張小力

摘要：現在大部分機組都帶有閥門管理功能，實現機組能夠安全順利由單閥、順閥轉換，保證機組的安全啟動與經濟運行。

關鍵詞：汽輪機；單閥；順閥

1 機組配汽方式應用

現代電廠為提高機組負荷運行的經濟性和提高機組的負荷響應性，大部分機組實行復合滑壓運行模式，同時采用了閥門管理功能。閥門管理功能即根據運行工況的需要，使汽輪機的控制閥按設計好的運行模式運行，即單閥運行方式或順序閥運行方式。運行中兩種方式可相互無擾切換，利于提高汽輪機的調節(jié)性能和對各種運行方式的適應性，加強熱應力控制，延長機組的使用壽命和運行可靠性。我公司機組的閥門管理功能即通過單閥與順序閥控制方式的切換，保證機組的安全、經濟運行。

2 機組配汽方式分類

2.1 順序閥控制

機組在順序閥控制即噴嘴調節(jié)方式，是指進入汽輪機的蒸汽都經過幾個依次開啟或關閉的調節(jié)汽門再通往第一級，為部分進汽。順閥方式，在機組中低負荷運行時，具有較高的熱經濟性，是一種較有效的調節(jié)方式，但隨著負荷的變化，第一級蒸汽溫度變化很大，因此需要較長時間來完成負荷的變化。

2.2 單閥控制

機組在單閥控制即節(jié)流調節(jié)方式，是指進入汽輪機的蒸汽都經過一個或幾個同時開啟或同時關閉的節(jié)流調節(jié)汽門后，進入第一級噴嘴，為全周進汽。采用單閥方式能夠加快機組的熱膨脹，減小熱應力，延長機組壽命；額定參數下變負荷運行時，此種單閥控制調節(jié)方式，在變工況時，第一級蒸汽溫度變化較小，可允許較大的負荷變動率。

3 本廠機組閥門管理實際運行狀況

我公司為機組為超高壓、一次中間再熱、沖動式、雙缸雙排汽、工業(yè)采暖、單抽汽供熱凝汽式汽輪機，機組型號C135/N150-13.24/（0.981）/0.4/535/535/。機組在2009年正式投入運行，2010年11月由單閥切換為順序閥運行。

3.1 機組切換實際過程

2#機組于11月10日11：26單閥切順閥運行，負荷100MW，壓力8.4Mpa，機組由100.5MW降到92.7MW。

1#機組11月18日9：31單閥切順閥運行，負荷133.5MW，主汽壓力10.7Mpa，機組負荷133.5降到126.2MW。

運行過程中1、2、3# 高調最大95%，4#高調最大開度70%；1、2#高調門在63%時，3#高調門開啟；1、2#高調門在84%時，3#高調門47%，4#高調門開啟。

緩解了調門波動問題：單閥時高調門在閥位32-36%擺動劇烈，負荷波動3-5MW。切順閥后，3#高調門在31-34%擺動幅度15%；4#高調門在閥位21-24%擺動幅度13%，負荷波動1MW，1、2#高調門沒有出現擺動。

3.2 閥門切換對機組的影響

3.2.1 汽耗率影響：機組負荷85MW，主汽壓力10.5Mpa時主汽流量由260t/h減至243t/h。負荷100MW，主汽壓力10.0Mpa，主汽流量302t/h。切順閥后，主汽流量290t/h。負荷135MW，主汽壓力13.1Mpa時主汽流量由398t/h減至383t/h，詳見表1。

3.2.2 快速調負荷影響：機組減負荷，由135MW，11.7Mpa，主汽流量396t/h，此時調節(jié)級溫度498℃，降負荷至85MW， 主汽流量239t/h，主汽壓力11.4Mpa，調節(jié)級溫度460℃。降負荷調節(jié)級溫度下降了48℃，升降負荷應該控制好，主汽壓力平滑下降，不要突升突降，以免給調節(jié)級帶來應力損壞，機組順閥運行不適合負荷較短時間較大變化。

對缸體溫度的影響：在負荷135MW的情況下，切順閥前后，調節(jié)級溫度有所下降，高壓缸上下缸溫度有所下降，高排溫度同時也有所下降。同樣負荷135MW同樣主汽壓力13.14Mpa調節(jié)級壓力8.63-8.46Mpa，調節(jié)級后溫度494-471℃，上下缸溫度507/511℃-499/504℃，上下缸溫差由4-5℃，切順閥前后高排壓力2.38-2.32Mpa，溫度328-311℃。

對機組膨脹的影響：負荷135MW高壓缸脹差有所減小1.4mm-0.90mm。絕對膨脹由原來的18.06降到17.6mm，低壓缸脹差4.27mm降到3.61mm。軸位移-0.21降到-0.22mm。

對各級抽汽的影響：各級抽汽壓力、溫度均有下降。一段抽汽壓力3.36-3.26Mpa，溫度375-325℃，二段抽汽壓力2.36-2.30Mpa，溫度318-306℃，三段抽汽壓力0.57-0.56Mpa，溫度369-359℃。

3.3 機組正常運行時，單閥、順閥切換總結

改順閥后由于噴嘴調節(jié)減少了節(jié)流損失，主蒸汽流量減少，主蒸汽流量減少的同時也對轉子和缸體都起到冷卻的作用，對轉子的影響較大，尤其是調節(jié)級部分，導致各個脹差的減小。調節(jié)節(jié)后溫度、壓力下降，調節(jié)級做功多了，一段抽汽、二抽抽汽、高排壓力溫度變化說明高壓缸做功能力增強。在主汽壓力較低，調門全開時基本與單閥情況一樣，必須在較高壓力情況下，順閥才有效果。高負荷定壓運行，低負荷滑壓運行，變負荷應緩慢改變壓力，防止調節(jié)級溫度短時間劇烈變化。鍋爐應控制好主蒸汽溫度主汽壓力，避免主蒸汽溫度和壓力變化使調節(jié)級和轉子產生交變應力，損害汽輪機汽缸、調節(jié)級和轉子。同時好再熱蒸汽溫度，以免影響低壓缸效率，末級蒸汽溫度較低對低壓缸末級葉片水蝕增加。

4 總束語

根據這幾年機組運行實踐，總結汽輪機配汽方式運行如下：

4.1 機組啟動沖轉與最小負荷階段

在機組冷態(tài)啟動時，汽輪機從沖轉、升速、并網及低負荷暖機時，采用單閥控制，通過全部調節(jié)閥和噴嘴室供汽，達到全周進汽目的，這樣使汽輪機高壓通流部件得到均勻地加熱。負荷至80MW以上，調節(jié)級溫度達400℃以上時，可由單閥切換順序閥運行，此時應嚴格控制負荷變動率。

4.2 負荷變化時階段

在負荷變化期間，假如負荷迅速地變化或負荷值頻繁地變更時，為了使汽輪機通流部分蒸汽溫度變化較小，借以減少熱應力，應當采用單閥調節(jié)方式。如果長期在低于額定負荷運行時，應當選用順閥調節(jié)方式，以獲得較高的熱效率。

4.3 加負荷階段

如果機組在單閥下運行，要求以盡可能快的速度增負荷，并在效率較高的噴嘴調節(jié)方式下維持較高負荷運行。應在負荷達到較高水平后立即進行閥切換，以保證轉子內部溫度變化最小。

4.4 減負荷階段

如果機組在單閥下運行，要求以盡可能快的速度減負荷至一定數值，并保持低負荷運行較長的時間。應在低負荷運行一段時間后待第一級蒸汽及金屬溫度都達到穩(wěn)定狀態(tài)后進行閥切換，以減少轉子內外溫差。

4.5 停機階段

使用單閥下停機，能在允許高壓轉子熱應力情況下，快速降負荷，使汽輪機第一級區(qū)域內金屬溫度均勻降低，這種情況適用于臨時停機不用揭缸的情況。采用順閥停機，使機組第一級區(qū)域內金屬溫度降低至較低水平，停機后可縮短盤車時間。