发电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告书

1、电厂600MW机组阀门管理优化改造结果分析报告 阀门管理优化改造背景XX三发电XX公司4#机是XX汽轮机厂生产的600MW汽轮机。本机组在多气门调节（喷嘴调节）变负荷运行过程中，发现2#瓦和推力瓦的瓦特温度会明显升高，严重影响机组的安全运行，不能使用调节，只能使用单阀调节（节流调节），导致调节阀节流损失大，严重影响经济性。因此，迫切需要找出故障原因，解决故障。我们提出改造#4机的配汽方式，减少甚至消除部分进汽时调节级产生的水平方向汽流分力，从而消除2#瓦瓦高温故障。具体实施方案如下：从机理分析可以看出，进汽不对称导致蒸汽分布的残余蒸汽流动力的产生。因此，为了消除这种力，应采用完全对角的进汽方式

2、。有两种选择：单阀和双阀。目前，该装置以单阀模式运行。这种方式虽然消除了残余蒸汽流量，但节流损失太大，经济性很差。因此，我们首选的方案是双阀对称进汽方案（以下简称方案A）。虽然方案 A 中调节阶段的效率略低于高负荷区的顺序阀方案（图 3），但方案 A 可以使蒸汽力相互抵消为零。此外，由于原先设计的顺序阀方案无法投入实际运行，与目前运行中实际使用的单阀方案相比，调节级在各种负载下的平均效率提高了30%左右。到45%，经济可观。因此，考虑到机组的安全性和经济性，方案A是优选的进汽方案，因此方案A的进汽顺序确定为：#1、#4 #2、#3。另外，为了进一步降低节流损失，提高调节级效率，我们还给出了另一

3、种顺序阀方案（以下简称方案B）作为备选方案。方案B进汽顺序为：#1、#4 #2 #3。由于方案B开启的前两个阀门在对角位置，剩余汽流力会比原设计的顺序阀方案低很多，同时调节级高的顺序阀方案的优势效率得以维持。与方案A和B相比，A的安全性更高，B的经济性更高。为了获得更高的经济性，最终现场采用了方案B。为了比较阀门改造前后机组的经济性和安全性，分别进行了两个实验：改造前：2003年1月21日大修完成后单阀换原顺序阀的试验；改造后：2003年8月16日，进行了改造后的顺序阀实验。实验程序改造前后的两个实验细节如下：2.1 改造前的实验过程在重建之前从单个阀切换到顺序阀（#3、#4 #1 #2）。时

4、间：2003年1月21日13:0017:00实验前参数：主蒸汽压力：16.1Mpa机组负荷：485MW主蒸汽温度：532 o C高差膨胀：2.6mm低差膨胀：7.12mm轴位移：0.365mm本方案数据由单阀到顺序阀控制，切换时间为2分钟，机组负荷扰动由485MW增大到531MW，然后减小。阀动作过程如图1所示。单多阀切换时间为14:51:4915:35:45。从图1可以看出，阀门动作过程是按照预定的顺序开启的。2.2 改造后的实验过程从单阀切换到改进的顺序阀（#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例中要记录的数据，实验过程中的阀杆升程、

5、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级压力、调节级温度、主蒸汽流量取自DEH记录的数据。 .根据机组负荷变化和瓦特温度变化曲线，4个调节门后压力部位无测点；阀门动作如图2所示。单、多阀的切换时间为13:51:4914:49:44。从图2可以看出，阀门动作过程按照预定的顺序开启，时间为13:51。从单阀切换到顺序阀从左到右开始，1#和4#阀快速达到100%开度，14时49分从顺序阀状态切换到单阀状态。顺序阀方案改造前后机组安全等性能对比3.1 改造前后顺序阀方案下机组安全性能对比3.1.1 改造前机组安全性能如图32所示，实验期间（14:5015:30）：1#瓦1-1测点在此期间平均温度约为75，最高温

6、度接近90；1#瓦1-2测点在此期间平均温度约80，最高温度接近90；2#瓦1-1测点在此期间平均温度约为84，最高温度接近90；2#瓦1-2测点在此期间平均温度约为84，最高温度接近90；在 15:09 对应的 500MW 负荷点：1#瓦1-1测点在此期间的温度约为84；1#瓦1-2测点在此期间的温度约为86；2#瓦特1-1测量点在此期间的温度约为82；2#瓦1-2测点在此期间温度约为84；如图33和图34所示，实验期间（14:0016:00）：1#哇哇镇在15:30左右已经达到近150um；2#哇哇镇在15:30左右已经达到近115um；由此可见，改造前原为机组多阀运行而设计的阀门管理方案

7、安全性较差，难以满足机组安全运行的要求，这也是原因所在为什么改造前的机组难以投入多阀运行。3.1.2 改造后机组的安全性能如图17、图18、图19、图20，实验期间（13:4414:44）：1#瓦1-1测点在此期间平均温度约为55，最高温度为60；1#瓦1-2测点在此期间平均温度约68.5，最高温度74；2#瓦1-1测点在此期间平均温度约为62.5，最高温度为68；2#瓦1-2测点在此期间平均温度约69.5，最高温度76；在 14:23 对应的 500MW 负荷点：1#瓦1-1测点在此期间的温度约为50；1#瓦1-2测点在此期间温度约为73；2#瓦1-1测点在此期间的温度约为58；2#瓦1-2

8、测点在此期间温度约为75；与改造前的顺序阀机组瓦温相比，改造后的顺序阀方案瓦温明显降低，符合机组运行的安全指标，安全性能好。因此，从安全角度考虑，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机组其他性能对比图3和图4是改造前后蒸汽消耗率和机组负荷的变化曲线；图5和图6是改造前后主蒸汽压力和机组负荷的变化曲线；图7、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是改造前后流量和单位负荷的变化曲线；图11、12为改造前后主蒸汽温度1和机组负荷的变化曲线；图13和图14是改造前后主蒸汽温度2和机组负荷的变化曲线；图 15 和图 16 是改造前后调整

9、阶段后温度和机组负荷的变化曲线。表 1 改造前后顺序阀方案下机组其他性能对比在 500MW 负载点前者的改造改造后流量 (T/h)16701550主蒸汽压力（MPa）16.4416.68主蒸汽温度 1()532527主蒸汽温度2()534530.7调节级压力（MPa）1010.64调节阶段后温度（）470466蒸汽消耗率（g/Kwh）2.73.09表1所列数据为500MW负荷点对应数据的对比。改造前选择15:09对应的500MW负荷点，改造后选择14:23对应的500MW负荷点。从表1的对比可以看出，同一负荷点改造前后机组的性能差异不显着。虽然改造后机组在500MW负荷点的蒸汽消耗率略高于改造

10、前机组的蒸汽消耗率，但由于改造前规划中的机组在运行中的安全性无法保证，所以机组只能长期单阀运行，经济性低。改进的单多阀操作单元的性能比较4.1 单阀与多阀运行改造后机组经济性能比较与改造前的顺序阀方案（#3、#4 #1 #2）相比，改进后的顺序阀方案（#1、#4 #2 #3）更经济。我们来分析一下改造后的情况。顺序阀方案与单阀工况的经济性能比较。图25是改造后单阀实验的蒸汽消耗率对比图。从图中数据对比可以看出，在470570MW的负荷变化范围内，单阀运行的蒸汽消耗率变化在3.334kg/kwh左右。后期顺序阀方案的蒸汽消耗率变化在3.063.31kg/kwh左右，因此改进型顺序阀方案的蒸汽消耗

11、率明显低于单阀运行的蒸汽消耗率。在500MW负荷点，蒸汽消耗率降低0.64g/kwh；而当机组以单阀方式运行时，机组采用滑参数方式运行，而多阀机组采用固定参数方式运行。两种运行模式下机组主蒸汽压力相差2.4MPa。经压力修正后，采用多阀运行时蒸汽消耗率降低0.03kg/kwh，当量煤耗降低约2.34g/kwh。在550MW负荷点，蒸汽消耗率降低0.1kg/kwh，两种工况下机组主蒸汽压差0.7MPa。经压力修正后，采用多阀运行时蒸汽消耗率降低0.00078，当量煤耗降低约0.1g/kwh同一负荷段单阀和多阀的耗汽率最大差异为0.9kg/kwh。随着负荷的增加，单阀运行方式的蒸汽消耗率降低，这是

12、由单阀运行方式的特点决定的。四个阀门的开度越大，节流损失越小。随着负荷的增加，多阀运行模式下的蒸汽消耗率在500MW和520MW的负荷之间基本保持不变。这是因为负载被包围，1#、4#阀门基本全开，而2#、2#和3#阀门处于关闭状态，此时节流损失最小。约520MW时，2#阀门开始开启，节流损失增大。随着负载的不断上升，虽然2#阀的开度增大，但2#阀的流量也逐渐增大，总的节流损失仍在增加。因此，蒸汽消耗率继续上升。在 560MW 时，单阀运行和多阀运行的蒸汽消耗率趋于相等。但无论在任何负荷点，修改后的多气门运行方式的蒸汽消耗率仍然低于单阀运行方式，说明修改后的经济性有了很大的提高。按平均500MW

13、功率计算，年运行3000小时/年节煤约3510T标准煤，经济效益显着。表2 改造后单阀与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主蒸汽压力（MPa）14.316.715.716.4主蒸汽温度 1()524.3526.4538.4521.5主蒸汽温度2()527.4530.2525532.4调节级压力（MPa）11.010.712.212.1调节阶段后温度（）492.3466.2493.5488蒸汽消耗率（g/Kwh）3.753.13.433.29压力修正后蒸汽消耗率（g/Kwh）3.033.13.13.14.2 单阀与多阀操作改

14、造后机组性能对比图25为单多阀实验改造后蒸汽消耗率对比图；图26是改造后实验中单多阀主汽压力对比图；图27是修改后实验中单多阀调节级的压力对比图；图28是改造后实验中单多阀主蒸汽温度1的对比图；图29是改造后实验的单多阀主蒸汽温度2对比图；图30是修改后实验单多阀调节阶段后温度对比图；图31是修改后实验的单多阀流量对比图。对比这些实验曲线可以看出，修改后的多阀运行方案相比单阀运行方案在相同负荷点下的流量和蒸汽消耗率更低。其余参数类似，因此，改进的顺序阀方案的安全性得到了保证。综上所述XX三电厂600MW机组阀门管理优化改造后，将原顺序阀方案（#3、#4 #1 #2）改造为新的顺序阀方案（#1、

15、#4 #2 #3)，通过对不同方案下机组运行参数的对比分析，采用新型顺序阀方案可以在保证安全的基础上降低煤耗，大大提高机组运行的经济性.改造达到预期要求，机组可以多阀方式投入运行。6.附上实验曲线清单图1：改造前阀门开度变化曲线；图2：改造前阀门开度变化曲线；图3：改造前蒸汽消耗率与单位负荷的变化曲线；图4：改造前蒸汽消耗率与单位负荷的变化曲线；图5：改造前主蒸汽压力与机组负荷变化曲线；图6：改造后主蒸汽压力和机组负荷变化曲线；图7：改造前调节级压力与机组负荷变化曲线；图8：修改后的调节级压力和机组负荷变化曲线；图9：改造前流量与单位负荷变化曲线；图10：修改后的流量和单位负荷变化曲线；图11

16、：改造前主蒸汽温度1与机组负荷变化曲线；图 12：修改后主蒸汽温度 1 和机组负荷的变化曲线；图13：改造前主蒸汽温度2与机组负荷变化曲线；图14：修改后主蒸汽温度2与机组负荷变化曲线；图15：改造前调整阶段后温度与机组负荷的变化曲线；图16：改造后调整阶段后温度与机组负荷的变化曲线；图17：变形前1#瓷砖1-1测点瓷砖温度变化曲线；图18：改造前1#瓷砖1-2测点的瓷砖温度变化曲线；图19：变形前2#瓷砖1-1测点的瓷砖温度变化曲线；图20：改造前2#瓷砖1-2测点的瓷砖温度变化曲线；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23：2#瓷砖变形后测点1-1瓷砖温度变化曲线；图24：2#瓷砖变形后1-2测点瓷砖温度变化曲线；图 25：单阀和多阀改造后蒸汽消耗率对比；图26：修改后实验中单多阀主汽压力对比图；图27：修改后实验中单多阀调节级压力对比图；图28：修改后实验中单多阀主蒸汽温度1的对比图；