发电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告.doc

发电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告发电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告编写：审核：批准：发电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告一. 阀门管理优化改造的背景XX第三发电有限责任公司4#机为XX汽轮机厂生产的600MW汽轮机，该机组在多阀调节（喷嘴调节）变负荷运行中，发现2#瓦和推力瓦的瓦温会明显升高，严重影响机组的安全运行，因而无法投入多阀调节，只能采用单阀调节（节流调节），从而导致调节阀节流损失大，严重影响经济性，因此迫切需要寻求故障产生的原因，解决故障。我们提出对#4机进行配汽方式改造，以减小甚至消除调节级在部分进汽时产生的水平方向汽流分力，从而排除2#瓦瓦温高的故障，具体实施方案如下：从机理分析可知，非对称进汽导致了配汽剩余汽流力的产生，因此为了消除此力应采用完全对角进汽的方式，这有单阀与双阀两种选择方案。目前机组运行于单阀方式，该方式虽然消除了剩余汽流力，但是节流损失太大，经济性很差。所以我们采用的首选方案是双阀对称进汽的方案（以下称为方案A），方案A虽然在高负荷区域调节级效率比顺序阀方案会略有下降（图3），但是方案A可以使汽流力互相抵消为零。另外由于原设计的顺序阀方案无法投入实际运行，所以方案A与目前运行中实际采用的单阀方案相比，在各种负荷下的调节级的平均效率是提高的，大约会从30%提高到45%，经济性可观。所以兼顾机组安全性和经济性，方案A是首选进汽方案，从而确定方案A的进汽顺序为：#1、#4#2、#3。除此之外，为了进一步降低节流损失，提高调节级的效率，我们也给出另外一种顺序阀方案（以下称为方案B）作为备选方案。方案B的进汽顺序为：#1、#4#2#3。由于方案B最先开的两阀处于对角位置，所以剩余汽流力会比原设计的顺序阀方案降低很多，同时也保持了顺序阀方案调节级效率高的优势。方案A、B相比较，A具有更高的安全性，而B具有更高的经济性，为得到更高的经济性，最后在现场采用的是方案B。为了比较阀门改造前后的机组的经济性和安全性，共进行了两次实验，分别为：改造前：2003年1月21日大修完成后进行的一次从单阀切换到原顺序阀的一次实验；改造后：2003年8月16日进行了改造后的顺序阀实验。 二. 实验过程改造前后的两次实验的具体情况如下：2.1改造前实验过程由单阀切换为改造前的顺序阀（#3、#4#1#2）。时间：2003年1月21日13：0017：00实验前参数：主汽压力：16.1Mpa机组负荷：485MW主汽温度：532 oC高压胀差：2.6mm低压胀差：7.12mm轴位移：0.365mm该方案数据是由单阀转为顺序阀控制，切换时间为2分钟，机组负荷扰动由485MW升高到531MW，然后下降。阀门动作过程如图1所示，单多阀的切换时间是14:51:4915:35:45，由图1可以看出阀门的动作过程是按照预定的顺序开启的。2.2改造后实验过程由单阀切换为改造后的顺序阀(#1、#4#2#3)。时间：2003年8月16日12：0015：00根据我们预先设计的实施方案中需要记录的数据，现从DEH记录的数据中画出了实验过程中阀杆升程、主汽压力、主汽温度、调节级压力、调节级温度、主汽流量以及机组的负荷变化和瓦温的曲线，4个调门后的压力现场没有测点；阀门动作如图2所示，单多阀的切换时间是13:51:4914:49:44，由图2可以看出阀门的动作过程是按照预定的顺序开启的，在13:51分左右开始单阀到顺序阀的切换，且1#，4#阀门都迅速达到了100%的开度，在14:49从顺序阀状态又切回到单阀状态。三. 改造前后顺序阀方案下机组安全性及其它性能对比3.1改造前后顺序阀方案下的机组安全性能对比3.1.1改造前的机组安全性能如图32所示，在实验过程中（14:5015:30）：1#瓦1-1测点在该时段的平均温度约为75左右，最高温近90；1#瓦1-2测点在该时段的平均温度约为80左右，最高温近90；2#瓦1-1测点在该时段的平均温度约为84左右，最高温近90；2#瓦1-2测点在该时段的平均温度约为84左右，最高温近90；在15:09对应的500MW负荷点处：1#瓦1-1测点在该时段的温度约为84；1#瓦1-2测点在该时段的温度约为86；2#瓦1-1测点在该时段的温度约为82；2#瓦1-2测点在该时段的温度约为84；如图33、图34所示，在实验过程中（14:0016:00）：1#瓦瓦振在15:30左右已经达到了近150um；2#瓦瓦振在15:30左右已经达到了近115um；由此看出，改造前机组原设计多阀运行的阀门管理方案的安全性较差，难以满足机组安全运行的要求，这也正是改造前机组难以投入多阀运行的原因。3.1.2改造后的机组安全性能如图17、图18、图19、图20所示，在实验过程中（13:4414:44）：1#瓦1-1测点在该时段的平均温度约为55左右，最高温60；1#瓦1-2测点在该时段的平均温度约为68.5左右，最高温74；2#瓦1-1测点在该时段的平均温度约为62.5左右，最高温68；2#瓦1-2测点在该时段的平均温度约为69.5左右，最高温76；在14:23对应的500MW负荷点处：1#瓦1-1测点在该时段的温度约为50；1#瓦1-2测点在该时段的温度约为73；2#瓦1-1测点在该时段的温度约为58；2#瓦1-2测点在该时段的温度约为75；与改造前的顺序阀机组瓦温比较，改造后的顺序阀方案的瓦温明显较低，符合机组运行的安全性指标，具有良好的安全性能。所以从安全性角度看，改造前的顺序阀方案（#3、#4#1#2）是不可取的。3.2改造前后顺序阀方案下的机组其它性能对比图3和图4为改造前后汽耗率与机组负荷的变化曲线；图5和图6为改造前后主汽压力与机组负荷的变化曲线；图7和图8为改造前后调节级压力与机组负荷的变化曲线；图9和图10为改造前后流量与机组负荷的变化曲线；图11和图12为改造前后主汽温度1与机组负荷的变化曲线；图13和图14为改造前后主汽温度2与机组负荷的变化曲线；图15和图16为改造前后调节级后温度与机组负荷的变化曲线。表1改造前后顺序阀方案下机组其它性能对比在500MW负荷点改造前改造后流量(T/h)16701550主汽压力(MPa)16.4416.68主汽温度1()532527主汽温度2()534530.7调节级压力(MPa)1010.64调节级后温度()470466汽耗率(g/Kwh)2.73.09表1中所列数据为500MW负荷点时的相应数据比较，改造前选取的是15:09对应的500MW负荷点，改造后选取的是14:23对应的500MW负荷点。由表一比较可知，改造前后机组在同负荷点的性能差异不大，虽然改造后的机组汽耗率在500MW负荷点略高于改造前的机组汽耗率，但是由于改造前方案的机组运行安全性无法保证，因此导致机组长期只能采用单阀方式运行，经济性较低。四. 改造后的单多阀运行时的机组性能对比4.1改造后的单多阀运行时机组经济性能对比与改造前的顺序阀方案（#3、#4#1#2）比较，改造后的顺序阀方案(#1、#4#2#3)具有较高的经济性，下面来分析改造后的顺序阀方案与单阀运行工况下的经济性能比较。图25是改造后实验之单多阀汽耗率的比较图，从图中数据比较可知，在470570MW的负荷变化范围内，单阀运行的汽耗率变化范围在3.334kg/kwh，改造后的顺序阀方案的汽耗率的变化范围在3.063.31kg/kwh，所以改造后的顺序阀方案的汽耗率明显低于单阀运行时的汽耗率。在500MW负荷点，汽耗率降低0.64g/kwh；然而由于在单阀方式下运行时，机组采用了滑参数方式运行，而在多阀方式机组采用了定参数方式运行，二种运行方式下机组的主汽压力相差2.4MPa，经压力修正，采用多阀方式运行时汽耗率降低0.03kg/kwh，折合煤耗降低约2.34g/kwh。在550MW负荷点，汽耗率降低0.1kg/kwh，二种运行方式下机组的主汽压力相差0.7MPa，经压力修正，采用多阀方式运行时汽耗率降低0.00078，折合煤耗降低约0.1g/kwh在同负荷段单多阀汽耗率相差最大值为0.9kg/kwh。随着负荷的增大，单阀运行方式的汽耗率是降低的，这是由与单阀运行方式的特点决定的，其四个阀门开度越大，节流损失越小。而随着负荷的增加，多阀运行方式下汽耗率在负荷在500MW520MW之间基本保持不变，这是因为此负荷范围之内，1#,4#阀基本全开，而2#和3#阀处于关闭状态，这时节流损失最小。在520MW左右，2#阀开始开启，节流损失增加，随着负荷继续上升，虽然2#阀门的开度增加了，但是2#阀门流量也逐渐增加，总的节流损失还是在增加，因此汽耗率有继续上升的趋势。在560MW时单、多阀运行方式的汽耗率趋于相等.但是无论是在任何负荷点，改造后的多阀运行方式的汽耗率仍然要低于单阀运行方式下的汽耗率，可见改造后的经济性有很大提高。按500MW的平均功率计算3000小时/年的年运行节煤量约为标煤3510T标准煤，经济效益显著。表2改造后的单多阀运行时机组参数对比500MW550MW单阀多阀单阀多阀流量(T/h)1870155018901820主汽压力(MPa)14.316.715.716.4主汽温度1()524.3526.4538.4521.5主汽温度2()527.4530.2525532.4调节级压力(MPa)11.010.712.212.1调节级后温度()492.3466.2493.5488汽耗率(g/Kwh)3.753.13.433.29压力修正后的汽耗率(g/Kwh)3.033.13.13.14.2改造后的单多阀运行时机组性能对比图25为改造后实验之单多阀汽耗率的比较图；图26为改造后实验之单多阀主汽压力的比较图；图27为改造后实验之单多阀调节级压力的比较图；图28为改造后实验之单多阀主汽温度1的比较图；图29为改造后实验之单多阀主汽温度2的比较图；图30为改造后实验之单多阀调节级后的温度的比较图；图31为改造后实验之单多阀流量的比较图。比较这些实验曲线可以看出，改造后的多阀运行方案与单阀运行方案在同负荷点下比较具有更低的流量和汽耗率。其余参数相差不多，因此，改造后的顺序阀方案的安全性是有保证的。五. 结论经过对XX第三发电厂600MW机组阀门管理进行优化改造，由原来的顺序阀方案（#3、#4#1#2），改造成新的顺序阀方案(#1、#4#2#3)，经不同的方案下的机组运行参数比较分析，采用新的顺序阀方案后，能够在保证安全性的基础上，降低了煤耗量，极大的提高了机组运行的经济性。改造达到了预期要求，机组能够投入多阀方式运行。六、附实验曲线清单图1：改造前调节汽门开度变化曲线；图2：改造前调节汽门开度变化变化曲线；图3：改造前汽耗率与机组负荷的变化曲线；图4：改造前汽耗率与机组负荷的变化曲线；图5：改造前主汽压力与机组负荷的变化曲线；图6：改造后主汽压力与机组负荷的变化曲线；图7：改造前调节级压力与机组负荷的变化曲线；图8：改造后调节级压力与机组负荷的变化曲线；图9：改造前流量与机组负荷的变化曲线；图10：改造后流量与机组负荷的变化曲线；图11：改造前主汽温度1与机组负荷的变化曲线；图12：改造后主汽温度1与机组负荷的变化曲线；图13：改造前主汽温度2与机组负荷的变化曲线；图14：改造后主汽温度2与机组负荷的变化曲线；图15：改造前调节级后温度与机组负荷的变化曲线；图16：改造后调节级后温度与机组负荷的变化曲线；图17：改造前1#瓦1-1测点瓦温变化曲线；图18：改造前1#瓦1-2测点瓦温变化曲线；图19：改造前2#瓦1-1测点瓦温变化曲线；图20：改造前2#瓦1-2测点瓦温变化曲线；图21：改造后1#瓦1-1测点瓦温变化曲线；图22：改造后1#瓦1-2测点瓦温变化曲线；图23：改造后2#瓦1-1测点瓦温变化曲线；图24：改造后2#瓦1-2测点瓦温变化曲线；图25：改造后单多阀汽耗率的比较图；图26：改造后实验之单多阀主汽压力的比较图；图27：改造后实验之单多阀调节级压力的比较图；图28：改造后实验之单多阀主汽温度1的比较