（山西大唐国际云岗热电有限责任公司 山西大同 037039）
摘要：工作人员采用数值模拟法了解汽轮机调节阀通流及损失特性，同时发现：汽轮机内燃烧状态及调节阀设计对调节阀通流水平造成直接影响，不利于汽轮机调节阀的正常使用。本文首先分析300MW等级和600MW等级的汽轮机调节阀通流状况，然后分析汽轮机调节阀通流及损失特性的影响因素，接着分析调节阀通流及损失特性，最后还对汽轮机调节阀通流及损失特性的改善措施作出研究。
关键词：汽轮机；调节阀通流；损失特性
当前汽轮机的实际通流能力已经偏离设计值，因此及时展开相关试验，科学研究汽轮机调节阀通流及损失特性，为提升汽轮机的通流能力，需保证汽轮机通流能力与设计值吻合。工作人员及时了解汽轮机热耗状况，根据标准的设计值不断改善汽轮机机组的通流能力，熟练掌握机组运行参数，对给水回热系统、小汽轮机运行过程等提高重视，从而确保汽轮机调节阀运行压力在限定范围内，避免实际水温超过设计值。
一、汽轮机调节阀通流状况研究
1. 300MW等级汽轮机调节阀通流
目前国内汽轮机生产中多采用的是最新的三维气动技术，并加强汽轮机调节阀通流状况改造，经过对比汽轮机改造前后的经济性能发现：改造后的汽轮机经济性能提升5%,同时汽轮机组调节阀的通流能力提升8%，调节阀通流能力偏大，保证运行负荷不超过设定工况的情况下，汽轮机的最优工况得到一定影响，不利于调节阀通流的经济性能提升[1]。300MW等级汽轮机调节阀的通流能力大于设计值，制造厂设计的汽轮机调节阀通流能力设计值较小，因此在实际运行中，汽轮机调节阀的通流能力与设计值间的偏差不稳定，不利于汽轮机调节阀的正常运行。
2. 600MW等级汽轮机调节阀通流
600MW等级汽轮机的性能考核中发现，其工况的通流能力比300MW等级汽轮机有很大改善，其进汽流量设计值和进汽流量试验值间的偏差在限定范围内，如下表所示为600MW等级汽轮机调节阀通流状况研究。
表1：600MW等级汽轮机调节阀通流状况研究
二、汽轮机调节阀通流及损失特性的影响因素
1.抽汽段参数值
汽轮机抽汽段的参数值偏离设计值，实际工作中发现，汽轮机调节阀通流能力超过设计值，人员对机组的运行参数了解不够，从而导致汽轮机在运行中发生：给水回热系统、小汽轮机等运行参数超出限定，高压缸压力不稳定，不仅使得给水温度偏离设计值，还影响到汽轮机运行的可靠性和稳定性[2]。
2.配汽不合理
工作人员发现汽轮机部分的通流面积偏大，主蒸汽调节阀的实际开度比设计开度小，因此主蒸汽调节阀通流损失增大，同时造成汽轮机调节阀开度与蒸汽流量的特性发生改变，运行中，汽轮机调节阀效率不稳定，在调节阀重叠度发生变化的情况下，汽轮机机组无法高效运行。
三、汽轮机调节阀通流及损失特性
工作人员从经济性角度出发，据专业经验得知：汽轮机运行中，其压损上升1%，对应的运行效率则降低0.4%，所以在汽轮机调节阀运转的整个过程中，需积极考虑机组的安全性，从安全角度分析汽轮机运行中调节阀的损失，以降低调节阀压损为主，不断提升汽轮机调节阀的自动化水平。根据配汽系统，有效管理调节阀，以降低配汽系统的压力损失为目标，压损不稳定，直接导致调节阀的阀杆断裂、阀座拔起、机组负荷波动大，超速运行的情况下，汽轮机运行参数超过限定，并引发了安全事故。现在工作人员深刻意识到汽轮机调节阀通流能力对压损的影响作用，以此采取科学方法，主要以降低压损为主，及时关注汽轮机调节阀运行中的压力大小、热损失等数值，从局部和整体对调节阀的损失特征进行多方面调整，提出更完善的汽轮机调节阀降低损耗的方案。
四、汽轮机调节阀通流及损失特性的完善措施
1.汽轮机调节阀结构
目前常见的汽轮机调节阀常在高温高压条件下运行，为可压缩流动、黏性流动和三维流动。保证调节阀通流的情况下，科学控制阀门内部气流损失，不断提高机组热效率，保持出口压力稳定，在额定工况下，整个机组得到稳定运行。调节阀流道结构主要分为阀座、阀腔、阀碟，这三部分具有相同的流动特点，为了解汽轮机调节阀运行现状，工作人员对调节阀空间、气流的流动参数变化、静压变压、蒸汽情况等进行认真观察，发现气流进入环形通道的环节，蒸汽剧烈膨胀，相应的静压水平减少。
2.掌握汽轮机通流能力操作规范
（1)关注汽轮机热力性能，进一步完善汽轮机调节阀通流能力，保持汽轮机调节阀运行效率与其通流能力相匹配，便于有效提升汽轮机的出力和经济性。（2）据汽轮机技术条件规定，对汽轮机机组运行效率在额定功率范围内，同时调节阀运行时的最大连续功率、热耗率验收功率、最大容量等都要以汽轮机技术条件规定为参考。（3)汽轮机调节阀运行中，主蒸汽流量的增加量在5%到9%之间，据工况设计要求，调节阀运行时的通流能力约为8%到14%，保证足够的通流面积，只有这样方可保证汽轮机调节阀通流能力达到设计值。（4)汽轮机安全操作规定：汽轮机额定功率为最大连续出力工况，需达到基本的热耗率验收工况要求，通常情况下，主蒸汽调节阀不可全打开，人员可据汽轮机调节阀通流能力调整主蒸汽，促进汽轮机机组运行参数优化。
3.汽轮机自动燃烧优化
（1）汽轮机的燃烧过程是在燃烧室进行的，燃料与空气的混合程度不同，就会影响燃烧效果，封闭式的燃烧容易导致燃烧力学失稳，更严重的是引发过大的燃烧脉动，燃烧室振动，无法保障汽轮机组运行的可靠性。（2）工作人员及时明确燃烧条件，如：大气条件、温度、压力、湿度、空气消耗量、空气配比等，采取有效的优化措施，促进燃料的充分燃烧，在此环节，主要采取这些措施：增设天然气成分在线监测仪、热负荷变化检测系统、燃气指数控制等，及时为机组提供充足的燃烧成分，便于真实反映燃烧状况。（3)对燃烧过程进行在线动态调整，确保了整个系统运行及过程控制的及时性，例如在系统内输入相应的参数信息，借助监测系统对排气温度进行自动调整，促进汽轮机调节阀通流参数有效反馈给总控制中心，保证汽轮机调节阀运行的最佳状态。
4.汽轮机调节阀的优化设计
伴随着信息技术的快速发展，当前人员为有效改进汽轮机调节阀设计方案，及时提出采取数值模拟手段，创新调节阀创新设计的思路，在高压高温条件下，观察调节阀内部流动参数的变化及分布规律，及时掌握负荷范围，便于获取细节信息。将调节阀创新设计分为选定型线、数值计算、流场优化、模型试验、最终确定设计方案这几个过程，掌握流场信息，及时改善阀门的稳定性，降低流动损失，合理选择阀门型号，及时形成了完整的设计方案，全面掌握阀门流动特性和细节流动信息，促进汽轮机调节阀内流场的合理优化。
结语
汽轮机调节阀通流能力与压损密切相关，为提高汽轮机调节阀运行过程的可靠性，分析300MW等级和600MW等级的汽轮机调节阀通流状况，从而发现汽轮机调节阀压损及功能特性的影响因素，以此为基础，提出合理化的改进措施：自动燃烧优化、汽轮机调节阀优化设计等，从而改善汽轮机调节阀的稳定性。
参考文献
[1]郑国,张甘泉,胡晏铭.300MW汽轮机主汽调节阀组流动特性分析及优化改造[J].中国电力,2016,49(4):119-123.
[2]崔洋,孙建国,王如祥,等.大功率汽轮机调节阀流量特性的计算分析方法[J].科技创新导报,2015(29):106-107.
论文作者:刘连春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：汽轮机论文; 通流论文; 调节阀论文; 能力论文; 损失论文; 机组论文; 特性论文; 《电力设备》2018年第28期论文;