汽轮机低压轴封减温调节控制策略的优化

　　广东河源电厂超超临界600MW机组在试运阶段，由于汽轮机轴封系统设计和测点安装位置不当，出现了低压轴封温度波动大和减温水阀动作速度过快等现象，影响机组安全和经济运行。

　　一、轴封系统结构

　　该机组的单轴二缸二排汽凝汽式汽轮机轴封采用自密封系统，起动时轴封汽源来自辅助蒸汽。轴封系统由压力调节装置、蒸汽密封分流阀及轴封加热器等和相应的阀门、管路系统构成，主要功能是为汽轮机、给水泵汽轮机的轴封提供密封蒸汽(图1)。

　　二、低压轴封温度调节

　　由于轴封蒸汽与汽轮机转子直接接触，从而其温度直接影响汽轮机转子的伸缩。在汽轮机转子温度很高时，如果轴封蒸汽温度过低，大量的低温蒸汽通过轴封进人汽缸，不仅会在汽轮机转子上引起较大的热应力，而且会造成前段汽轮机转子的急剧冷却收缩。当转子收缩量过大时，将导致动静部分的摩擦。因此，应保证轴封蒸汽温度与金属温度相匹配，并有一定的过热度。C3控制T1(图1)。由于Tl温度测点安装位置距管道减温喷水点仅约3m，其不能准确地测量减温水与蒸汽混合后的温度，造成C3在运行过程中动作频繁，使T2和T3波动较大。

　　三、低压轴封温度控制逻辑优化

　　根据Tl、T2和T3的测点分布情况，将单回路控制改为串级控制，具体为Tl作为C3的导前温度，T2和T3温度的平均值作为主控制器的控制目标值。由于低压轴封热惯性较大且在不同负荷段其有较大变化，为了在不同负荷段都能将T2和T3控制在温度设定值内，在原控制逻辑中增加随负荷变化的变积分参数回路。优化后的低压轴封温度控制逻辑见图2。

　　图2中，温度T2和T3平均后作为主控制器 (PID1)的反馈，PID1的输出作为导前温度设定值输入副控制器(PID2),Tl作为导前温度的反馈。同时，为满足不同负荷下低压轴封温度调节品质，将PID1的积分时间构造成变参数控制(根据F(x)函数变化)。

　　四、优化后运行结果

　　通过定值扰动和运行过程中变负荷及给水泵汽轮机轴封投运等扰动试验，低压轴封温度动态偏差在士2℃内，静态偏差±0.5℃内。其中，在开启Ml为给水泵汽轮机轴封供汽时，低压轴封温度动态偏差在±3.5℃ 内(图3)。