汽輪機高壓加熱器水位控制設(shè)備的改造

舒曉明

（廣東省粵電集團沙角C電廠，東莞523936）

沙角C電廠1號機組汽輪機為GEC-ALSTHOM公司生產(chǎn)的亞臨界機組，機組配備3臺表面式回?zé)岣邏杭訜崞鳎?號、7號、8號），高壓加熱器水位控制是通過調(diào)節(jié)高壓加熱器水位調(diào)節(jié)閥的開度來實現(xiàn)的。目前，7號高壓加熱器下端差較大，高壓加熱器水位運行在較低位置，影響了高壓加熱器的熱效率。為了提高高壓加熱器的熱效率，決定對高壓加熱器水位控制設(shè)備進行改造，以提升其水位，并降低下端差。改造后，高壓加熱器下端差控制在合理范圍，高壓加熱器水位控制效果也得到很大改善。

1 改造前的設(shè)備狀況

1.1 7號高壓加熱器下端差現(xiàn)狀

高壓加熱器下端差是指高壓加熱器疏水與高壓加熱器進水的溫度之差，下端差過大說明加熱器疏水沒有被充分冷卻，本級加熱器抽汽的能力沒有被充分發(fā)揮就排到了下一級加熱器，排擠了下一級加熱器低品質(zhì)的抽汽，增加了本級高品質(zhì)抽汽量，使效率降低。而減少高品質(zhì)抽汽量，充分發(fā)揮低品質(zhì)抽汽的能力，是回?zé)岣邏杭訜崞鞯淖罨镜脑瓌t。

1號機組7號高壓加熱器自2007年6月改造運行以來，上端差接近設(shè)計值（高壓加熱器改造時，抽汽逆止閥沒有改動，進汽流量沒有變化），其下端差一直偏大（設(shè)計要求8K，一般為8～10K為合理，下端差比設(shè)計值高3.7K。原因是7號高壓加熱器改造時，水位開關(guān)和水位測量裝置位置設(shè)計不合理）。2011年性能試驗報告顯示：640MW負荷下，7號高壓加熱器在不調(diào)整零水位時下端差為13.5K。根據(jù)管理工作要求，由于高壓加熱器下端差偏離設(shè)計值，因而需要對其進行水位優(yōu)化。

結(jié)合7號高壓加熱器投產(chǎn)初期的水位試驗數(shù)據(jù)，在2011年12月15日，經(jīng)過咨詢設(shè)備制造廠家，在確保設(shè)備安全運行的前提下，重新對高壓加熱器水位進行了性能試驗，試驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 1號機7號高壓加熱器性能試驗表

1.2 高壓加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

高壓加熱器水位由水位調(diào)節(jié)閥LCV011進行正常水位調(diào)節(jié)和危急疏水電動閥進行異常處理。水位調(diào)節(jié)閥LCV011為單信號控制，實際水位與水位設(shè)定值有偏差時，水位調(diào)節(jié)閥LCV011動作，調(diào)節(jié)高壓加熱器水位。當(dāng)出現(xiàn)異常情況或水位調(diào)節(jié)閥LCV011故障時，高壓加熱器運行水位到達高二值時，打開高壓加熱器危急疏水電動閥進行水位調(diào)節(jié)。水位調(diào)節(jié)原理見圖1。

圖1 水位調(diào)節(jié)原理圖

高壓加熱器正常水位值設(shè)定為殼體中心線以下752mm作為零水位，實際運行結(jié)果表明：正常水位偏低，高壓加熱器熱效率也低，且水位調(diào)節(jié)閥LCV011定位器是機械式，常常受外界影響，比如氣源波動、定位器滑閥和閥門摩擦等，其定位精度不高，閥門開度與閥門指令存在偏差，影響了水位正常調(diào)節(jié)，水位波動大。運行人員為了保證水位波動，不會引起水位高三值開關(guān)動作解列高壓加熱器，往往把水位設(shè)定值設(shè)定在正常水位之下，這樣致使高壓加熱器長期在低水位下運行，引起高壓加熱器下端差偏大，偏離設(shè)計值，影響高壓加熱器熱效率，因而需要對其進行零水位重新定位。

2 改造內(nèi)容

水位控制改造內(nèi)容包括零水位提升和水位調(diào)節(jié)閥LCV011定位器改造。水位提升包含水位開關(guān)定值改變和水位變送器的測量位置重新確定。

2.1 水位開關(guān)改造

把高壓加熱器正常水位從殼體中心線以下752mm提升到600mm作為水位零點，水位開關(guān)控制的基點相應(yīng)向上提高。改造后水位開關(guān)動作定值見圖2。

圖2 水位開關(guān)改造（單位：mm）

2.2 水位測點位置改造

水位測點位置改造是將變送器正壓側(cè)的引壓管以正常水位為基點向上移200mm，增大變送器測量范圍，變送器的量程由356mm改為556mm。測點位置改造見圖3。

圖3 水位測點位置改造

2.3 調(diào)節(jié)閥LCV011定位器改造

為了更好地進行水位調(diào)節(jié)，把水位調(diào)節(jié)閥LCV011定位器更換為智能定位器。由定位器、氣動執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥、位置反饋部件組成了內(nèi)層閉環(huán)負反饋控制回路，見圖4。

圖4 閥門定位器與過程控制系統(tǒng)

圖4中：i為來自DCS調(diào)節(jié)器的閥位控制信號；c為調(diào)節(jié)閥位置反饋信號；f為氣動執(zhí)行機構(gòu)的輸出行程。智能閥門定位器正是利用位置反饋信號，構(gòu)成了一個閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)。i與c在定位器的CPU中進行比較，根據(jù)其極性及偏差的大小，經(jīng)過特定控制算法運算，控制單片機的輸出信號。該信號再經(jīng)過I／P部件和氣體放大器，完成電氣轉(zhuǎn)換和功率放大，最終通過氣動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥的精確定位控制。

3 改造效果

高壓加熱器零水位提升后，高低負荷情況下高壓加熱器下端差下降了3.5K，高壓加熱器下端差符合廠家設(shè)計要求。改造后的性能試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 改造后的性能試驗數(shù)據(jù)

水位調(diào)節(jié)閥LCV011定位器由機械式改為智能定位器后，克服了上面所描述的缺點，水位控制效果極為明顯，水位很平穩(wěn)。圖5為改造前后水位控制圖。2008年改造前水位偏離水位設(shè)定值較大，運行過程中水位波動較大；2011年改造后水位較好地跟蹤水位設(shè)定值，運行過程中水位波動較少，水位控制很平穩(wěn)。

圖5 改造前后水位控制圖

4 結(jié)語

高壓加熱器水位提升和調(diào)節(jié)閥定位器改造實施后，高壓加熱器下端差降低明顯，下端差符合廠家設(shè)計要求。高壓加熱器水位控制得到很大改善，提高了機組運行的經(jīng)濟性和安全性。