合理如圖1和圖2所示,分別為第一種型號機組的負荷趨勢圖和高調(diào)門開度與實際流量的關(guān)系圖,從圖中可以看出,機組負荷變化時高調(diào)門GV1、高調(diào)門GV2同時開啟,接下來高調(diào)門GV4開啟,最后高調(diào)門GV3開啟,已經(jīng)是噴嘴調(diào)節(jié)方式了。但是,調(diào)門的重疊度設(shè)置不合理,尤其是第四閥,開啟的重疊度過大,導(dǎo)致在重疊區(qū)域的這部分負荷點處經(jīng)濟性比較差,在這一區(qū)域的負荷點上有一定的節(jié)能優(yōu)化潛力。如圖3和圖4所示,為第二種型號機組的負荷趨勢圖和高調(diào)門開度與實際流量的關(guān)系圖,從圖中可以看出,機組負荷變化時高調(diào)門GV1、GV2、GV3同時開啟,接下來再將高調(diào)門GV4開啟,在低負荷運行時,是一種三閥節(jié)流的調(diào)節(jié)方式,具有較大的節(jié)流損失,節(jié)能優(yōu)化潛力比較大。1.2優(yōu)化方案的確定通過以上對機組配汽方式的討論分析,根據(jù)文獻提供的思路,建議采取以下的配汽優(yōu)化方案,提高機組的經(jīng)濟性。對于第一種類型的機組,優(yōu)化方案比較簡單:合理設(shè)置調(diào)門開啟的重疊度,尤其是對于第四閥開啟時的重疊度設(shè)置的小一些,減小機組運行到這一負荷段時的節(jié)流損失,提高機組在這一運行區(qū)域的經(jīng)濟性。對于第二種類型的機組,應(yīng)當(dāng)將三閥節(jié)流調(diào)節(jié)改成兩閥節(jié)流調(diào)節(jié),即機組在負荷時先開啟兩個調(diào)門,接著再開啟第三個調(diào)門,最后再開啟第四個調(diào)門,以提高機組的在低負荷處的經(jīng)濟性。2基于主機的安全分析2.1兩種機組的運行對比如圖5-圖8所示,為第一種類型機組的運行趨勢圖。從圖5和圖6中可以看出,機組一的閥門波動比較嚴重并且主汽壓波動的也比較嚴重,對機組的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。從圖7和圖8中可以看出,機組前兩瓦瓦溫較高,對機組安全運行產(chǎn)生一定的影響;但瓦振比較正常。如圖9和圖10所示,為第一種類型機組的瓦溫和瓦振與流量的關(guān)系圖。從圖9和圖10中可以看出,機組順序閥運行時,低負荷區(qū)的瓦溫、軸振與高負荷區(qū)運行時相比有所增加,并且前兩瓦的瓦溫最大增加十幾攝氏度高達88℃左右。上述事實表明,此型機組在順序閥運行時,調(diào)門開啟順序等存在不合理因素和安全隱患。如圖11-圖14所示,為第二種類型機組的運行趨勢圖。從圖11和圖12中可以看出,機組的調(diào)門和主汽壓存在一定的波動性,但不是很嚴重的。從圖13和圖14中可以看出,在整個負荷變化過程中,機組瓦溫值和振動值均在安全范圍內(nèi)。如圖15和圖16所示,為第二種類型機組的瓦溫和瓦振與流量的關(guān)系圖。從圖中可以看出,高負荷區(qū)瓦溫、軸振有所增加;結(jié)合圖13和圖14可進一步發(fā)現(xiàn),隨著主汽壓升高,瓦溫、軸振也有所增加。但在整個過程中,機組瓦溫、軸振始終保持在安全范圍內(nèi)。因此,此型機組在順序閥運行時,調(diào)門開啟順序等也存在不合理因素和安全隱患。2.2第三閥組織調(diào)門開啟疊度通過以上對機組配汽方式的討論分析,根據(jù)文獻提供的思路,建議采取以下的配汽優(yōu)化方案,以解決機組的安全性問題。對于機組一來說,雖然已是順序閥運行經(jīng)濟性較高,但是機組高調(diào)門的開啟順序不同時,對機組#1、#2號軸承所產(chǎn)生的附加汽流力載荷是不同的。為了使機組#1、#2號軸承的瓦溫和振動保持良好狀態(tài),需要根據(jù)機組#1、#2號軸承的承載情況,設(shè)計合適的調(diào)門開啟順序,保證瓦溫和振動與單閥運行時相當(dāng)并能夠始終保持在一個較低范圍內(nèi)。因此,需要選擇合適的調(diào)門開啟順序。同時,文獻中指出,當(dāng)閥門開啟的重疊度偏小,流量難于控制;而當(dāng)重疊度偏大,會致使兩個閥門開啟重疊部分的流量增長過快,因而使靜特性曲線在該區(qū)段的局部不等率變得過小,致使汽輪機在該工況下運行時會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象;同時,雖然重疊度過大,會使流量特性曲線保持較好的線性度,但這同時也會使機組的效率降低。如圖2所示,機組一在第三閥開啟時重疊度過小,這就使得流量難于控制引發(fā)調(diào)門和主汽壓高頻波動性;如圖4所示,可以看出,目前#4號調(diào)門開啟的重疊度設(shè)置過小。高調(diào)門GV1、GV2、GV3已接近完全開啟時,高調(diào)門GV4才開始開啟,當(dāng)機組運行在這一調(diào)門開啟的重疊區(qū)域附近時,將導(dǎo)致高調(diào)門GV1、GV2、GV3在60%～100%之間大幅擺動,這對三個高調(diào)門的工作將產(chǎn)生不利影響。因此,需要選擇合適的開啟順序和重疊度。3開啟條件的科學(xué)合理本文針對電廠的幾臺600MW機組的運行狀況進行實際調(diào)研,從經(jīng)濟性和安全性兩個角度作深入分析。針對機組自身的實際運行狀況,兼顧機組的經(jīng)濟和安全兩大重要因素,提出相應(yīng)的配汽優(yōu)化方案:重新設(shè)計調(diào)門的開啟規(guī)律,選擇合理的調(diào)門開啟順序和開啟重疊度。以期,能夠在消除機組實際運行中存在的安全隱患問題的同時,最大程度的提高機組經(jīng)濟性,以對整個電廠的安全高效運行起到積極的作用。同時,調(diào)查顯示600MW機組今后在全國各大電廠中所占比重會越來越大,因此,600MW機組的運行狀況的好壞就會關(guān)系到整個電廠的運行狀況的好與壞。并且,由于60