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1、汽轮机调门重叠度的优化和调节1 汽机调门重叠度简介1.1 定义：采用喷嘴调节时，多种调节汽门依次启动，在前一种调门尚未全开时，后一调门便提前打开。目前一种调门所有打时，下一调门提前启动的量称为阀门的重叠度。1.2 目的：设立重叠度的目的是为了使汽机控制指令与蒸汽流量成线性关系，保证机组良好的调节特性，有助于机组滑参数运营。1.3 作用：a）影响调节特性：多种调门依次启动，若后阀在前阀所有启动后才启动，那么根据单个阀门的特性可以推断出多种阀门的升程与流量的关系呈波形曲线，显然这是不符合调节系统静态特性曲线的，为了使配汽机构特性曲线比较平滑，一定要设立重叠度。b）影响机组的经济性：重叠度过大，即前
2、一阀门开度较小时，后一阀门就已启动，会加大节流作用，此时节流损失变大，对机组的经济性影响也最大。重叠度较小或无重叠度时，节流损失最小，能提高机组经济性，但影响调节特性。1.4 特性：下面图1和图2分别为单阀和多阀联合的升程流量特性：阐明：a）图1为典型的单阀升程流量特性曲线，对于单一调门，这种特性曲线是一定的，可以通过实验措施得出。b）从图1我们可以看出在阀门开度50左右，浮现拐点，特性逐渐开始呈非线性。c）从图1可以得出阀门的有效升程，数值在70左右，此后阀门再开大，流量增长较少。阐明：a）多种阀门的联合特性就只取决于阀门启动的重叠度。b）图2中的曲线选择的重叠度过小，即前一阀开度很大后才开
3、后一阀，系统在调节时会生产较大的波动，在后一阀门将启动时，会发生调门大幅窜动的状况。c）图2中的曲线选择了合理的重叠度，阀门联合升程流量特性波动小，系统调节性能基本呈线性，稳定性最佳。d）图2中的曲线选择的重叠度过大，除前面所讨论的会使经济性下降外，还会破坏升程流量特性的线性度，会使两个阀门重叠部分的流量增长过快，产生局部不等率变动，当汽机在该功率下运营时，有也许浮现晃动。2 注重调门升程流量特性的变化阀门重叠度有两种表述：行程重叠度和压力重叠度。行程重叠度：H 1H1 / Hmax式中H1为后阀开始启动时的前阀行程，Hmax为前阀全开行程。压力重叠度：p 1P1 / Pmax式中Pmax 和
4、P1为后阀开始启动时，前阀的前、后压力。行程重叠度只有几何意义，没有热力学意义，压力重叠度才是决定调门调节特性的核心参数，一般此前一阀门开至前、后压力比P1/Pmax=0.850.90时，后一阀启动较为合适。然而，在DEH调节系统中，只能对行程重叠度进行设定，不计算压力重叠度。此外，压力重叠度是会变化的，在机组大修时，由于阀门进行过行程调节和密封面的研磨，阀门各部件由于损坏而更换等状况，特性曲线会产生意想不到的偏差。单个阀门升程流量特性发生变化，此时若行程重叠度设定不变，会使调门调节特性变化，会直接影响汽机的经济性和调节特性。因此，应当定期的对调门的升程流量特性进行测定，对压力重叠度进行标定，
5、保证机组调节特性满足稳定高效的规定。3 对调门重叠度调节最佳重叠度拟定的原则是应考虑在调节系统容许的范畴内，尽量减小重叠度。下图为华能南通电厂#3机组汽轮机在部分进汽时流量指令与各调门开度的曲线：从图中可见，机组各调门启动时的参数，重叠度设定为：#2调门是在#1调门启动70时启动，#3调门是在#2调门启动60时启动，#4调门是在#3调门启动50时启动。对比国内大部分机组，普遍觉得后一阀门在前一阀门启动60时开始启动，这一重叠度设立是较为合理的。汽机四个调门相应的喷嘴弧段是相似的，升程流量特性也基本是同样的，#4调门的重叠度设立明显偏大。从前面的分析我们懂得，重叠度过大是不利的，虽然在以往的运营
6、中，系统稳定性没有浮现过明显问题，没有发生明显的局部变动率过大现象，但经济性肯定值得商榷。机组在额定参数下带额定负荷时机组效率最高，此时若#4调门不开，则汽机效率也是最高。通过记录和观测发现，#3机组大修后，此工况下#4调门是有开度的，并且开度很小，在3左右，同步#3调门开度基本上在55左右。可以说，汽机在高负荷时没有达到效率最高点，#3调门的有效升程没有完全发挥，#4调门的节流作用就发生了，这对汽机经济性的影响是显而易见的。建议修改#4调门的重叠度设定为在#3调门启动60后启动，从理论上讲是可以明显提高汽机在高负荷段的效率的。修改后，可以使机组在额定参数下带满负荷时#4调门不启动，汽机效率就有了最高点。调节后对机组的经济性的影响，要通过具体热力实验进行计算分析，在不变化热力系统的状况下，在推荐和容许值以内，通过简朴的控制参数修改就能产生较大的经济效益，这项工作还是值得做的。4 结论：a）机组大修后应注重汽机调门升程流量特性的标定，改善机组调节特性，使机组阀位指令与负荷关系更接近设计点，并呈线性关系，有助于机组运营调节的稳定性，并使机组一次调频性能得以改善。b）对#3机组大修后合适修改机组调门重叠度的设定，将#4调门的重叠度设定为在#3调门启动60时开始启动，以使机组在额定工况下#4调门不启动，通过热力实验对改善进行验证和分析，以提高机组高负荷段的热经济性。 郭丁伟 推荐
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