肖 平

（皖能合肥發(fā)電有限公司，安徽 合肥 230041）

一、單閥與順序閥的區(qū)別

1 所謂單閥控制方式，即所有進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽都經(jīng)過幾個(gè)同時(shí)啟閉的調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入第一級噴嘴，也稱節(jié)流配汽方式?？梢姽?jié)流配汽主要是通過減少蒸汽流量來降低負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷越低，節(jié)流損失越大，機(jī)組效率也就越低。因此，節(jié)流配汽方式的應(yīng)用范圍不太廣泛，一般用于小功率機(jī)組和帶基本負(fù)荷的機(jī)組。高參數(shù)、大容量機(jī)組在啟動初期為使進(jìn)汽部分的溫度分布均勻，在負(fù)荷突變時(shí)不致引起過大的熱應(yīng)力和熱變形，也經(jīng)常使用節(jié)流配汽方式。

2 所謂順序閥控制方式，即蒸汽經(jīng)過幾個(gè)依次啟閉的調(diào)節(jié)閥后再通向第一級噴嘴，也稱噴嘴配汽方式。這種配汽方式在運(yùn)行當(dāng)中只有一個(gè)調(diào)節(jié)閥處于部分開啟狀態(tài)，而其余的調(diào)節(jié)閥均處于全開（或全關(guān)）狀態(tài)，蒸汽只在部分開啟的調(diào)節(jié)閥中受到節(jié)流作用，因此，在部分負(fù)荷時(shí)噴嘴配汽方式比節(jié)流配汽方式效率高，所以被廣泛應(yīng)用。

二、實(shí)際運(yùn)行方式及其問題

1 皖能合肥發(fā)電有限公司#6機(jī)組是上海汽輪機(jī)廠第一臺600MW超臨界中間再熱、抽汽凝汽式汽輪機(jī)，銘牌參數(shù)為C600-24.2/1.1/566/566，#1～#4高調(diào)門的噴嘴數(shù)分別是26、27、27和26。其中#1高調(diào)門后的蒸汽進(jìn)入高壓缸左下方，#2高調(diào)門后的蒸汽進(jìn)入高壓缸右下方，#3高調(diào)門后的蒸汽進(jìn)入高壓缸左上方，#4高調(diào)門后的蒸汽進(jìn)入高壓缸右上方。其單閥運(yùn)行方式為4個(gè)高壓調(diào)門同時(shí)開啟或關(guān)閉，開度相同。按照廠家說明書的要求，機(jī)組在新投產(chǎn)半年內(nèi)必須為單閥運(yùn)行方式，主要原因是單閥運(yùn)行時(shí)，各個(gè)負(fù)荷段高壓缸均為全周進(jìn)汽，使汽缸加熱均勻，不會產(chǎn)生彎曲變形，負(fù)荷變化時(shí)，第一級的功率變化較為緩和，動葉在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也處于較高的溫度范圍，這使得動葉和轉(zhuǎn)子接合面之間能更好的達(dá)到配合，機(jī)械性負(fù)載的分布更加均勻。

2 汽輪機(jī)在單閥方式運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子受力基本平穩(wěn)，但從單閥方式切換到順序閥方式后，在同樣的負(fù)荷下，汽輪機(jī)各高壓調(diào)節(jié)汽門的開度會發(fā)生很大變化，從而引起汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級前后高壓蒸汽流動狀態(tài)的變化，這將直接導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，尤其是高壓轉(zhuǎn)子受力發(fā)生很大的變化，這一變化會反映在軸承金屬溫度、振動與軸向位移的變化上，變化劇烈時(shí)會給汽輪機(jī)的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。

表一

表二

3 皖能合肥發(fā)電有限公司#6機(jī)組在運(yùn)行了半年后，開始由單閥切換為順序閥方式運(yùn)行，原先設(shè)計(jì)的閥序是#3和#4高調(diào)門先開，#1高調(diào)門再開，#2高調(diào)門最后開。

三、典型工況下的運(yùn)行參數(shù)分析

1 #6機(jī)組在順序閥方式下的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)（如表一與表二）

2 根據(jù)典型工況下順序閥方式的運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)#2高調(diào)門已全關(guān)，#1高調(diào)門開度在10%時(shí)，#1軸X向振動已大幅超過正常運(yùn)行中的允許值127um，#2軸承溫度2也已接近正常運(yùn)行的極限值95℃，對機(jī)組的安全運(yùn)行造成威脅。

3 為了防止軸承振動過大，在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)，嘗試降低主汽壓力，從而使得主蒸汽流量和高調(diào)門開度增加，從實(shí)際情況看，確實(shí)能有效緩解軸承振動情況，但如此一來，便犧牲了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，并非一個(gè)兩全齊美的解決方案。

四、改變閥序的可行性研究

1 根據(jù)高壓缸配汽方式圖，當(dāng)#3、#4高調(diào)門全開，而#2高調(diào)門全關(guān)、#1高調(diào)門接近全關(guān)時(shí)，對于高壓缸調(diào)節(jié)級而言，其下半部分基本不進(jìn)汽，所有蒸汽都從上半部分進(jìn)入汽缸。在這種配汽方式下，汽流除產(chǎn)生推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的扭矩外，在部分負(fù)荷下還將產(chǎn)生很大的附加橫向汽流力，這個(gè)力在#3、#4高調(diào)門全開，而#1、#2高調(diào)門未開啟或開度很小時(shí)達(dá)到最大，因此高壓轉(zhuǎn)子上所受到的力除轉(zhuǎn)子自身的重力以外，還增加了由于部分進(jìn)汽引起的橫向力，轉(zhuǎn)子在這一合力的作用下，軸心位置必然發(fā)生偏移，導(dǎo)致軸在軸承中的間隙發(fā)生了很大的變化，進(jìn)而導(dǎo)致軸承振動和溫度的異常升高。

表三

表四

表五

表六

2 隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，配汽剩余汽流力產(chǎn)生的傾覆力矩還會導(dǎo)致軸向推力發(fā)生變化，軸向位移增加，同時(shí)推力瓦的各個(gè)瓦塊進(jìn)油油楔面積減小，推力瓦溫上升。

3 為了保證機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，必然還是要采取順序閥的運(yùn)行方式，那么就必須尋求新的配汽方式，以消除或降低調(diào)節(jié)級部分進(jìn)汽時(shí)引起的汽流力?？紤]到#1～#4高調(diào)門的噴嘴數(shù)比較接近，是否可以采取對角進(jìn)汽的方式，例如先開#1和#4高調(diào)門，或先開#2和#3高調(diào)門。但與廠家溝通時(shí)得到的確是否定的答案，原因是對角進(jìn)汽會導(dǎo)致調(diào)節(jié)級葉片所承受的激振力頻率和應(yīng)力大幅上升。

4 嘗試調(diào)換#1與#2高調(diào)門的閥序，即#1高調(diào)門最后開啟，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比，發(fā)現(xiàn)和之前沒有太大的區(qū)別，軸承振動和溫度依然較高。

5 嘗試將#1與#3高調(diào)門對換，#2與#4高調(diào)門對換，實(shí)現(xiàn)與原先完全相反的配汽方式。

五、閥序改變后的運(yùn)行參數(shù)對比

1 相同負(fù)荷下的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)（如表三與表四）

2 閥序改變前后的相關(guān)參數(shù)對比（如表五與表六）

3 從閥序更改前后的數(shù)據(jù)來看，在相同的機(jī)組負(fù)荷，相近的主汽壓力、主汽流量和調(diào)門開度下，#1軸承溫度1最大上升了11.8%，#1軸承溫度2最大下降了31.2%，達(dá)到25.5℃，#2軸承溫度1最大上升了5.7%，#2軸承溫度2最大下降了28.5%，達(dá)到26.9℃，#1軸X向振動最大下降了39.4%，已經(jīng)低于正常運(yùn)行允許值127um，#1軸Y向振動最大上升了31.9%，上升幅度雖然看似很大，但實(shí)際振動最大值為107.7um，尚在允許范圍內(nèi)。而#2軸X向振動最大上升了35.9%，#2軸Y向振動最大下降了38.3%，鑒于#2軸振動最大值也未超過32um，因此對機(jī)組安全運(yùn)行沒有太大的影響。

六、結(jié)論

1 各軸承溫度下降的幅度遠(yuǎn)大于上升的幅度，軸承運(yùn)行的安全性得以提高。

2 由于配汽方式發(fā)生了相反的變化，原先因部分進(jìn)汽引起的橫向力并沒有消失，而是改變了方向，從#1、#2軸的振動數(shù)據(jù)就可以看出，上升和下降的幅度比較接近，但考慮到新的配汽方式下，各軸振均在允許范圍內(nèi)，沒有之前的超限情況，再結(jié)合軸承溫度的下降情況，效果還是顯著的。

3 對高壓缸差脹、軸向位移等影響機(jī)組安全的運(yùn)行的參數(shù)對比分析，發(fā)現(xiàn)前后的變化并不大，因此可以認(rèn)為新的配汽方式并沒有對機(jī)組安全運(yùn)行造成影響。

4 對汽機(jī)效率、汽機(jī)熱耗率和發(fā)電煤耗等影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的參數(shù)對比分析，發(fā)現(xiàn)前后的變化也不大，說明新的配汽方式并沒有降低機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

5 下一步將對調(diào)門的流量特性曲線進(jìn)行比對，嘗試微調(diào)高調(diào)門的重疊度和整個(gè)汽輪機(jī)的流量特性曲線，檢查整個(gè)軸系的振動能否繼續(xù)下降。

[1]王文群，祝海義，鞠鳳鳴.超超臨界600MW汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性.

[2]郭瑞，楊建剛.汽輪機(jī)進(jìn)汽方式對調(diào)節(jié)級葉頂間隙蒸汽激振.