江蘇射陽港發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱公司)1～4號機組為137.5mw，鍋爐采用超高壓、中間再熱、435t/h單汽包自然循環(huán)固態(tài)排渣煤粉爐，汽淪機采用超高壓、中間再熱、單軸雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機，采用分散控制系統(tǒng)(dcs)和汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)(deh)系統(tǒng)。在2005年第4季度發(fā)電考核統(tǒng)計中，共有4臺次自動發(fā)電控制(agc)測試時升負(fù)荷速率不足。相關(guān)歷史數(shù)據(jù)調(diào)查表明，4次agc測試范圍均為92～135mw，運行方式為鍋爐定壓運行、汽輪機順閥運行、爐跟機協(xié)調(diào)(bf)。當(dāng)機組負(fù)荷為92mw時，其機前主蒸汽壓力的設(shè)定值和時值均在9mpa左右，隨著測試指令的不斷上揚，汽輪機調(diào)門緩慢開啟，機組負(fù)荷也不斷跟進(jìn)，到115mw時4個高壓調(diào)節(jié)閥門(gv1～gv4)基本全部開足，負(fù)荷也無法進(jìn)一步增加。同樣，agc測試指令由于實時負(fù)荷的偏差停止變化，zui終測試結(jié)果小于規(guī)定的2%mcr/min。升速率不足的根本原因是負(fù)荷動態(tài)化到1l5mw時，壓力設(shè)定值未及時跟進(jìn)而仍為9mpa，在目前機前壓力由人工設(shè)定的情況下，這種現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，必須對機前主蒸汽壓力設(shè)定的原則和試驗出壓力設(shè)定的*范圍進(jìn)行分析，為改進(jìn)原人工設(shè)定的方法提供依據(jù)。
一、機前主蒸汽壓力設(shè)定值應(yīng)遵循的原則
1.1提高汽輪機效率以保持經(jīng)濟(jì)性
公司汽輪機采用噴嘴調(diào)節(jié)，新蒸汽經(jīng)過2個高壓自動主汽門、4個高壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)入高壓缸，蒸汽不僅在噴嘴中，而且在動葉片中也有很大的膨脹加速，蒸汽流出葉片時給葉片一反作用力，葉片在此作用下做功，屬于反動式汽輪機。當(dāng)新蒸汽溫度和排汽壓力不變而新蒸汽壓力升高時，汽輪機的總焓降將增加，若維持機組總出力不變，則所需要的蒸汽流量將減少[1]。
根據(jù)汽輪機機效計算的一般規(guī)則，在汽輪機焓降增加時汽輪機的效率也會隨之增加，因此在機組負(fù)荷為80%以上時主蒸汽壓力增加將有利于提高機組的經(jīng)濟(jì)性。
但是，主蒸汽壓力過高時對于汽輪機調(diào)門來說節(jié)流損失會進(jìn)一步加大，同時作為汽包爐主蒸汽壓力升高后給水泵的電耗也隨之增加，因此要充分考慮到主蒸汽壓力較高所帶來的不利因素。
1.2保持機組安全性原則
采用噴嘴調(diào)節(jié)的機組如果維持較高的新蒸汽壓力，在第1個調(diào)節(jié)閥全開而第2個調(diào)節(jié)閥未開時，調(diào)節(jié)級級前與級后壓差zui大，此時調(diào)節(jié)級的焓降為zui大;當(dāng)?shù)?個調(diào)節(jié)閥開啟后，調(diào)節(jié)級級前壓力不變，而級后壓力升高焓降反而減少。因此，當(dāng)新蒸汽壓力較高而第1個調(diào)節(jié)閥全開第2個調(diào)節(jié)閥未開時，會使調(diào)節(jié)級焓降及動葉片應(yīng)力增大，是運行規(guī)程中應(yīng)避免的一種工況。同時，由于汽輪機的進(jìn)汽口一般分布為幾個連續(xù)的圓周弧段，第1調(diào)節(jié)閥和第2調(diào)節(jié)閥為對稱布置，如果第1調(diào)節(jié)閥和第2調(diào)節(jié)閥進(jìn)汽量相差較大時，高壓蒸汽通過不同弧段的進(jìn)汽會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生徑向作用力，該力可改變轉(zhuǎn)子相對于軸承和缸體的徑向位置，可能造成轉(zhuǎn)子偏心過大、軸承穩(wěn)定性降低、過流激振等后果。
因此，正常運行情況下機前主蒸汽壓力不能設(shè)定過高，應(yīng)盡量使第1個調(diào)節(jié)閥和第2個調(diào)節(jié)閥全開，以保證動葉片應(yīng)力不致太大;機前主蒸汽壓力也不能設(shè)定過低，在設(shè)定過低的情況下汽輪機總焓降減少，新蒸汽流量將增大，會引起末幾級葉片的過負(fù)荷。
二、機前主蒸汽壓力設(shè)定值的試驗和分析
結(jié)合機前主蒸汽壓力設(shè)定的原則，在順閥運行方式下，如果主要依靠gv3的變化來調(diào)整機組負(fù)荷，將基本上保證機組運行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，但還應(yīng)考慮到agc對機組調(diào)節(jié)性能的要求。
通過不同負(fù)荷段試驗，得出gv3剛關(guān)閉時的機前壓力和gv3基本全開足時的機前壓力，見表1。
根據(jù)表1中數(shù)據(jù)，機組負(fù)荷在85mw時壓力設(shè)在11.0mpa左右，則閥門gv2會全開，gv3剛好開啟，因此機組負(fù)荷在85mw時壓力定值不宜超過11.0mpa?？紤]到此時如果agc按3mw/min進(jìn)行升負(fù)荷，結(jié)合主蒸汽壓力改變后實際壓力響應(yīng)時間5min計算，5min后負(fù)荷應(yīng)該能夠響應(yīng)到100mw,負(fù)荷在100mw時gv3全開需要機前主蒸汽壓力應(yīng)為9.3mpa，因此機組負(fù)荷在85mw時壓力設(shè)定應(yīng)控制在9.3～11.0mpa。依據(jù)此方法，結(jié)合運行有關(guān)115mw以上需定壓13mpa的規(guī)定，得出機前主蒸汽壓力設(shè)定參考值，見表2。
三、機前壓力定值設(shè)定方法的改進(jìn)
機前主蒸汽壓力的設(shè)定參考值，滿足了機組經(jīng)濟(jì)性、安全性的要求，同時也兼顧了agc對機組調(diào)節(jié)性能的要求，但是其設(shè)定手段是人工的，需要不同的負(fù)荷段輸入不同的壓力定值，在其他設(shè)備操作繁忙時容易忽略對壓力定值的及時修正。因此，如果能夠?qū)毫υO(shè)定做成自動曲線形式，就可以有效地保證機組運行在經(jīng)濟(jì)、安全的參數(shù)范圍內(nèi)。
在dcs畫面中，設(shè)立一自動設(shè)定/人工設(shè)定切換開關(guān)(如圖1所示)，機組工況變化而不允許進(jìn)行自動壓力定值時，切除自動設(shè)定功能，由人工進(jìn)行壓力定值設(shè)定。如果投上自動設(shè)定功能，運行人員通過dcs畫面中的預(yù)先設(shè)定，輸入機前主蒸汽壓力調(diào)節(jié)的設(shè)定值，并顯示出所設(shè)定的數(shù)值。
四、結(jié)束語
通過壓力自動設(shè)定后，正常情況下在機組負(fù)荷為85～115mw時依據(jù)事先設(shè)定好的壓力定值運行，避免了由于壓力設(shè)定不足而影響機組帶負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能。但是，本文僅僅根據(jù)機前主蒸汽壓力設(shè)定的原則，試驗出壓力設(shè)定的*范圍，真正要做到機組的*壓力定值運行，需要通過更多的理論計算和實踐，因為同樣機組出力不僅受主蒸汽參數(shù)的影響，還要受機組真空度等因素的制約。