朱立軍

摘 要： 汽輪機(jī)閥門流量特性與實(shí)際流量特性不符，會(huì)影響機(jī)組負(fù)荷控制精度和一次調(diào)頻能力。以大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司200MW機(jī)組為例，分別就單閥控制方式和順序閥控制方式下對(duì)閥門流量進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。優(yōu)化后的閥門流量特性曲線獲得了較好的連續(xù)性和線性度，提高了機(jī)組負(fù)荷控制精度及一次調(diào)頻合格率。

關(guān)鍵詞： 流量特性；單閥；多閥；重疊度

1前言

大唐長(zhǎng)春熱電發(fā)展有限公司6號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的亞臨界、單軸、一次中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)，配置有四個(gè)高壓調(diào)門（GV）。DCS系統(tǒng)和DEH控制系統(tǒng)均采用上海新華控制工程有限公司的XDPS-400控制系統(tǒng)。

2 DEH負(fù)荷控制原理

DEH控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷要求，計(jì)算出與當(dāng)時(shí)主汽參數(shù)相對(duì)應(yīng)的流量值，經(jīng)過高低負(fù)荷限制，輸出到閥門管理程序，通過閥門管理程序換算成與之對(duì)應(yīng)的閥門開度。單閥運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)總的流量信號(hào)平均加到各個(gè)高壓調(diào)節(jié)門上；順序閥控制時(shí)，流入汽輪機(jī)的蒸汽流量是各閥門流量的總和，它將按順序依次加到GV1-GV4上，各閥門按順序啟閉，相鄰的兩個(gè)閥門在開啟時(shí)有一定的重疊度。通常認(rèn)為當(dāng)閥門前后的壓力比P2/P1=0.95～0.98時(shí)，閥門就算全開。重疊度的選取要經(jīng)過方案比較，一般以前一閥門開至閥門前、后的壓力比P2/P1=0.85～0.90時(shí)，后一閥就開始開啟為合適，而閥門流量特性曲線就是流量與閥門開度轉(zhuǎn)換的函數(shù)。

3 閥門流量特性曲線整定必要性

6號(hào)機(jī)組自2010年投產(chǎn)以來，由于機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行，高溫高壓蒸汽對(duì)各高壓調(diào)速汽門通流部分產(chǎn)生持續(xù)沖刷，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)閥門函數(shù)曲線不能像出廠前與閥門特性完全匹配，另外停機(jī)過程或進(jìn)行打閘試驗(yàn)時(shí)高壓調(diào)速汽門的快速關(guān)閉也會(huì)對(duì)閥芯的節(jié)流部件造成一定程度的撞擊，都將影響閥門的流量特 性，因此有必要通過試驗(yàn)分析、修正、優(yōu)化閥門函數(shù)，在滿足汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，達(dá)到提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效率。

2016年9月9日，國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司電力調(diào)度控制中心和吉林省電力科學(xué)研究院有限公司共同組織技術(shù)人員對(duì)6號(hào)機(jī)組進(jìn)行一次調(diào)頻性能測(cè)試工作。2016年10月15日，吉林省電力科學(xué)研究院將6號(hào)機(jī)組一次調(diào)頻的試驗(yàn)報(bào)告的電子版?zhèn)骰毓?，根?jù)試驗(yàn)報(bào)告的結(jié)論，6號(hào)機(jī)組運(yùn)行在閥控方式、功控方式和協(xié)調(diào)控制方式下，不能夠保證一次調(diào)頻《火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)導(dǎo)則》（Q/GDW669-2011）的要求。需要對(duì)6號(hào)機(jī)組的DEH系統(tǒng)閥門流量特性進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

4 流量特性曲線的整定

2014年6月，在6號(hào)機(jī)組大修期間，進(jìn)行了閥門流量特性試驗(yàn)，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)修改了原閥門流量特性曲線。

4.1 試驗(yàn)步驟

（1）試驗(yàn)過程中撤除AGC、CCS遙控方式。

（2）DEH在閥位控制方式下（MW、IMP回路切除），由操作員改變閥位指令目標(biāo)值達(dá)到各試驗(yàn)工況的變化。

（3）鍋爐在整個(gè)試驗(yàn)過程中須維持一個(gè)恒定的主蒸汽壓力，這個(gè)壓力就是試驗(yàn)開始時(shí)閥門全開且負(fù)荷不超發(fā)的主汽壓力。

（4）DEH逐點(diǎn)給定閥位，爐控調(diào)整汽壓穩(wěn)定后，DEH采集數(shù)據(jù)。

（6）試驗(yàn)順序：閥門全開→單閥降程試驗(yàn)→（閥門全開后）閥切換→順序閥降程試驗(yàn)→閥門全開→DEH恢復(fù)。從閥門全開工況開始到最低點(diǎn)，而后全開后閥切換，由全開工況再到最低點(diǎn)，再次全開后切回單閥。

（7）恢復(fù)試驗(yàn)前DEH組態(tài)。

5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

長(zhǎng)春二熱6號(hào)機(jī)組采用上海新華控制工程有限公司的XDPS-400控制系統(tǒng)

5.1 單閥控制方式下閥門流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

單閥控制方式下閥門流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)整理后如表1所示

由表1可以看出，計(jì)算得出的閥門實(shí)際流量與閥門流量指令之間存在偏差，差值在-10.89%～-0.18%之間變化，影響了機(jī)組控制的穩(wěn)定性。這說明目前的類單閥控制方式下閥門流量特性曲線與實(shí)際情況不吻合，需要進(jìn)行優(yōu)化。

由于試驗(yàn)中GV1～GV4指令下降到31.505%時(shí)機(jī)組已經(jīng)到最低穩(wěn)燃負(fù)荷，故僅對(duì)GV1～GV4指令在31.505%及以上的閥門流量特性進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過合理簡(jiǎn)化計(jì)算，保留原有的預(yù)啟開度，擬合出與實(shí)際情況較吻合的單閥控制方式下新閥門流量特性函數(shù)如表2所示，新閥門特性曲線圖與原閥門特性曲線圖的對(duì)比如圖1所示。

5.2 順序閥控制方式下閥門流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

順序閥控制方式下閥門流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)整理后如表3所示

由表3可以看出，計(jì)算得出的閥門實(shí)際流量與閥門流量指令之間存在偏差，影響了機(jī)組控制的穩(wěn)定性。這說明目前的類順序閥控制方式下閥門流量特性曲線與實(shí)際情況不吻合，需要進(jìn)行優(yōu)化。

由于試驗(yàn)中GV1～GV4指令下降到41.5%時(shí)機(jī)組已經(jīng)到最低穩(wěn)燃負(fù)荷，在順序閥控制方式中，當(dāng)閥門流量指令為87%時(shí)，GV4閥門指令為0%，當(dāng)閥門流量指令為67%時(shí)，GV3閥門指令為0%。故對(duì)閥門流量指令35.5%及以上的閥門流量特性進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過合理簡(jiǎn)化計(jì)算，保留原有的預(yù)啟開度，擬合出與實(shí)際情況較吻合的順序閥控制方式下新閥門流量特性函數(shù)如表4所示。

6 結(jié)論

該通過表1、表2繪制了修正前后的流量特性曲線，并且對(duì)機(jī)組進(jìn)行一次調(diào)頻測(cè)試試驗(yàn)，通過單閥曲線和順閥曲線都發(fā)生了一定的變化，在相同的負(fù)荷指令下，單閥控制方式時(shí)閥門開度較整定前小3%～4%，順閥控制方式時(shí)GV1、GV2開度相對(duì)增大且曲線變得平緩些，GV3、GV4的開度變化較大，且重疊度變小了。在協(xié)調(diào)控制方面，經(jīng)過機(jī)組運(yùn)行后的自動(dòng)調(diào)試，DEH的實(shí)際負(fù)荷響應(yīng)較以前明顯提高，達(dá)到了協(xié)調(diào)控制的要求。

參考文獻(xiàn)

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