高壓調(diào)節(jié)閥門流量運行特性研究

李濱

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

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

汽輪機的閥門流量特性是指汽輪機調(diào)節(jié)閥門開度與通過閥門的蒸汽流量的對應(yīng)關(guān)系。一般來說，并網(wǎng)條件下的再熱凝汽式汽輪機的中壓調(diào)節(jié)閥門不再參與調(diào)節(jié)，此時汽輪機的閥門流量特性指高壓調(diào)節(jié)閥門與蒸汽流量的對應(yīng)關(guān)系。工程實踐經(jīng)驗和相關(guān)研究文獻表明，汽輪機的閥門流量特性具有非線性特征，為了保證汽輪機的線性控制，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)閥門之間的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)，通過調(diào)整設(shè)置閥門流量函數(shù)最終達到線性控制的目的。汽輪機的閥門流量函數(shù)通常由汽輪機廠家給出，同類型機組往往采用相同的參數(shù)設(shè)置。然而由于機組個體差異以及長期運行、維護、檢修等原因，可能造成原始的流量函數(shù)與實際閥門流量特性不匹配。若此不匹配達到一定程度，汽輪機功率控制的非線性加劇，進而導(dǎo)致實際機組的一次調(diào)頻性能、自動發(fā)電控制（AGC）性能和自身穩(wěn)定性下降。嚴重時，可能導(dǎo)致機組出現(xiàn)持續(xù)的功率波動，最終引起電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩事故。對此需要根據(jù)機組實際的汽輪機閥門流量特性優(yōu)化閥門流量函數(shù)，以消除由非線性控制帶來的種種不利影響。確定機組實際閥門流量特性的常規(guī)做法是通過汽輪機閥門流量特性試驗獲得。本文中，通過分析機組運行參數(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)測優(yōu)化方法。利用此方法能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪機閥門流量特性的實時監(jiān)測和在線優(yōu)化，而無需進行閥門流量特性試驗。最后，文中通過一個實際案例對此方法的應(yīng)用效果進行了說明和驗證。

1高壓調(diào)節(jié)閥實際情況

某發(fā)電廠汽輪機組是上海汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.5/550/550型亞臨界、四缸四排汽、中間再熱、沖動式凝汽式汽輪發(fā)電機組。該汽輪機共8個高壓調(diào)節(jié)閥，巳兩兩同步以控制主蒸汽流量，經(jīng)過運行人員長期運行發(fā)現(xiàn)，原定高調(diào)閥重疊度設(shè)置不合理，在機組升負荷時會出現(xiàn)負荷遲滯現(xiàn)象，為驗證此類現(xiàn)象并提出整改建議，對汽輪機進行了閥門特性試驗，觀察閥門開度一主汽流量特性，試驗共2個工況，分別在單閥運行和順序閥運行時進行。為保證機組安全，單閥工況試驗開始負荷為166MW，順序閥工況試驗開始負荷為184MW

2單閣工況

3順序閥工況

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

4結(jié)語

通過單閥工況、順序閥工況試驗可知，機組高壓調(diào)節(jié)閥運行狀態(tài)良好，對控制設(shè)定反應(yīng)較快。機組原設(shè)定高壓調(diào)節(jié)閥重疊度不合理，是造成機組升負荷過程中出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的主要原因，且遲滯現(xiàn)象出現(xiàn)在GVS，GV6閥門開度到達64%至100%階段。建議廠家對高壓調(diào)節(jié)閥開度控制進行重新設(shè)定，將機組重疊度設(shè)置為GVS，GV6閥門開度到達64%時，GV7，GV8開始打開。

參考文獻

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（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）