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摘要：混合配汽方式自上世纪90年代引入我国后，距今已有二十多年，原设计方案适合满负荷运行，却不适合当前机组调峰较多的情况。混合配汽方式在部分负荷下高压调节阀节流损失大，经济性不高。目前我国主力机组大多参与调峰运行，大多数时间处于部分负荷运行状态，出于节能降耗的目的，该配汽方式需要优化设计。基于此，本文对汽轮机配汽方式优化及改造进行分析。
关键词：汽轮机；配气方式；优化改造
目前大型汽轮发电机组的配汽方式主要有节流配汽（也称单阀配汽）、喷嘴配汽（也称顺序阀配汽）和混合配汽（也称复合配汽）3种。东方汽轮机厂引进日立技术生产的机组采用混合配汽方式。所谓混合配汽，即在低负荷下采用节流配汽，随着负荷的升高，节流配汽逐渐向喷嘴配汽过渡，在高负荷时，采用喷嘴配汽。混合配汽在低负荷下使所有调节阀均匀进汽，保证汽轮机在缸体温较低时全周进汽，减小热应力；在高负荷下采用喷嘴配汽，可以保证调节阀的节流损失较小，提高机组经济性。混合配汽兼顾了节流配汽的安全性和喷嘴配汽的经济性，尤其适合带基本负荷的机组，在额定功率下运行具有较高的经济性。
1工程概述
某燃煤发电厂机组容量为2x600MW，汽轮机为东方汽轮机厂生产的亚临界、一次中间再热、单轴三缸四排汽、凝汽式汽轮机。汽轮机原设计的配汽方式为引进日立的全电调控制的复合配汽方式，调节阀采用多阀系统，各阀严格按照预定的程序执行启闭，升程关系固定。复合配汽方式在机组启动和较低负荷时，汽轮机采用节流配汽方式运行，此时四个调节阀同时开启，机组在此方式下运行能够加快机组热膨胀，减小热应力，缩短机组启动时间，延长机组寿命；带一定负荷后，关小或关闭部分阀门，转为喷嘴配汽方式运行。采用复合配汽方式汽轮机在90%-100%额定负荷下的效率较高，为减少节流损失，汽轮机在40%-90%额定负荷时采用滑参数运行，即基本保持阀门开度不变，靠改变进汽压力来调整负荷，但四个高压调节阀均处于节流状态，节流损失较大。而所谓的顺序阀配汽方式则是所有调节阀按照一定的次序逐个开启或关闭，在一个或两个调节阀完全开启之前，另外的调节阀保持关闭状态（调门间有一定的重叠度），蒸汽以部分进汽的方式通过调节阀和喷嘴室。由于电力市场的变化，该厂两台机组常年在60%-70%额定负荷区间运行，为了改善机组部分负荷的经济性，有必要对原复合配汽方式进行优化改造设计来减小节流损失，以达到提高机组在部分负荷运行经济性的目的。
该厂汽轮机调节级四个喷嘴组为非均匀布置，CV1、CV2、CV3、CV4阀门分别对应57、35、35、57只喷嘴，调节级喷嘴组布置如图1所示。图2所示为该厂原复合配汽曲线，由配汽曲线图可知，机组在部分负荷运行时，4个调节阀均有一定开度，全部处于节流状态，节流损失较大。
2配汽优化方案选择
针对目前这种状况，该厂经多方研究决定采用东方汽轮机厂提出的配汽方案。东汽厂新的配汽优化方式采用2套阀门函数，即保留原有日立公司设计的复合阀门控制函数，该函数用于汽轮机启动及带初始负荷时使用，另外1套控制函数则为全新的顺序阀函数，即在机组负荷达到360MW以上时可切换至顺序阀。顺序阀函数的阀门开启顺序为：CV1（大调节阀）、CV3小调节阀）—CV2（小调节阀）—CV4（大调节阀）。
3配汽优化试验
选取该厂2#汽轮机进行配汽优化试验。试验的思路为：负荷一定的情况下，在原复合配汽方式进行一次试验，再通过改变配汽方式（复合配汽改顺序阀配汽）进行一系列试验，并分别计算各试验工况下的汽轮机热耗，热耗最低工况对应的阀位为最佳阀位，此时的主汽压力为最优主汽压力。然后在不同的负荷下重复上述过程，即能得到汽机在部分负荷运行时的最优滑压压力。
4配汽方式优化逻辑说明
顺序阀和复合配汽（原设计）方式能互相切换，由运行人员操作，在DEH操作员站画面中增加有操作按钮，并有切换状态的监视。
配汽方式由复合配汽切换至顺序阀方式的负荷限制为60%-90%额定负荷。
两种配汽方式的切换时间设定为40min。切换过程中，如出现振动偏大或轴承温度偏高等情况，可暂停切换过程，在DEH操作员站上操作“切换暂停”按钮，待正常后再切除暂停按钮继续进行切换。若不能消除振动继续偏大等状况，则允许回切，重新选择原来的配汽方式。
机组启动必须采用复合配汽方式。
新旧配汽方式的切换由运行人员操作完成，投入顺序配汽方式需要满足以下条件：60%（额定）＜发电机功率＜90%（额定）；阀门未进行试验；机组处于挂闸、并网状态；机组未处于两阀全开、两阀全关、且主汽压力过大（正常范围）的情况；（此类极端工况，可能造成轴系振动大，瓦温高）。
当达到以下条件时，机组将切回原复合配汽方式运行：发电机功率＜40%（额定）；机组解列或掉闸时；机组出现两阀全开、两阀全关、且主汽压力过大（正常范围）的情况。
当以下条件满足时，机组配汽方式的切换将立刻完成：机组解列或掉闸时；机组在高调门全开或全关（通过高调总流量判断）时。
5配汽方式切换注意事项
机组启动必须在原复合配汽模式下进行，切换时必须达到切换条件后才可以进行。机组由复合配汽方式切换至顺序阀配汽方式在360-540MW负荷间进行，配汽方式切换前，应检查机组运行稳定，各参数正常方可切换。配汽方式切换过程中，严密监视1、2号轴瓦温度不超过95℃，一旦达到95℃应及时降低主蒸汽压力，使2号高调门开大后观察1、2号轴瓦温度降低至95℃以下；机组配汽方式切换过程中，应严密监视机组振动变化情况，轴承振动达到125微米时应立即停止切换，将配汽方式切换回原配汽方式运行。高压调节阀全行程活动试验应在原复合配汽方式下进行，防止机组负荷大幅波动。
结束语：
通过从多方面对两种配汽方式进行比较可知，该厂2#机组各工况在顺序阀配汽方式下运行未对机组安全性能指标造成任何影响，且各个负荷点的平均经济收益为35.7kj•kW－1•h－1，通过进行配汽优化，减小了高压调节阀节流损失，达到节能降耗的目标，为电厂降本增效带来了较大经济效益。
参考文献：
[1]吴华强，张彩，董益华，何新有，张宝.东汽600MW亚临界汽轮机配汽方式改造[J].电力科学与工程，2013，29(08):73-78.
[2]肖锋.1000MW超超临界汽轮机配汽方式优化[J].广东电力，2013，26(08):94-98.
[3]李勇，单丽清，卢丽坤.某600MW汽轮机配汽方式优化方法研究[J].汽轮机技术，2013，55(03):205-207+194.