汽轮机高压加热器水位控制设备的改造

舒晓明

（广东省粤电集团沙角C电厂，东莞523936）

沙角C电厂1号机组汽轮机为GEC-ALSTHOM公司生产的亚临界机组，机组配备3台表面式回热高压加热器（6号、7号、8号），高压加热器水位控制是通过调节高压加热器水位调节阀的开度来实现的。目前，7号高压加热器下端差较大，高压加热器水位运行在较低位置，影响了高压加热器的热效率。为了提高高压加热器的热效率，决定对高压加热器水位控制设备进行改造，以提升其水位，并降低下端差。改造后，高压加热器下端差控制在合理范围，高压加热器水位控制效果也得到很大改善。

1 改造前的设备状况

1.1 7号高压加热器下端差现状

高压加热器下端差是指高压加热器疏水与高压加热器进水的温度之差，下端差过大说明加热器疏水没有被充分冷却，本级加热器抽汽的能力没有被充分发挥就排到了下一级加热器，排挤了下一级加热器低品质的抽汽，增加了本级高品质抽汽量，使效率降低。而减少高品质抽汽量，充分发挥低品质抽汽的能力，是回热高压加热器的最基本的原则。

1号机组7号高压加热器自2007年6月改造运行以来，上端差接近设计值（高压加热器改造时，抽汽逆止阀没有改动，进汽流量没有变化），其下端差一直偏大（设计要求8K，一般为8～10K为合理，下端差比设计值高3.7K。原因是7号高压加热器改造时，水位开关和水位测量装置位置设计不合理）。2011年性能试验报告显示：640MW负荷下，7号高压加热器在不调整零水位时下端差为13.5K。根据管理工作要求，由于高压加热器下端差偏离设计值，因而需要对其进行水位优化。

结合7号高压加热器投产初期的水位试验数据，在2011年12月15日，经过咨询设备制造厂家，在确保设备安全运行的前提下，重新对高压加热器水位进行了性能试验，试验数据见表1。

表1 1号机7号高压加热器性能试验表

1.2 高压加热器水位调节系统

高压加热器水位由水位调节阀LCV011进行正常水位调节和危急疏水电动阀进行异常处理。水位调节阀LCV011为单信号控制，实际水位与水位设定值有偏差时，水位调节阀LCV011动作，调节高压加热器水位。当出现异常情况或水位调节阀LCV011故障时，高压加热器运行水位到达高二值时，打开高压加热器危急疏水电动阀进行水位调节。水位调节原理见图1。

图1 水位调节原理图

高压加热器正常水位值设定为壳体中心线以下752mm作为零水位，实际运行结果表明：正常水位偏低，高压加热器热效率也低，且水位调节阀LCV011定位器是机械式，常常受外界影响，比如气源波动、定位器滑阀和阀门摩擦等，其定位精度不高，阀门开度与阀门指令存在偏差，影响了水位正常调节，水位波动大。运行人员为了保证水位波动，不会引起水位高三值开关动作解列高压加热器，往往把水位设定值设定在正常水位之下，这样致使高压加热器长期在低水位下运行，引起高压加热器下端差偏大，偏离设计值，影响高压加热器热效率，因而需要对其进行零水位重新定位。

2 改造内容

水位控制改造内容包括零水位提升和水位调节阀LCV011定位器改造。水位提升包含水位开关定值改变和水位变送器的测量位置重新确定。

2.1 水位开关改造

把高压加热器正常水位从壳体中心线以下752mm提升到600mm作为水位零点，水位开关控制的基点相应向上提高。改造后水位开关动作定值见图2。

图2 水位开关改造（单位：mm）

2.2 水位测点位置改造

水位测点位置改造是将变送器正压侧的引压管以正常水位为基点向上移200mm，增大变送器测量范围，变送器的量程由356mm改为556mm。测点位置改造见图3。

图3 水位测点位置改造

2.3 调节阀LCV011定位器改造

为了更好地进行水位调节，把水位调节阀LCV011定位器更换为智能定位器。由定位器、气动执行机构、调节阀、位置反馈部件组成了内层闭环负反馈控制回路，见图4。

图4 阀门定位器与过程控制系统

图4中：i为来自DCS调节器的阀位控制信号；c为调节阀位置反馈信号；f为气动执行机构的输出行程。智能阀门定位器正是利用位置反馈信号，构成了一个闭环负反馈控制系统。i与c在定位器的CPU中进行比较，根据其极性及偏差的大小，经过特定控制算法运算，控制单片机的输出信号。该信号再经过I／P部件和气体放大器，完成电气转换和功率放大，最终通过气动执行机构，实现对调节阀的精确定位控制。

3 改造效果

高压加热器零水位提升后，高低负荷情况下高压加热器下端差下降了3.5K，高压加热器下端差符合厂家设计要求。改造后的性能试验数据见表2。

表2 改造后的性能试验数据

水位调节阀LCV011定位器由机械式改为智能定位器后，克服了上面所描述的缺点，水位控制效果极为明显，水位很平稳。图5为改造前后水位控制图。2008年改造前水位偏离水位设定值较大，运行过程中水位波动较大；2011年改造后水位较好地跟踪水位设定值，运行过程中水位波动较少，水位控制很平稳。

图5 改造前后水位控制图

4 结语

高压加热器水位提升和调节阀定位器改造实施后，高压加热器下端差降低明显，下端差符合厂家设计要求。高压加热器水位控制得到很大改善，提高了机组运行的经济性和安全性。