600 MW汽轮机喷嘴配汽方式下阀门重叠度影响的研究

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喷嘴配汽方式600MW汽轮机组运行优化研究

近年来，满足持续增长的全国电力需求总量，批为大６００ＭＷ及以上机组投入运行，渐在电网中承担主力机组。逐大多数已投运的６０Ｗ汽轮机组常年运行在４００Ｍ０ＭＷ～５００ＭＷ负荷区间，建机组也提出参与调峰的要求。机组新
步提高机组在低负荷运行时的经济性，进行定滑压运行优化
试验。
者和制造商都进行了大量的研究工作，并且提出了众多运行
优化方案，为合理地解决了运行优化问题。但以往的大多较
数研究往往只着眼于经济性而忽略了安全性。对于国内采用喷嘴配汽 “ 阀” 行方式的机组，其是超临界、超临顺运尤超
ＡｂｔａｔＡｐｒｔｎｍｄｉｌｃｎｉｒｇｈａｅｐｉｔｎｐｒｉａａｒｐｓｄｉｉｐｐｒｂｓｄｏｅｓｒｃ：ｎｏｅａｏｏｅｏｔｏｓｅｉｅｖｌｏｄｏｅａｏｌｄｗｓｏｏｅｔｓａｅ，ａｅｎｔｉｊｎｙｄｎｔｖｎａｔｎｏｐｎｈｈ
ｏｒｔｏｐｔｍｉａｉｎｍｏｅ，ｈｉｏｅｉｌｒｃｕａｅａａｅｏｈｃｕａｐｒｔｏ．ｐｅａｉｎｏｉｚｔｄｔｓｍｄｓｕｏｅａｃｒｔｎｄｓｆｒｆｒｔｅａｔｌｏｅａｉｎｏ
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：０６０ＭＷｔ；ｓｅｍ — ｏｗｘｉａｔｏ；ｏｒｔｏｎｐｔｍｉａｉｎ；ｕｎｉｆｃｅｙｕｎｉｔａｆｌｅｃｔｉｎｐｅａｉｏｉｚｔｏｔｅｉｉｎｃ

汽轮机调节汽门的重叠度的作用

1、什么是汽轮机调节汽门的重叠度?为什么必须有重叠度？采用喷嘴调节的汽轮机，一般都有几个调节汽门。

当前一个调节汽门尚未完全开时，就让后一个调节汽门开启，即称调节汽门具有—定的重叠度。

调节汽门的重叠度通常为10％左右，也就是说，前一个调节汽门开启到阀后压力为阀前压力的90％左右时，后一个调节汽门随即开启。

如果调节汽门没有重叠度，执行机构的特性曲线就有波折，这时调节系统的静态持特性也就不是一根平滑的曲线，这样的调节系统就不能平稳地工作，所以调节汽门必须要有重叠度。

2、调速汽门重叠度为什么不能太大？调速汽门重叠度太大会直接影响配汽轮机静态特性，使静态特性曲线斜率变小或出现平段，使速度变动率变小，造成负荷摆动或滑坡，同时调速汽门重叠度太大会使节流损失增加。

3、调速汽门的重叠度为什么不能太小？调速汽门重叠度太小直接影响配汽轮机构静态特性，使配汽机构特性曲线过于曲折而不是光滑、连续的，造成调节系统调整负荷时，负荷变化不均匀，使油动机升程变大，调速系统速度变动增加，将引起过分的动态超速。

4、设置调节汽门重叠度的优缺点有哪些？有一定重叠度的调节汽门，可满足电网一次调频的需要，使得机组负荷调节平稳，但是，它使得调门的节流损失更加严重。

目前，部分电厂已经进行了调门的优化试验以降低蒸汽节流损失，部分电厂为最大限度降低节流损失和机组的热耗率，甚至将全部调门全开，但为了满足一次调频的需要，采用改变凝结水流量或改变凝汽器真空法来满足系统需要。

5、什么是汽轮机的喷嘴调节？喷嘴调节是进入汽轮机的蒸汽量是经过几个依次开启的调节阀来实现的，这种调节方式主要是靠改变蒸汽流量来改变汽轮机功率的，汽轮机理想焓降可认为基本不变，喷嘴调节经济性高，而且在整个负荷变化范围内，汽轮机效率也较平稳，但是喷嘴调节在结构上比节流调节复杂，目前，我国大多数汽轮机都采用喷嘴调节。

汽轮机调门重叠度的优化和调整

汽轮机调门重叠度的优化和调整1 汽机调门重叠度简介1.1 定义：采用喷嘴调节时，多个调节汽门依次开启，在前一个调门尚未全开时，后一调门便提前打开。

当前一个调门全部打时，下一调门提前开启的量称为阀门的重叠度。

1.2 目的：设置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，有利于机组滑参数运行。

1.3 作用：a）影响调节特性：多个调门依次开启，若后阀在前阀全部开启后才开启，那么根据单个阀门的特性可以推断出多个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，一定要设置重叠度。

b）影响机组的经济性：重叠度过大，即前一阀门开度较小时，后一阀门就已开启，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：说明：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，可以通过试验方法得出。

b）从图1我们可以看出在阀门开度50％左右，出现拐点，特性逐步开始呈非线性。

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，流量增加较少。

说明：a）多个阀门的联合特性就只取决于阀门开启的重叠度。

b）图2中的曲线Ⅰ选择的重叠度过小，即前一阀开度很大后才开后一阀，系统在调节时会生产较大的波动，在后一阀门将开启时，会发生调门大幅窜动的情况。

c）图2中的曲线Ⅱ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，稳定性最好。

d）图2中的曲线Ⅲ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行时，有可能出现晃动。

2 重视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。

汽轮机控制系统中阀门重叠度的研究

汽轮机控制系统中阀门重叠度的研究摘要：对汽轮机控制系统中经常出现的阀门重叠度的问题进行分析和有效的探究，发现重叠度问题对操作者和机器的双重影响，发现问题，解决问题。

针对这一问题提出行之有效的改进措施和操作建议以促进汽轮机控制系统高效稳定运转，进而实现更好的经济效益。

关键词：汽轮机；控制系统；闸门重叠度引言汽轮机控制系统中经常出现的阀门重叠度的问题是在汽轮机由先前的单闸门运行变换到顺序闸运行后。

这是为提高机组运行的经济性而做的调整，通过这种方式有效的防止了高压调门的节流损失问题。

但同时也存在问题，最主要表现为机组控制系统中阀门重叠度不恰当。

一、重叠度在控制系统中的产生及重要性电液控制后，改变了之前不能随意更改重叠度的问题，不可更改重叠度会使节流损失比较大。

如今的控制系统中阀门的重叠度可以方便的实现机组控制人员随需要更改。

较之以前的不方便更改技术，如今的可更改技术给操作人员带来了极大的便利，同时长期来看也实现了更大的经济效益，提高了整体工作效率。

（一）汽轮机控制系统中的两种调节方式1.节流调节即所谓的全周进汽。

2.喷嘴调节也称为部分进汽。

第一种调节方式调节阀以同时升降的方式一起工作。

此方式可给新加热汽轮机均匀加热,这在机组起动升温时，就会沿着圆周温度均匀受热，热应力比较小,但同时存在节流损失大的问题,经济效益差。

随着电负荷的变化存在，第二种调节方式叫做喷油嘴调节方式，它是分为两个以上的调节阀，不全部同时升降。

喷油嘴的调节就是前一个阀门开启进汽时，其余阀门处于关闭状态。

工作方式是前阀门开启接近完成时，后一个阀门被打开。

第二种方式控制系统中控制机组起动升温时加热不同于全周进汽，升温加热时不均匀的,这样极易形成比较大的热应力,与此同时，它的优点是部分负荷运行，如此一来节流损失就大大减少了,经济效益良好。

（二）重叠度通常情况下指的是压力重叠度由于行程重叠度仅仅在几何层面具有它的意义,而不具有热力学的意义，这在实际操作中没有研究的必要，具有实际影响和意义的是压力重叠度。

汽轮机控制系统中阀门重叠度的研究张学伟

汽轮机控制系统中阀门重叠度的研究张学伟摘要：新建大、中型机组中汽轮机均采用数字电液控制系统(DEH)进行控制。

通常，新建机组在试运行阶段，汽轮机处于单阀控制，汽轮机各高压调门同时参与调节，各调门开度相同。

低负荷时，高压调门开度较小，因而高压调门的节流损失较大，不利于机组长期经济运行。

因此新建机组试生产结束后，为了提高机组运行的经济性，将汽轮机从单阀运行切换至顺序阀运行是一个非常重要的措施。

基于此。

本文主要对汽轮机控制系统中阀门重叠度进行分析探讨。

关键词：汽轮机；控制系统；阀门重叠度；研究前言随着我国电力工业的飞速发展，大多数汽轮机控制系统由原来的液压调节改造为先进的电液调节，其阀门配汽机构也由制造厂制定的凸轮(或杠杆)配汽机构改造为电子配汽机构。

凸轮(或杠杆)配汽机构由制造厂按设计的阀门开启顺序(即阀门重叠度)配置固定的凸轮(或杠杆)，在生产现场不易更改;而电子配汽机构由于采用电液伺服阀对阀门进行“一对一”控制，阀门的重叠度可由现场热控人员方便地进行更改。

1、汽轮机控制系统中阀门重叠度的相关概述在电力工业的发展过程中会用到汽轮机。

汽轮机的进气量会随着电力设备的点负荷的不断变化而进行调节。

在这个过程中，主要有两种主要的点符合调节方式，即喷嘴调节和节流调节。

节流调节的调节阀可以同时上升和下降，也能够对汽轮机进行同时加热，并让机组的启动温度保持在均匀的条件下。

喷嘴调节方式则可以分成多个调节阀，当前一个调节阀即将开足之后，将下一个调节阀打开，利用这种方式来对机组的正常运行，但是会导致机组升温加热不够均匀，也比较容易形成强大的压力，不过这种调节方法比较经济实惠，方便使用。

同时，汽轮机控制系统中，阀门的重叠度也有两个重要的类型，行程重叠度ζh=1-h1/h1max，压力重叠度ζp=1-p1/p1max。

在这个过程中，形成重叠度至具有几何意，却没有相应的热力学意义，而压力重叠度则具有热力学意义，所以，电力系统中经常用到的重叠度是压力重叠度。

600MW汽轮机高压调节气阀典型故障及策略研究

600MW汽轮机高压调节气阀典型故障及策略研究600MW汽轮机是目前火电厂常用的一种热能发电设备，其高压调节气阀作为汽轮机的关键部件，对于汽轮机的运行稳定性和安全性具有非常重要的作用。

由于运行环境的恶劣和长期的使用，高压调节气阀也存在着一定的故障风险。

对于高压调节气阀的典型故障及相应的策略研究显得尤为重要。

一、600MW汽轮机高压调节气阀的工作原理和结构高压调节气阀通常由调节阀体、阀芯、控制阀、执行机构和定位仪表等部件组成。

当汽轮机工作时，高压蒸汽从汽机排汽系统进入高压调节气阀，通过控制阀调节介质的流量和压力，以确保汽轮机的高压段运行在设定的工作状态，保证汽轮机的安全、稳定运行。

1. 气阀失灵：高压调节气阀在长期的运行中，可能会出现气阀失灵的情况，主要表现为介质流量和压力无法实现精确的控制，影响汽轮机的高压段运行。

2. 气阀堵塞：由于介质中可能含有杂质或者进入了异物，导致高压调节气阀的内部部件发生堵塞，使得气阀无法正常工作，影响汽轮机的高压段运行。

3. 阀芯磨损：由于高压蒸汽的高温、高压环境，高压调节气阀的阀芯可能会出现磨损，导致阀芯密封不严，影响气阀的控制精度，影响汽轮机的高压段运行。

4. 排汽失控：在汽轮机高压段运行过程中，由于高压调节气阀的失控或堵塞等原因，导致排汽压力无法得到有效控制，影响汽轮机的高压段运行。

以上这些典型故障都可能对汽轮机的高压段运行产生严重影响，甚至威胁到汽轮机的安全运行，因此需要采取相应的策略进行研究和解决。

1. 定期维护检修：汽轮机高压调节气阀作为关键部件，需要进行定期的维护检修工作，对气阀的内部部件进行检查和清洗，及时发现并解决气阀的潜在问题，确保气阀的正常运行。

2. 安全监测系统：引入先进的安全监测系统，对汽轮机高压调节气阀进行实时监测和数据采集，通过数据分析和处理，及时发现气阀的异常情况，做出预警和干预，确保气阀的安全运行。

3. 故障诊断与维修：建立完善的故障诊断与维修体系，对汽轮机高压调节气阀的故障进行科学分析和诊断，确定有效的维修方案和措施，确保气阀的及时维修和恢复正常工作状态。

600MW喷嘴配汽方式汽轮机调节阀特性研究

态。调节阀开度变化时，通过它的蒸汽流量必然会发生变化，总的蒸汽流量也发生变化，这会影响到汽轮机调节级后的蒸汽压力，从而使得通过处于全开状态调节阀的蒸汽流量发生变化。这给确定顺序阀配汽方式下通过各调节阀的蒸汽流量带来一定困难。然而，大型汽轮机负荷特性主要取决
ｗｉｔｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅｒｃａｈｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｎｎｏｚｚ但是，推导方法只适用于通流面积不
０前
言
变的中间级和末级。文献［６］取始终处于全开状态的调节阀后喷嘴组为研究对象，利用改进后Ｆｌｕｇｇｌｅ公式计算出调节
目前，火电汽轮机组多数采用喷嘴配汽方式。负荷变化时，顺序阀配汽的汽轮机调节阀分为完全开启与部分开启状
ＭＡＬｉｎ．ＸＵＪｉａｎ — ｑｕｎ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｅｒｇｙＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｉｎｉｓｔｙｒｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）

汽轮机调节汽门重叠度与节流损失之间关系的计算分析

ＴｈｅＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅＲｅｌａｔｉｏｎｏｆＯｖｅｒｌａｐａｎｄＴｈｒｏｔｔｌｉｎｇＬｏｓｓｅｓｆｏｒＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅ ’ ＳＧｏｖｅｒｎｉｎｇＶａｌｖｅｓ
失进行计算，结果表明：汽轮机在低于８０％最大负荷工况运行时，不同重叠度对汽轮机运行经济性的影响较大，为
如何选择汽轮机调门最优重叠度提供；调节汽门；重叠度；节流损失分类号：６３．７文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８８４（２０１３）０４－０２５５－０３
ｏｖｅｒｌａｐ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ：ｗｈｅｎｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｕｎｒｎｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｌｏｗｅｒｔｈａｎ８０％ｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｌｏａｄ，ｔｈｅ
第５５卷第４期
２０１３年８月
汽
轮
机
技
术
Ｖ０】．５５Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１３
ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
汽轮机调节汽门重叠度与节流损失之间关系的计算分析
李勇，单丽清，徐世明，曹丽华

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ＳｔｕｄｙｏｎＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＶａｌｖｅＯｖｅｒｌａｐｐｉｎｇＤｅｇｒｅｅｏｆ６００ＭＷＮｏｚｚｌｅＧｏｖｅｒｎｉｎｇＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅｓ
ｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｌｓｏ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ａｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｗａｓｍａｄｅｏｎ
Ｓｏｕｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
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（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｅｒｇｙＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，
摘要：针对汽轮机组流量特性存在的问题，对汽轮机喷嘴配汽方式下阀门重叠度的影响进行了研究。
通过理论计算与仿真实验相结合的方法，确定某６００Ｍｗ汽轮机组给定重叠度下阀门联合流量特性，分析了重叠度对调节级效率及级后压力的影响，探讨了调节阀重叠度的合理选取，并针对定压运行方式提出一种调
ｏｆａ６００ＭＷｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｕｎｉｔｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｇｉｖｅｎｖａｌｖｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇｄｅｇｒｅｅｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖａｌｖｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｎ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｏｚｚｌｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｓ
ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｒａｔｉｏｎａｌｖａｌｖｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇｄｅｇｒｅｅ，ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈａｎｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍｅｄｔｏｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｍｏｄｅｌｆｏｒｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｓａｔｃｏｎｓｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｔｈｉｓｍａｙｓｅｒｖｅａｓａ
节级效率快速建模方法，为喷嘴配汽方式汽轮机组运行优化提供指导。关键词：汽轮机；调节阀；重叠度；流量特性；阀点；调节级效率；运行方式
中图分类号：ＴＫ２６３．７文献标志码：Ａ文章编号：ｉ６７１０８６Ｘ（２０１３）０６ — ０３８２ — ０４
第２７卷第６期
２０１３年１１月
发电旋务
ＰＯＷＥＲＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
Ｖｏｌ＿２７，Ｎｏ．６
ＮＯＶ．２０１３
６００ＭＷ汽轮机喷嘴配汽方式下阀门重叠度影响的研究
马琳，胥建群（东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，南京２１００９６）