高壓調節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節閥門流量運行性能的測試，考察了高壓調節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系，通過數據及相應曲線分析，發現機組原始設定閥門重疊度不合理，影響了機組跟負荷反應速率，針對此現象提出了整改建議

關鍵詞：高壓調節閥；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節閥門開度與通過閥門的蒸汽流量的對應關系。一般來說，并網條件下的再熱凝汽式汽輪機的中壓調節閥門不再參與調節，此時汽輪機的閥門流量特性指高壓調節閥門與蒸汽流量的對應關系。工程實踐經驗和相關研究文獻表明，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，就需要設置閥門流量函數使其用于控制高壓調節閥的總閥位指令與蒸汽流量能夠呈近似線性關系。汽輪機的閥門流量函數是指總閥位指令與調節閥門之間的對應關系函數，通過調整設置閥門流量函數最終達到線性控制的目的。汽輪機的閥門流量函數通常由汽輪機廠家給出，同類型機組往往采用相同的參數設置。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，進而導致實際機組的一次調頻性能、自動發電控制（AGC）性能和自身穩定性下降。嚴重時，可能導致機組出現持續的功率波動，最終引起電網發生低頻振蕩事故。對此需要根據機組實際的汽輪機閥門流量特性優化閥門流量函數，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與閥門流量特性的關系，研究得出一套閥門流量特性在線監測優化方法。利用此方法能夠實現汽輪機閥門流量特性的實時監測和在線優化，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用效果進行了說明和驗證。

1高壓調節閥實際情況

某發電廠汽輪機組是上海汽輪機廠生產的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電機組。該汽輪機共8個高壓調節閥，巳兩兩同步以控制主蒸汽流量，經過運行人員長期運行發現，原定高調閥重疊度設置不合理，在機組升負荷時會出現負荷遲滯現象，為驗證此類現象并提出整改建議，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，負荷才開始繼續提升。

4結語

通過單閥工況、順序閥工況試驗可知，機組高壓調節閥運行狀態良好，對控制設定反應較快。機組原設定高壓調節閥重疊度不合理，是造成機組升負荷過程中出現遲滯現象的主要原因，且遲滯現象出現在GVS，GV6閥門開度到達64%至100%階段。建議廠家對高壓調節閥開度控制進行重新設定，將機組重疊度設置為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：天津聯維乙烯工程有限公司）