高壓調(diào)節(jié)閥門流量運(yùn)行特性研究

李濱

摘要：本文通過(guò)對(duì)某廠汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門流量運(yùn)行性能的測(cè)試，考察了高壓調(diào)節(jié)閥門單閥運(yùn)行及順序閥運(yùn)行時(shí)，各閥門開(kāi)度、機(jī)組負(fù)荷與主蒸汽流量三者之間的變化關(guān)系，通過(guò)數(shù)據(jù)及相應(yīng)曲線分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)組原始設(shè)定閥門重疊度不合理，影響了機(jī)組跟負(fù)荷反應(yīng)速率，針對(duì)此現(xiàn)象提出了整改建議

關(guān)鍵詞：高壓調(diào)節(jié)閥；閥門開(kāi)度；主蒸汽流量；重疊度

汽輪機(jī)的閥門流量特性是指汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度與通過(guò)閥門的蒸汽流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，并網(wǎng)條件下的再熱凝汽式汽輪機(jī)的中壓調(diào)節(jié)閥門不再參與調(diào)節(jié)，此時(shí)汽輪機(jī)的閥門流量特性指高壓調(diào)節(jié)閥門與蒸汽流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)研究文獻(xiàn)表明，汽輪機(jī)的閥門流量特性具有非線性特征，為了保證汽輪機(jī)的線性控制，就需要設(shè)置閥門流量函數(shù)使其用于控制高壓調(diào)節(jié)閥的總閥位指令與蒸汽流量能夠呈近似線性關(guān)系。汽輪機(jī)的閥門流量函數(shù)是指總閥位指令與調(diào)節(jié)閥門之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系函數(shù)，通過(guò)調(diào)整設(shè)置閥門流量函數(shù)最終達(dá)到線性控制的目的。汽輪機(jī)的閥門流量函數(shù)通常由汽輪機(jī)廠家給出，同類型機(jī)組往往采用相同的參數(shù)設(shè)置。然而由于機(jī)組個(gè)體差異以及長(zhǎng)期運(yùn)行、維護(hù)、檢修等原因，可能造成原始的流量函數(shù)與實(shí)際閥門流量特性不匹配。若此不匹配達(dá)到一定程度，汽輪機(jī)功率控制的非線性加劇，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)際機(jī)組的一次調(diào)頻性能、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）性能和自身穩(wěn)定性下降。嚴(yán)重時(shí)，可能導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)持續(xù)的功率波動(dòng)，最終引起電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩事故。對(duì)此需要根據(jù)機(jī)組實(shí)際的汽輪機(jī)閥門流量特性優(yōu)化閥門流量函數(shù)，以消除由非線性控制帶來(lái)的種種不利影響。確定機(jī)組實(shí)際閥門流量特性的常規(guī)做法是通過(guò)汽輪機(jī)閥門流量特性試驗(yàn)獲得。本文中，通過(guò)分析機(jī)組運(yùn)行參數(shù)與閥門流量特性的關(guān)系，研究得出一套閥門流量特性在線監(jiān)測(cè)優(yōu)化方法。利用此方法能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪機(jī)閥門流量特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線優(yōu)化，而無(wú)需進(jìn)行閥門流量特性試驗(yàn)。最后，文中通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例對(duì)此方法的應(yīng)用效果進(jìn)行了說(shuō)明和驗(yàn)證。

1高壓調(diào)節(jié)閥實(shí)際情況

某發(fā)電廠汽輪機(jī)組是上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.5/550/550型亞臨界、四缸四排汽、中間再熱、沖動(dòng)式凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。該汽輪機(jī)共8個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥，巳兩兩同步以控制主蒸汽流量，經(jīng)過(guò)運(yùn)行人員長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，原定高調(diào)閥重疊度設(shè)置不合理，在機(jī)組升負(fù)荷時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷遲滯現(xiàn)象，為驗(yàn)證此類現(xiàn)象并提出整改建議，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行了閥門特性試驗(yàn)，觀察閥門開(kāi)度一主汽流量特性，試驗(yàn)共2個(gè)工況，分別在單閥運(yùn)行和順序閥運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。為保證機(jī)組安全，單閥工況試驗(yàn)開(kāi)始負(fù)荷為166MW，順序閥工況試驗(yàn)開(kāi)始負(fù)荷為184MW

2單閣工況

3順序閥工況

從順序閥工況分析可知，負(fù)荷遲滯階段出現(xiàn)在GV5，GV6閥門開(kāi)度到達(dá)64%至100%時(shí)，此階段GVS，GV6的閥門開(kāi)度一直在增加，但是機(jī)組負(fù)荷及主蒸汽流量卻沒(méi)有明顯提升，直至GV7，GV8開(kāi)始打開(kāi)，負(fù)荷才開(kāi)始繼續(xù)提升。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)單閥工況、順序閥工況試驗(yàn)可知，機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥運(yùn)行狀態(tài)良好，對(duì)控制設(shè)定反應(yīng)較快。機(jī)組原設(shè)定高壓調(diào)節(jié)閥重疊度不合理，是造成機(jī)組升負(fù)荷過(guò)程中出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的主要原因，且遲滯現(xiàn)象出現(xiàn)在GVS，GV6閥門開(kāi)度到達(dá)64%至100%階段。建議廠家對(duì)高壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)度控制進(jìn)行重新設(shè)定，將機(jī)組重疊度設(shè)置為GVS，GV6閥門開(kāi)度到達(dá)64%時(shí)，GV7，GV8開(kāi)始打開(kāi)。

參考文獻(xiàn)

[1]盛鍇，周年光，宋軍英，雷濱，彭雙劍，尋新.再熱凝汽式汽輪機(jī)閥門流量特性在線監(jiān)測(cè)優(yōu)化[J].中國(guó)電力，2017，50（12）：62-67+105.

[2]陳彥峰.計(jì)及閥門流量特性的再熱凝汽式汽輪機(jī)模型及其仿真校驗(yàn)[J].湖南電力，2017，37（06）：17-20.

[3]武海澄.汽輪機(jī)DEH閥門流量特性仿真方法研究[J].安徽電力，2011，28（04）：27-30.

[4]鄭國(guó)，張甘泉，胡晏銘.300MW汽輪機(jī)主汽調(diào)節(jié)閥組流動(dòng)特性分析及優(yōu)化改造[J].中國(guó)電力，2016，49（04）：119-123.

（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）