袁国鹏
内蒙古岱海发电有限责任公司 013700
摘要：火力发电厂是复杂的热力系统,其运行经济性不仅依赖于主机效率,同时还取决于热力系统中所有辅机的配置和运行方式。本论文主要研究了给水泵汽轮机,从整个机组的运行方式出发,建立了给水泵运行边界条件,运用相似定律来确定给水泵的各参数值；分析了各参数与主机负荷的关系,以及采用不同运行方式对给水泵汽轮机经济性的影响,对火电厂最优经济运行有一定的指导意义。
关键词：给水泵；汽轮机；岱海发电二号机
一、给水泵汽轮机热力系统的工作原理
给水泵汽轮机蒸汽由高压汽源或低压汽源供汽，高压汽源来自主汽轮机的高压缸排汽（即再热冷段的蒸汽），低压汽源有两路汽源，一路来自主机第四段抽汽，另一路来自高压辅助蒸汽，机组正常运行中低压汽源采用主机四抽供汽，高压辅助蒸汽仅在机组启动时采用。蒸汽做功后排入主机排汽装置。给水泵汽轮机与给水泵通过齿形联轴器连接，驱动给水泵向锅炉供水。
二、给水泵汽轮机的常规设计
驱动给水泵的汽轮机本体结构、组成部件与主汽轮机的基本相同，主汽阀、调节阀、汽缸、喷嘴室、隔板、转子、支持轴承、推力轴承、轴封装置等样样俱全。
给水泵汽轮机的工作任务是驱动给水泵，必须满足锅炉所需的供水要求。因此，该汽轮机的运行方式与主汽轮机的大不相同。这些不同的特性集中体现在该汽轮机自身的润滑油系统、压力油系统和调节系统上。
三、我厂的设备配置及选型
我公司给水泵汽轮机为杭州汽轮机厂生产的双汽源、外切换、单缸、反动式、下排汽凝汽式汽轮机。给水泵汽轮机正常运行汽源来自主汽轮机第四段抽汽，备用汽源来自再热冷段蒸汽，无论是正常运行汽源还是备用汽源，均由电液转换器来的二次油压控制进汽量。进汽速关阀与汽缸法兰连接，紧急情况下速管阀在尽可能短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。工作蒸汽经速关阀进入蒸汽室，蒸汽室内装有提板式调节汽阀，油动机通过杠杆机构操纵提板（阀梁）决定调节汽阀开度，控制蒸汽流量，蒸汽通过喷嘴导入调节级。备用蒸汽由管道调节阀控制，管道调节阀法兰连接在速关阀上，备用蒸汽经管道调节阀调节后相继通过速关阀，调节汽阀，然后进入喷嘴作功，这时的调节汽阀全开，不起调节作用。给水泵汽轮机的轴封蒸汽来自主机轴封系统；排汽通入主机排汽装置。保护系统配备机械式危急保安装置，用于超速保护和轴位移保护。两台给水泵汽轮机并联运行，可驱动每台锅炉给水泵50%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵与一台30%BMCR容量的电动泵组并联运行，可供给锅炉100%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵作单泵运行时，可供给锅炉60% BMCR的给水量。
四、我厂给水泵汽轮机控制方式：
我厂给水泵小汽轮机MEH控制系统的控制方式有：
（1）自动方式。小机在遥控方式且汽泵给水主控投自动的情况下，小机通过把从给水主控逻辑输出的汽包水位主控输出（流量指令），经一系列运算转换成小机远控指令，此远控指令经运算后转变为小机转速信号，输入转速控制回路控制小汽轮机的转速。转速控制范围是3000-5600r/min。
（2）转速自动控制方式。运行人员给定目标转速，由转速闭环回路控制汽轮机的转速随给定值变化。转速控制范围是0-5600r/min。
（3）手动控制方式。这是一种备用方式。当发生异常情况时，按小机MEH画面切手动按钮，将小机控制方式切换到手动方式，直接设定小机PID输出来控制高压调节阀和低压调节阀的开度来保持或改变汽轮机的转速，其转速控制范围在0-5600r/min。
三种控制方式的切换：小机冲转时转速在3100r/min以下时，小机为转速自动控制方式，速关阀全开，通过设定小机目标转速使高、低调开启，小机转速上升。当转速大于3100r/min时，给水画面按遥控请求按钮，小机MEH画面按远方控制按钮，便切换到遥控方式。
在小机遥控方式下，若汽泵给水主控在自动控制方式下，小机接收给水主控下发的小机远控指令来调节小机转速，使汽泵给水流量达到要求值。
正常运行情况下机组负荷大于145MW，给水主控进入三冲量控制，主蒸汽流量、给水流量和汽包水位三冲量经积分运算后作为汽包水位主控输出（流量指令），此输出与偏置取和经积分运算后作为小机远控指令，此小机远控指令经系数换算后作为电泵勺管跟踪值。小机参考指令与小机实际转速经积分运算后作为小机PID输出，经函数运算后分别作为小机高、低调指令。21小机PID输出在35以下时，高调门指令为0%，PID输出为50时，高调门指令为23%，PID输出为100，高调门指令为100%，高调门指令范围为0-100%。21小机PID输出为0时，低调门指令为0%，PID输出为5.34时，低调门指令为23.26%，PID输出为41.19时，低调门指令为82.56%，PID输出为50时，低调门指令为100%，低调门指令范围为0-100%。22小机PID输出在35以下时，高调门指令为3%，高调门最大指令为16%。高调门指令范围为3-16%。 22小机低调门PID输出与低调门指令对应关系及指令范围与21小机一致。
五、我厂给水泵汽轮机控制方式切换条件及应对措施：
正常运行中小机控制跳出遥控的条件有：1、小机参考指令与小机DCS选择后的指令偏差大于500rpm；2、小机手动请求；3、小机转速自动按钮；4、小机遥控允许条件消失；5、小机目标值高于5600rpm或低于3000rpm；6、小机参考指令高于5600rpm或低于3000rpm；7、小机实际转速大于5600rpm或低于3000rpm；8、小机速关阀开度小于90%；9、小机DCS选择后的指令低于2800rpm；10、小机给水流量要求与小机远控指令偏差大于100rpm或两个指令均坏点；11、小机已脱扣或脱扣条件满足；12、小机超速实验。
若小机在正常运行中跳出遥控，则可通过在小机MEH画面设定小机目标转速及升速率的方式来改变小机转速，进而调节汽泵给水流量。
正常运行中小机切换到手动方式的条件有：1、小机实际转速与小机参考指令偏差大于1000rpm；2、小机手动按钮；3、小机转速测点故障；4、小机已脱扣或请求脱扣条件满足；5、小机PID偏差大。
小机切至手动方式后，则只能通过在小机MEH画面手动设定小机PID输出的方式来调节小机高、低调门开度，来调节小机转速，进而调整汽泵给水流量。
六、我厂给水泵汽轮机高、低调门反馈跟踪指令情况：
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从曲线可以看出21小机高调门在指令为0时，反馈为3%，指令为8时，反馈为4%，可以看出21小机高调门存在卡涩及反馈与指令偏差较大的情况。21小机低调门在指令为74%时，反馈为67%，低调门反馈与指令有7%的偏差。
从图中可以看出，22小机高调门在指令为最小值3%时，反馈为7%，指令为10%时，反馈为6.4%，22小机高调门存在卡涩及反馈与指令偏差较大的情况。22小机低调门在指令为74%时，反馈为75%，低调门反馈与指令有1%的偏差。
以上可以看出两台小机高调门均存在卡涩情况，因此在机组运行中要随时关注小机调门调节情况，避免给水流量大幅波动，造成汽泵转速大幅调整，进而使小机高低调门指令大幅波动，影响小机的稳定运行。要熟练掌握汽泵跳闸的事故预想，熟练掌握小机各种工况下的控制方法，确保机组给水系统的稳定运行，使机组能安全稳定运行。