節(jié)能技術在汽輪機DEH系統(tǒng)中的應用

1、節(jié)能技術在汽輪機DEH系統(tǒng)中的應用二零零二年十一月七日節(jié)能技術在汽輪機DEH系統(tǒng)中的應用摘 要：自2000年以來，*熱電廠相繼進行了五臺汽輪機的DEH系統(tǒng)改造，本文主要介紹了節(jié)能技術在DEH系統(tǒng)中的應用情況.關鍵詞：節(jié)能 效率 DEH系統(tǒng)Abstract：From 2000 years, DEH system applied in five turbines in * Cogeneration Power Plant.The paper introduces the complexion about the application of energy saving technique in D

2、EH system.Key words: energy saving; efficiency; DEH system概述：隨著人類節(jié)能環(huán)保意識的提高，節(jié)約能源、提高效率已成為經(jīng)濟發(fā)展的必然要求。在電力生產(chǎn)過程中，由汽輪機實現(xiàn)熱能向機械能的轉(zhuǎn)化，汽輪機效率的高低直接影響到整個機組的效率，而汽輪機控制系統(tǒng)的性能是影響汽輪機效率的重要因素。我廠#11、#12、#0、#10機分別是電液并存和液調(diào)控制系統(tǒng)，控制效果不佳，一度影響到機組的經(jīng)濟穩(wěn)定運行。從2000年開始相繼改造為*公司DEH系統(tǒng)，控制性能得到很大提高，節(jié)能增效成果顯著。下面就汽輪機DEH系統(tǒng)中的節(jié)能技術作簡要介紹。一、控制系統(tǒng)的優(yōu)化在液調(diào)系

3、統(tǒng)中，利用復雜的活塞和油孔等機械部件的組合，得到調(diào)門油動機的控制油壓，并由機械凸輪機構(gòu)帶動調(diào)門動作，實現(xiàn)汽輪機的控制過程。由于機械部件存在動靜間隙、機械磨損和熱脹冷縮，使控制機構(gòu)存在遲緩率大、動作不靈活、調(diào)節(jié)不精確等缺點。我廠#11機在投產(chǎn)后不久，就出現(xiàn)了電液跟蹤不準確、液調(diào)狀態(tài)下負荷不穩(wěn)、大幅度甩負荷的現(xiàn)象。#0機在運行中也多次出現(xiàn)了負荷不穩(wěn)、甩負荷的現(xiàn)象，機組運行效率很低，甚至造成停機事故，影響到#1-#8機組的運行，經(jīng)濟損失巨大。在DEH系統(tǒng)中，由計算機根據(jù)機組的轉(zhuǎn)速、負荷、壓力、流量等信號進行綜合計算，得出調(diào)門控制信號，并通過電信號直接控制電液伺服閥，使調(diào)門動作，實現(xiàn)汽輪機的控制過程。

4、與液調(diào)相比，DEH系統(tǒng)的信號采集更精確，全部由電信號傳輸；計算機運算速度快，每200毫秒完成一個控制周期；DEH系統(tǒng)省去了調(diào)速器、同步器、調(diào)速器錯油門、中間錯油門、綜合滑閥、凸輪機構(gòu)等一大批機械機構(gòu)，減小了系統(tǒng)誤差，同時加裝高精度電液伺服閥，使調(diào)門遲緩率很小，調(diào)整更快、更精確。經(jīng)過DEH系統(tǒng)改造后，機組的控制性能大幅提高：轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍20-3600轉(zhuǎn)/分，精度<±1轉(zhuǎn)/分;負荷控制范圍0-115%，精度<0.5%；系統(tǒng)遲緩率小于0.1%；控制周期200毫秒。在DEH系統(tǒng)的控制下，機組得以安全、穩(wěn)定、高效的運行，減少了負荷擺動，杜絕了因控制系統(tǒng)故障引起的停機事故，在同等負荷

5、情況下降低了蒸汽消耗量，節(jié)能增產(chǎn)的效果很顯著。二、閥門管理功能在液調(diào)和電液并存系統(tǒng)中采用凸輪配汽機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，這種配汽機構(gòu)利用兩臺油動機帶動四個蒸汽調(diào)門同時動作，在任何情況下四個調(diào)門開度均一致，都不能在滿開度狀態(tài)下運行，因此四個調(diào)門都存在截流損失，蒸汽流量特性差，能量損失很大。在DEH改造中，取消了凸輪配汽機構(gòu)，重新設計了閥門油動機，油動機與閥門一一對應，使每個閥門都能獨立的開關動作，為閥門管理功能的實現(xiàn)奠定了基礎。同時DEH系統(tǒng)提供了單閥和順序閥兩種閥門管理方式，可以滿足啟動過程中和穩(wěn)定運行期間不同的技術要求。在啟動過程中采用單閥控制方式，四個調(diào)整門同時動作，汽輪機全周進汽，使汽缸均勻受熱，

6、以減少汽缸的熱應力，起到保護汽輪機的作用。而在汽輪機穩(wěn)定運行時，就可以切換到順序閥控制方式，DEH根據(jù)閥門的特性曲線和負荷指令計算出流量信號，經(jīng)過電氣凸輪曲線的修正，得到閥位指令，獨立控制各調(diào)門開度。在前一調(diào)門達到滿開度之后，后一調(diào)門才打開，使蒸汽截流損失只產(chǎn)生在一個調(diào)門上，能量損失大大減小，達到節(jié)能增效的目的。三、快減負荷功能(RB功能)對于#11、#12機這樣的單元機組，在大聯(lián)鎖投入的情況下，當鍋爐保護動作緊急停爐時，聯(lián)鎖汽輪機跳閘，然后待鍋爐點火后再重新啟動并網(wǎng)。操作時間在兩小時左右，而且啟動過程中的熱量、油料、燃煤損失也是極大的。我廠#11、#12機DEH系統(tǒng)提供了快減負荷功能，并用它

7、代替了爐跳機的聯(lián)鎖保護。在鍋爐保護動作緊急停爐時，汽輪機不跳閘，DEH系統(tǒng)自動將負荷減至5MW并維持機組并網(wǎng)運行，在這期間汽輪機可以充分的利用鍋爐的蓄熱能量，使汽輪機在停爐后30分鐘內(nèi)穩(wěn)定運行，為鍋爐的吹掃和點火贏得時間，使機組能夠盡快的恢復正常運行。這樣就可以節(jié)省汽輪機沖車啟動時間近兩小時，多發(fā)電30萬千瓦時以上，同時節(jié)約鍋爐燃油十幾噸，在機組恢復期間還可以利用鍋爐的蓄熱能量保持5MW的負荷，30分鐘多發(fā)電2500千瓦時。因此，快減負荷正確動作所減少的經(jīng)濟損失在十幾萬元以上。我廠#11、#12機快減負荷功能共動作9次，其中有8次使機組在30分鐘內(nèi)恢復正常運行，沒有造成機組解列，減少經(jīng)濟損失一

8、百萬元以上，節(jié)能降耗效果是很明顯的。四、ATC汽輪機自啟動功能汽輪機啟動過程中要保證汽缸的勻速受熱，防止升溫過快或受熱不均而產(chǎn)生熱應力。因此，要進行暖機和選擇適當?shù)纳俾?，在手動方式下，我們只能通過經(jīng)驗來判斷和操作，往往使暖機時間過長或升速率過低，延長了機組啟動時間。增大了鍋爐燃油、燃煤、汽水的損失。投入ATC汽輪機自啟動功能后，DEH系統(tǒng)會根據(jù)對汽輪機汽缸壁溫的分析，將汽輪機的啟動分為冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)、極熱態(tài)等不同的狀況，并選擇不同的升速率和暖機時間，同時按照汽缸壁溫的變化情況，及時改變啟動速度，使汽輪機按照最優(yōu)、最快的啟動曲線進行啟動。從而縮短了啟動時間，減少了燃油、燃煤和汽水的損失，降低

9、了啟動成本，提高了機組運行效率。五、OPC保護功能與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不同，DEH系統(tǒng)提供了全新的OPC保護功能，在汽輪機轉(zhuǎn)速超過3090轉(zhuǎn)/分時，OPC保護動作，快速關閉汽輪機進汽調(diào)門，待轉(zhuǎn)速下降后再打開進汽調(diào)門。這樣可以有效的抑制轉(zhuǎn)速的飛升，同時使汽輪機保持在掛閘狀態(tài)，維持全速空載運行，等待發(fā)電機并網(wǎng)。這樣就節(jié)省了機組跳閘后重新啟動的時間，提高了機組效率。六、自動并排汽功能我廠#10機是背壓式汽輪機，啟動過程中要使其排汽并入排汽母管（簡稱并排汽）。在并排汽之前，汽輪機的排汽全部通過對空排汽門排入大氣，汽水和熱量全部損失掉，只有縮短機組從啟動到完成并排汽操作的時間，才能減少汽水和熱量的損失。DE

10、H系統(tǒng)改造以前，只能靠值班員手動進行并排汽的操作。由于手動控制不夠精確、調(diào)整次數(shù)多、人工判斷速度慢，造成操作過程緩慢，增大了汽水和熱量的損失，增大了機組的啟動成本。DEH系統(tǒng)改造之后，增加了自動并排汽功能。DEH系統(tǒng)根據(jù)排汽壓力、排氣溫度、母管壓力等數(shù)據(jù)，自動控制對空排汽調(diào)整門，使機組能夠以最精確、最快速的方式完成并排汽功能?？s短了操作時間，最大限度的減少汽水和熱量的損失，達到節(jié)能增效的目的。七、多種控制方式的自由選擇和無擾切換在液調(diào)控制系統(tǒng)中，操作人員只能通過操作同步器來控制汽輪機的運行狀態(tài)，控制手段單一，不能滿足實際需要。DEH系統(tǒng)中提供了閥位控制、功率控制、主汽壓控制等多種控制方式，可以根據(jù)不同的需要選擇不同的控制方式：在要求負荷穩(wěn)定時采用功率控制，可以精確的控制機組負荷；在鍋爐燃燒不穩(wěn),主汽壓頻繁波動時，可以采用主汽壓控制方式，維持機前壓力穩(wěn)定；在鍋爐進行功率控制時，汽輪機可以采用閥位控制方式，保持調(diào)門位置穩(wěn)定。在采用一種控制方式的同時，DEH系統(tǒng)還在進行其他控制方式的跟蹤計算，可以隨時實現(xiàn)控制方式的無擾切換。這樣就提高了機組在不同工況下的適應性，提高了運行效率，達到節(jié)能降耗的目的