摘要：汽輪機閥門管理程序中閥門流量特性曲線的真實性，直接影響機組協(xié)調(diào)控制的品質(zhì)、一次調(diào)頻動作合格率以及閥門單閥/多閥切換。以廣西某發(fā)電公司220MW機組為例，對高壓主汽閥流量特性曲線進行實測，介紹高壓調(diào)閥流量特性曲線實測方法及數(shù)據(jù)處理方法。

　　關鍵詞：一次調(diào)頻;流量特性;閥門開度;協(xié)調(diào)控制

　　閥門流量特性曲線表述的是閥門開度與通過閥門的蒸汽流量的對應關系。如果汽輪機閥門流量特性曲線與實際流量特性相差較大，在一次調(diào)頻動作或變負荷時，容易造成負荷變化過大或不足;同時在閥門單、多閥切換時造成負荷波動較大，影響機組的穩(wěn)定運行。單、多閥的切換目的是為了提高機組的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性，其實質(zhì)是實現(xiàn)節(jié)流調(diào)節(jié)與噴嘴調(diào)節(jié)的無擾切換，解決變負荷過程中的均熱要求與部分負荷經(jīng)濟性的矛盾。DEH閥門流量特性試驗就是通過試驗的方式得到閥門流量特性曲線，以解決在單、多閥切換過程中出現(xiàn)的負荷擺動的現(xiàn)象，優(yōu)化機組負荷控制精度及一次調(diào)頻動作情況正確性，保證機組的安全運行。

　　1設備概況

　　廣西某發(fā)電公司2號汽輪機為北京重型電機廠生產(chǎn)的N200—12.7/535/535型汽輪機，一次中間再熱、抽氣冷凝式汽輪發(fā)電機組，于1995年11月投產(chǎn)發(fā)電。自投產(chǎn)后經(jīng)過了多次設備改造，原熱控系統(tǒng)是西安儀表廠生產(chǎn)的JKDT數(shù)字組裝儀表和YS80系列數(shù)字調(diào)節(jié)儀表，DAS采用國產(chǎn)的EDPF一1000NEW型儀表，還采用了大量的常規(guī)儀表。

　　改造后采用了北京和利時系統(tǒng)工程有限公司的MACS系統(tǒng)。DCS按功能劃分為CCS、SCS、DAS、FSSS、DEH。汽輪機控制由原來的機械一液壓式控制系統(tǒng)方式改為數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)。原機械一液壓式控制是通過機械凸輪配汽機構來控制各高壓調(diào)門的開度，而DEH是通過閥門管理功能來實現(xiàn)各高壓調(diào)門的開度。如果在DEH里還是按原機械凸輪配汽曲線進行配汽，將加大各調(diào)門的節(jié)流損失，降低汽輪機的效率。在這樣的情況下有必要對廣西某發(fā)電公司2號汽輪機的閥門流量特性進行實測，以解決在單、多閥切換過程中出現(xiàn)的負荷擺動現(xiàn)象，優(yōu)化機組負荷控制精度及一次調(diào)頻動作情況，保證機組的安全運行。

　　2試驗方法和步驟

　　2.1單閥狀態(tài)下的試驗

　　1)將機組在協(xié)調(diào)方式下運行，負荷緩慢升至機組額定負荷(220MW)，通過操作調(diào)整使主蒸汽壓力緩慢降低，直到4個高壓調(diào)門全開。此時的運行工況為：4個高壓調(diào)門全開，負荷維持在220MW并保持相對穩(wěn)定，主汽壓力及主汽溫度保持相對穩(wěn)定。記錄此時4個高壓調(diào)門全開的主蒸汽壓力及調(diào)節(jié)級壓力。2)退出機組協(xié)調(diào)運行方式，并聯(lián)系調(diào)度退出一次調(diào)頻功能，DEH應在閥位控制方式下切為本地操作。鍋爐維持此時的主蒸汽壓力及主蒸汽溫度。3)由電廠熱工DCS維護人員在DEH邏輯中，操作4號高壓調(diào)門(GV)的控制輸出指令，以每次減少5%的指令開始關閉GV，直到全關GV。每次減少5%時，記錄有關參數(shù)：閥位給定、流量指令、閥位開度(LVDT(GV。一GV))、主汽壓、調(diào)節(jié)級壓力、主汽溫、高壓排汽壓力、高壓排汽溫度、實際功率、給水流量、主蒸汽流量等。

　　4)4號高調(diào)門全關后，電廠熱工DCS維護人員以每次增加5%的指令開始開啟GV，直到全開。為真實獲取調(diào)門的流量特性，試驗過程中，主蒸汽壓力及主蒸汽溫度必須維持穩(wěn)定不變，若試驗過程中主蒸汽壓力或溫度發(fā)生波動，每個點要求維持5—1Omin，確保試驗過程主蒸汽壓力及溫度相對穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)。5)GV。、GV、GV。的閥門特性測試過程重復以上步驟進行。6)單閥試驗完畢后，為了避免部分負荷下閥切換帶來的負荷波動，應在220MW負荷進行閥切換，因此時單閥與多閥的實際閥門開度都是100%。機組控制方式由單閥控制切換為順序閥方式。

　　2.2多閥狀態(tài)下的試驗

　　1)對DEH中的順序閥邏輯中的重疊度進行修改，設置重疊度為0。DEH控制方式為閥控方式，由運行人員操作，DEH閥位由100%住下降，每次降2.5%，并保證關閉閥門在全關位置停留作為試驗點(88%、68%)。機組開始降負荷，通過每一個點，維持當前主汽壓，記錄有關參數(shù)。2)在順序閥方式下從高負荷開始逐漸減負荷至最低負荷，該過程中要求維持主蒸汽壓力，若試驗過程中主蒸汽壓力發(fā)生波動，每個點要求維持5—103)完成降負荷過程后，開始加負荷，按照下降時試驗點進行試驗，維持主汽壓穩(wěn)定，記錄有關參數(shù)，最終高調(diào)門恢復全開狀態(tài)，機組負荷恢復試驗前負荷。4)試驗完畢后，恢復試驗前DEH組態(tài)內(nèi)容。并恢復一次調(diào)頻功能。

　　3閥門流量

　　曲線試驗數(shù)據(jù)的處理和閥門管理程序優(yōu)化根據(jù)試驗獲取的數(shù)據(jù)進行處理、優(yōu)化閥門管理程序。通過如下數(shù)據(jù)處理過程得出實際流量與閥門開度特性曲線，實際流量Q通過如下公式得出。Q(%)=(IMP/IMPo)×(/)，式中：IMP為調(diào)節(jié)級壓力，MPa;刪rP0為閥門全開時試驗調(diào)節(jié)級壓，MPa;TPR為閥門全開時試驗壓力值，試驗時要求試驗壓力穩(wěn)定，MPa;TP為不同負荷下的試驗壓力，MPa。

　　3.1閥門流量

　　曲線試驗數(shù)據(jù)的處理在DEH單閥方式下，分別對GV廠GV高壓調(diào)門進行流量特性試驗。根據(jù)閥門特性實測的數(shù)據(jù)分析如下：1)高壓調(diào)門在0%一10%范圍內(nèi)基本沒有流量，在20%70%范圍內(nèi)流量變化較大，在70%以上閥位時基本達到全流量，此時曲線開啟狀態(tài)較陡，基本呈現(xiàn)垂直、迅速開啟狀態(tài)。如果嚴格按照該曲線修改邏輯的話，在低流量時，閥門動作幅度較大，加上之前該機組沖轉過程中，對轉速控制還算穩(wěn)定，因此，為了避免低流量時閥門動作幅度過大，對該曲線做了優(yōu)化，使之在較低流量時按照原有曲線不做修改，在較高流量時才采用流量曲線。

　　4結語

　　汽輪機調(diào)門的流量特性曲線一般由DEH廠家按照汽輪機廠家的參數(shù)要求進行設置，但是本案例中DEH是由老機組改造而來，之前并沒有任何關于流量特性曲線的技術參數(shù)，因此必須通過實際測量的方式得出每個調(diào)門的開度與流量，為每個調(diào)門重新設置流量特性曲線和重疊度。通過實測數(shù)據(jù)得出的曲線對DEH邏輯進行修改后，該機組在閥門切換過程中的負荷波動明顯減小，自動控制品質(zhì)也有了一定的提高，同時一次調(diào)頻的合格率也有所提高，保障了機組及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和發(fā)供電質(zhì)量，達到了理想的效果。

　　參考文獻

　　【1】谷俊杰，丁常福.汽輪機控制監(jiān)視和保護【M】.北京：中國電力出版社，2002.

　　[2]邵和春.汽輪機運行【M】.北京：中國電力出版社，2006.

　　【3]王爽心，葛曉霞.汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)【M].北京：中國電力出版社，2004.

　　汽輪機論文投稿刊物：《東方汽輪機》Dongfang Turbine(季刊)2009年創(chuàng)刊，是公開發(fā)行的技術期刊，主要刊登透平機械及新能源發(fā)電設備設計、制造、運行等方面的論文和總結，也刊登反映國內(nèi)外透平機械相關領域的有獨到見解的綜述或編譯文章。