俄制K—300—170—3型机组中压缸启动液压调节系统特性分析.pdf

俄 制 K一3 0 01 7 03型 机 组 中 压 缸 启 动 液 压 调 节 系 统 特 性 分 析 田 丰， 余天龙 ( 广 东省电力试验研 究所， 广东 广州5 1 0 6 0 0 ) 摘要】 大型中间再热式机纽中压缸启动方式不仅能满足旁路 系统大流量提温和快速启动的要求， 而且可使高、 中压缸受热均匀， 温升合理， 汽缸易于胀出， 从整体上提高了启动的安全性和经济性。对于 数字电液 系统( D E H ) 或电液调节系统 ， 这种控 制方式不难 实现 ， 但对 于液压调节机组， 必须经过改造后 才能实现。介绍的饿制K一 3 0 0 1 7 0 3 型机组液压调节系统的中压缸启动特性， 对采用液压调节系统 实现中压缸启动有一定借鉴意义。 关键词】 3 0 0M W机组； 液压调节系统； 中压缸启动； 中间再热机组 中圈分类号 T K 2 6 3 7 2 【 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 2 3 3 6 4 ( 2 0 0 1 ) 0 4 0 0 5 3 0 3 大型中间再热式机组 的启动冲转， 按进 汽方式可 分为高 中压缸同时进汽和中压缸单独进汽。中压缸启 动成功地解决了启动时主 、 再热蒸汽温度与高 、 中压缸 金属温度难以匹配 的问题。一般认 为， 中压缸启动方 式不仅满足 了旁路系统太流量提温 和快速启动 的要 求 ， 而且使高、 中压缸受热均匀 ， 温升合理， 汽缸易于胀 出， 从整体上提高 了启动 的安全性 和灵活性。如美国 G E公司生产的 A D 5型单轴 、 双缸、 双排汽 、 冲动式 3 5 0 MW机组 ， 对于高 压缸第一级 金属温度小于 1 4 9的 冷态启动采用高 中压缸联合冲转， 而对于高压缸第一 级金属温度太 于 1 4 9的启 动则 采用 中压缸 启动方 式 ， 启动时蒸汽从高压缸旁路后经反流阀 R P 进入高 压缸 ， 从 第一级附 近的排汽 阀 w排至凝汽器 ； 法国 A L S T H O M公司在各种工况下， 对 1 l 0台机组进行的 3 5 0 0 0 次中压缸 启动均取得 了成功。中压缸启动早在 l 0年前已在欧洲许多国家采用 ， 近年来我 国在这方面 的试验研究亦有许 多报道 ， 国产引进型机组有的也采 用了中压缸启动方式。对于原设计为高中压缸联合启 动的机组通过实施一系列改造 ， 也成功实现了中压缸 启动。华能汕头 电厂 2台俄制 K一3 0 01 7 03型 3 0 0 M W 机组为中压缸启动方式， 调节系统为电液并存型， 其液压系统的设计为其成功进行 中压缸启动创造 了条 件 ， 本文对其设计特色作一评述。 1 俄制 3 0 0 MW 机组的启动特性 1 1 高压缸倒暖缸 ( 1 ) 冷态启动时高压缸采用供 汽倒 暖。当玲段再 热蒸汽温度即高压缸旁路 出口温度达 1 5 0， 开启高 压缸排汽逆止门的旁路门供汽， 经疏水管排人凝汽器。 逆止阗旁路门开度可调 ， 通 过它控 制高压缸 的金 属温 升 ， 逐渐使缸 内压力升高到 0 8 1 0 MP a 。 ( 2 ) 当主汽 门阔体温 度达 1 7 01 8 0， 高压缸最 高温度达 1 6 0 1 8 0， 中压截 止阀阔体温度达 1 5 0 1 6 0 ， 暖缸结束。注意高、 中压缸上下缸温差应 小于 5 O 1 2 汽机冲转 ( 1 ) 主蒸 汽压力为 4 0 M P a ， 温度 2 8 0 3 2 0； 再 热蒸汽压力为 I 2M P a ， 温度 2 8 0 3 0 0。高 、 低压旁 路处于“ 自动” 。 ( 2 ) 确认 1 、 2号高 压调 节阀处于 “ 重 调” ( 启动工 1 垫 塞 皇： l j 1 0 维普资讯 http:/www.cqvip.com 况) 位 置 ， 将 电液 调节 系 统控 制方 式 切换 开 关置 于 “ A 1 ” ( 控制盘手动操作 ) 。操作同步器缓慢开启 中压 调节阀进行冲转。控制中压截止阀前再热蒸汽的压力 为 1 2 MP 且 ， 温升速度为 0 5 C m l n 左右。 1 3 并网带初负荷殛切缸 并网后， 操作 员操作同步器 3 ra i n左右将负荷升 至 4 05 0 M W， 进行低 负荷暖机。6 0m i n后 ， 关闭本体 及管道疏水 。继续操作 同步器 ， 高压缸排汽逆止 门开 启 ， 高压调节阀的重调机构切换到“ 正常” 位 置， 高压调 节阀开启 ， 高压缸排汽逆止 阀的旁路阀 自动关闭。切 换为高中压缸联合进汽方式 ， 通知锅炉滑参数升负荷。 2 实现中压缸启动的液压调节系统 ( 1 ) 俄制 K一3 0 O一1 7 03型亚临界、 一次 中间再 热 、 单轴、 三缸三排汽凝汽式机组 ， 由列宁格 勒金属工 厂制造。该机调节保安系统为 电液并存 型。 液压调节 系统和数字式电调装置( D E H) 相互备用， 工 质采用 5 0 h ， a 抗燃油。液调部分 由箱式组件和柱形组件 2部分 组成 ， 采用的 P C一3 0 O 一6型离心式无铰接调速器为转 速的感应机构， 由调速器滑阀组、 中间滑阀和油动机组 成三级放大机构。调速滑阀组包括跟踪滑阔和调速滑 阀； 中间滑阀控制高、 中压缸调节 阀油动机 控制油压， 为第二级放大机构 ； 每个调节阀配独立油动机 ， 油动机 均为断流式错油门往复式单侧进油， 直接安装在调节 阀门箱体内； 主汽阀油动机的结构与调节 阀大体相似。 ( 2 ) 逆时针方 向摇 同步器 ， 调速错油 门滑 阀右移， 首先使危急保安器挂闸。当控制错油门从左支点起， 行程为 6 m m时 ( 图 1 ) ， 安全油压开始逐渐建立， 开启 高中压缸主汽门。继续摇 同步器 ， 当控制错油 门从左 支点起 ， 行程为 9 i r ff n 时 ， 调 门控制油压建立 。当控制 油压为 1 0 5 时 ( 图 2 ) ， 中压调节阀开始开启， 1 、 2 号高压调节阀处于“ 启动工况” 位置 ， 保持关闭， 直至控 制油压为 2 1 0 M P a才开始开启。约 1 5 负荷暖机结 束时 ， 自动进行高压缸切换。 ( 3 ) 高压油动机 ( 图 3 ) 为断流式错油门控 制的双 套装活塞式， 调门控制 油压作用在错油 门滑阀( 1 0 ) 的 上部 ， 活塞移动时 ， 通过反馈杠杆( 8 ) 和凸轮( 2 2 ) 带动 错油 门套筒 B移动 ， 使在平衡状 态时错油门滑阀相对 于套筒重新处于中间位置。油动机活塞 1 、 2的行程与 控制油压之间的关系是由错油门滑阀下部弹簧( 1 1 ) 的 刚度 、 预紧力和负反馈 凸轮的形线来保证的。油动机 回 l热力发电· 2 0 0 1 f 4 ) 装备了一个可 移动其 特性 曲线的平移机构 ， 改变 了 错油门滑阀的平衡关系， 2个极限位置分别为“ 启 动工 况” 和“ 正常工况 ” 。处于“ 正常工况” 位置时 ， 对应 于调 门控制油压为 1 0 M P a 左右即开始开启 ； 处于“ 启 动工 况” 位置时 对应于调门控制油压为 2 1 M P a左右才开 始开启 ， 而行程的形状保持不变。该平移机构设 有电 机蜗轮蜗杆控制 ， 可由远方回路控制 。 枣 星 壬 控制错油门从左支点的行程2 mI 图 1 调 速器滑 阀组控制错油 门特性试 验 曲线 l l 4 O l 2 0 6 0 0 一 上行曲线 一下行 曲线 高排逆止门行程 毒 壶 器 墨 看 幄 图 2 控制油压 与调 门伺服马 遮及高压缸排汽 逆止 门关 系 特性试验 曲线 ( 4 ) 机组的 2 个高压缸排汽逆止门也 由断流滑阀 油动机控制 ， 为可控启 闭型 ， 受 调门控制油 压的控制 ， 设计为当调门控制油压高于 1 8 3蛐P a时， 高压缸排汽 逆止门开启， 直至全开， 试验结果见图 2 。 ( 5 ) 由中压缸进汽切换到高、 中压缸进汽采用了电 气联锁回路， 现场试验检查的结果表明， 当调门控制油 压达 1 8 5 MP a 时 ， 1 、 2 号 高压 调节 阀 自动 由“ 启动 工 哪 搀 暑啦槭卜扭忡C罄牡匡壬 加 加 帅筇如 笱 m 0 维普资讯 http:/www.cqvip.com 况” 切换到“ 正常工况” ， 开度 由 0 m m 自动变为 1 3 r n m 左右； 当调门控制油压下降到 2 1 M P a时 ， l 、 2号高压 调节 阀自动 由“ 正常工况” 切换 到“ 启动工况” ， 其开度 由 1 3 m m左右 自动变为 0 r n m。 1 一外 活塞( 大 活塞) 2 一 活塞( y b 活塞) 3一连杆4 、 1 1 一弹簧 5 一端 盖6 一连动臂7一顶盖8一反馈扛杆9一可动套筒 1 0一断流式错油门精阀1 2 一滑阀l 3一碟闽l 4一平移机柯 1 5一支座1 6 、 1 8一球形支 座l 7一括塞套筒l 9一螺钉 2 0一横销2 l 一弹簧上端盖2 2 一凸轮连杆 圈3 高压调节汽门油动机结构 ( 6 ) 通过采用上述液压调节系统的设计 ， 从机组冲 转到带满负荷 ， 逆时针摇 同步器至满负荷位置 ， 可 自动 完成中压缸启动的全过程及高、 中压缸切换 ， 直至带满 负荷。整个启动过程 中， 机组转速和负荷控制 良好 ， 切 缸时负荷波动很小。从投产 至今多年 的运行情 况表 明， 机组具有较好的经 济性和安全性。采用 中压缸启 动的方式具有明显的优越性。 3 结语 ( 1 ) 中压缸启动方式被越来越多的大型机组采用 ， 对于具有阀门管理机构 的纯 电调系统 实施 中压缸启 动较为方便。对原设计为 高、 中压缸联台启动的机组 ， 经过一定的改造后 ， 亦可成功完成中压缸启动。 ( 2 ) 国内进行 中压缸启 动改造的实践一般为采 取 泄掉高压调节汽门控制油的方式 ， 如某 2 0 0 M W 机组 ， 在通往高压调节阀油动机二次油路系统中增设泄油滑 阀 ， 采用液压调节系统的设计方法 ， 结构为单壳体双套 筒双油路式， 设有 2个 活塞 ， 一路 控制左侧 高压油动 机 ， 另一路控制右侧高压油动机 ， 取得 了成功l 3 J ， 但采 取泄油的方式将不可避免地增加调节系统的用油量 。 对 于主油泵设计用油量不是 特别充足的情况 ， 这样 的 设计对整个调节系统安全性、 可靠性 的影 响值得进一 步探讨。俄制机组通过高压油动机设计平移机构的方 式实现中压缸启动 ， 对调节系统油路及其它功能的影 响较小。采用调节汽 门控制油压直接控制高压缸排汽 逆止阀的方式， 增强 了切换高压缸进汽的可靠性 ， 值得 借鉴。 参考文献】 1 刘任惠 3 5 0 M w引进机组中压缸启动操作的实践与改进 J 中国电力， 1 9 9 8 ， ( 8 ) 2 詹延芳译 中间再热式大功率汽轮机用中压缸启动的优 越性 J 中国电力， 1 9 9 0 ， ( 2 ) 3 张家琛， 何映霞 ， 马芳梅 中压缸启动改造中的调节系统 的设计问题 J 动力工程 ， 1 9 9 5 ， ( 2 ) 4 张兆基， 卢连成， 王秉刚 国产 2 0 0 M W - 汽轮机中压缸启动 试验研究 c 西安： 中国电机工程学会火力发电分会 大 型火电机组运行技术 学术 年会 1 9 9 1 5 裘烈钧 大型汽轮机运行 M 北京： 水利电力出版社， 1 9 9 4 作者简介： 田丰( 1 9 7 0 一 ) 男 广东省电力试验研究所汽轮机窒汽轮机 调节工程师。浙 江大学能振 工程系电厂热能动力 工程及 自动化研究 方 向研究生毕业 工学硕士 。主要从 事汽 轮机诃 节、 调 试 、 运 行分析 和 优 化、 可靠性分折研究 已发表论文十余篇。 维普资讯 http:/www.cqvip.com