汽機高壓缸閥組故障模塊自動投入邏輯優化方案

黃耀，薛成明，陳代超

（中廣核研究院有限公司，廣東深圳518124）

1 問題描述

某電廠汽機高壓缸由4路供汽通道進汽,每路設有1個截止閥和1個調節閥。在低功率運行（汽機負荷低于 10%） 時，1#、2#、4# 閥組監視模塊會產生故障信號，使其對應的閥組置于手動狀態。而實際上此時1#、2#、4#閥組對應的調節閥不需要開啟，不應產生的閥組故障。由于1#、2#、4#閥組調閥被置于手動狀態，會影響機組低功率運行時的操作，特別是在沖轉并網運行時，影響機組的穩定性。

圖1 進汽通道故障邏輯簡圖

2 問題分析

高壓缸閥組監視模塊GME0101/0201/0301/0401KC分別用于監視汽機負荷在10%以上時高壓缸4路進汽通道閥門或閥位探頭是否故障，其邏輯如圖1所示。以第1#路閥組故障監視GME0101KC為例，在汽機功率大于108.6MW、汽機未跳機、高壓缸未進行ATT試驗、且汽機沒有甩負荷信號時，若1#截止閥GSE0151VV關閉（閥位小于3%）、或GRE0151VV處于關閉狀態（閥位小于3%）、或1#調節閥閥位測量通道故障，其將使GME0101KC產生高缸1#進汽閥組故障，且會將此通道對應調閥與截閥置手動狀態。其余GME0201KC、GME0301KC、GME0401KC邏輯與GME0101KC類似，當四個閥組中有一個故障時將觸發GME954KA，同時切除高壓缸入口壓力控制；當四個閥組中有二個故障時將觸發GME955KA。

汽機調節系統根據轉速負荷設定值[1]，產生蒸汽需求量OSB值，并自動轉換成高壓缸4個進汽通道的調閥門開度需求值，轉換過程分別經過兩次函數的牛頓插值變換進行。經第一次變換，將主蒸汽需求量OSB值轉值分別轉換成四個高調節閥進汽設定值OSFD，OSFD值再經過第2次變換生成實際閥門開度需求值HSFD。其中1#、2#、4#號進汽通道調閥開度生成值經過的第一次變換函數相同，3#進汽通道調閥開度生成值經過的第一次變換函數存在差異。1#、2#、3#、4#號進汽通道調閥開度生成值經過的第二次變換函數均相同。如表1所示。

表1 閥門開度對應關系

根據如上數據，以及以閥門開度值大于3%時表示閥門已打開，不處于關閉狀態。經過反推，可得如式1和式2的結論。即蒸汽需要求量為28%時，高壓缸進汽通道1#、2#、4#號調節閥才開啟，而蒸汽需求量為10%時，3#號調節閥已優先開啟。

現場汽機沖轉并網的歷史數據如圖2。

其中GRE0003MY為汽機負荷，GRE0160NVXQ01為主蒸汽需求量OSB的值，GRE0161MYXQ01為高壓缸1#調節閥GRE0151VV的開度，GRE0161MYXH52為用于判斷高壓缸1#調節閥GRE0151VV是否開啟，GRE0361MYXQ01為高壓缸1#調節閥GRE0351VV的開度，GRE0361MYXH52為用于判斷高壓缸1#調節閥GRE0351VV是否開啟。主蒸汽需求量OSB值為28%時對應的汽機功率值為196MW，而主蒸汽需求量OSB值為10%時對應的汽機功率值為14MW。

圖2 高壓缸1#、3#調節閥開度、OSB蒸汽需求量、汽機負荷的關系

而高壓缸閥組監視模塊GME0101/0201/0301/0401KC邏輯中，若功率在10%PNOM（108.6MW）以上時，高壓缸進汽通道調節閥處于關閉將產生閥組故障，而10%PNOM時，只有高壓缸進汽通道3#調節閥處于開啟狀態，而1#、2#、4#調節閥仍處于關閉狀態，所以GME0101/0201/0401KC會產生閥組故障，進而產生GME953KA、GME955KA報警。即在低負荷運行時，高壓缸進汽通道3#調節閥為先導閥，其優先開啟，而其余三個調節閥在汽機功率達196MW時才開啟，因此高壓缸閥組監視模塊GME0101/0201/0301/0401KC邏輯中的判斷條件汽機在功率為10%PNOM設置太小，導致汽機在負荷低于196MW的正常運行時產生了高壓缸進汽通道故障。

3 改進方案

在由于高壓缸進汽通道在汽機負荷達196MW以上時，且經查詢現場低負荷運行時的多次歷史數據，在此功率值以上時，1#、2#、4#號調節閥才開啟，因此在196MW以下時，1#、2#、4#號調節閥處于正常關閉狀態，不應產生相應通道故障。為了防止出現上述異常故障以及產生故障后將閥組置手動狀態或切除高壓缸入口壓力控制而影響汽機穩定運行，將閥組故障邏輯中的負荷閾值提高到196MW以上，根據現場其他機組反饋信息，最終設定為217.2MW。