劉中華

（天津藍(lán)巢電力檢修有限公司，天津 300380）

在國(guó)家節(jié)能減排要求后，集團(tuán)公司為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，加大了節(jié)能降耗工作力度，定期對(duì)所屬各廠經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工作，由系統(tǒng)內(nèi)專家對(duì)所屬分子公司各發(fā)電廠生產(chǎn)情況進(jìn)行設(shè)備評(píng)估，查找問(wèn)題，2013 年，經(jīng)評(píng)提出高調(diào)門流量特性重疊度偏低，提出3 號(hào)機(jī)組2、3 號(hào)高調(diào)門開(kāi)度在40%時(shí)，4 號(hào)調(diào)門即開(kāi)始開(kāi)啟，4 號(hào)調(diào)門開(kāi)度40%時(shí)，1 號(hào)調(diào)門開(kāi)啟。估算閥門重疊度在40%左右。為了減少調(diào)門節(jié)流損失，對(duì)兩臺(tái)機(jī)組高調(diào)門進(jìn)行了流量特性試驗(yàn)。

對(duì)采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)來(lái)說(shuō)，一般都安裝幾只調(diào)速汽門，并規(guī)定了調(diào)速汽門一定的開(kāi)啟順序，且讓前一只調(diào)速汽門尚未全開(kāi)時(shí)，后一只調(diào)速汽門就提前開(kāi)啟，這一提前開(kāi)啟量，就稱為調(diào)速汽門的重疊度。速汽門重疊度的大小直接影響著配汽機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性，調(diào)速汽門重疊度選擇不當(dāng)，將會(huì)造成靜態(tài)特性曲線局部不合理。如重疊度太小，使配汽機(jī)構(gòu)特性曲線過(guò)于曲不是光滑和連續(xù)的，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)整負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷變化不均勻，使油動(dòng)機(jī)升程變大，調(diào)速系統(tǒng)速度變動(dòng)率增加，它將引起過(guò)分的動(dòng)態(tài)超速。

如調(diào)速汽門重疊度太大不但會(huì)使節(jié)流損失增加，而且會(huì)使局部速度變動(dòng)率變小，使靜態(tài)特性曲線斜率變小，或出現(xiàn)水平段，造成負(fù)荷擺動(dòng)或滑坡，這是不允許的。

汽輪機(jī)采用DEH 控制，DEH 系統(tǒng)提供閥門管理，閥門分為單閥/順序閥兩種運(yùn)行方式。在單閥方式下，高調(diào)門保持相同開(kāi)度，汽輪機(jī)全周進(jìn)汽，有利于汽輪機(jī)本體均勻受力受熱，但低負(fù)荷時(shí)節(jié)流嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性差。

在順序閥的方式下，高調(diào)門按照一定的順序開(kāi)啟，如果調(diào)節(jié)閥門重疊度設(shè)置不合理，可能出現(xiàn)負(fù)荷突變和調(diào)節(jié)緩慢的問(wèn)題，造成機(jī)組控制困難，影響了機(jī)組的安全性和變負(fù)荷能力，因此，機(jī)組的閥門流量特性合理優(yōu)化對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有很大影響，需要試驗(yàn)確定調(diào)門重疊度是否合適。

1 試驗(yàn)方案

（1）測(cè)取單/多閥控制方式下，高調(diào)門行程和流量之間的特性曲線。

（2）根據(jù)測(cè)取的特性曲線參數(shù)，進(jìn)行閥門流量特性計(jì)算。

2 試驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)

（1）《汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)試驗(yàn)導(dǎo)則》。

（2）《新華控制工程有限公司相關(guān)資料》。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取

（1）讀取XDPS 系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)。

（2）采集精度：≤1 秒/1 點(diǎn)。

4 系統(tǒng)配汽說(shuō)明

機(jī)組單閥開(kāi)啟：1#+2#+3#+4#。

機(jī)組順序閥開(kāi)啟：2#+3#-＞4#-＞1#。

5 試驗(yàn)條件

（1）機(jī)組必須維持額定主汽壓力。考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，在額定主汽壓力下會(huì)發(fā)生負(fù)荷超發(fā)現(xiàn)象，因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，可以適當(dāng)降低主汽壓力定值。

（2）機(jī)組負(fù)荷能在閥門全開(kāi)負(fù)荷到45%左右負(fù)荷范圍之間變化。否則，只能做一段曲線不完整。

（3）主要測(cè)點(diǎn)變送器、測(cè)量通道合格。

（4）試驗(yàn)程序、調(diào)試安裝符合試驗(yàn)要求（能去除閥門重疊度）。

6 試驗(yàn)方法

（1）蒸汽工況調(diào)整由鍋爐控制系統(tǒng)完成。

（2）閥門運(yùn)行工況由DEH 試驗(yàn)程序完成。DEH 在閥位控制方式下（退出遙控、MW、IMP 回路切除），改變給定值（即閥位指令），達(dá)到各試驗(yàn)工況的變化。

（3）壓力、溫度、給定值、流量、閥位、功率等參數(shù)采集，由DEH 完成。DEH 沒(méi)有的點(diǎn)，如高壓調(diào)門后壓力、高排溫度，由DCS 采集記錄。一般情況下，DEH 收集的數(shù)據(jù)能夠滿足要求。

（4）試驗(yàn)用的管理曲線采用無(wú)重疊度（試驗(yàn)開(kāi)始前在單閥狀態(tài)下或閥門全開(kāi)時(shí)關(guān)閉組態(tài)中第52 頁(yè)的BLOCK 25：輸出置為T。原曲線自動(dòng)變?yōu)闊o(wú)重疊度）。

（5）DEH 逐點(diǎn)設(shè)定給定值，爐控調(diào)整汽壓穩(wěn)定后，DEH采集數(shù)據(jù)。

（6）為了防止閥門全開(kāi)時(shí)超過(guò)機(jī)組允許負(fù)荷，主汽壓可適當(dāng)小于額定壓力，但整個(gè)過(guò)程應(yīng)保持基本不變，設(shè)定在15 ～16MPA。

7 試驗(yàn)過(guò)程

（1）試驗(yàn)準(zhǔn)備：DEH 置閥位控制方式（切除遙控和MW、IMP 回路）；升負(fù)荷至4 個(gè)高調(diào)全開(kāi)后，切至多閥（如原來(lái)就在多閥不用切），期間，在負(fù)荷不超發(fā)的前提下將汽壓控制在高位（例如，16MPa）；檢查DEH、DCS 歷史數(shù)據(jù)采集正常，關(guān)閉組態(tài)中第52 頁(yè)的BLOCK 25，輸出置為T。

（2）多閥流量特性試驗(yàn)：整個(gè)試驗(yàn)期間，盡可能保持主汽壓穩(wěn)定；由閥門全開(kāi)工況開(kāi)始，目標(biāo)值每次減5MW，減負(fù)荷速率為2MW/min，逐次減負(fù)荷到45%左右（如現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法降到該點(diǎn)也可，但應(yīng)做到盡量低的負(fù)荷即可），在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)停留約半分鐘；減到最低負(fù)荷后再回到閥門全開(kāi)工況（中間不停留）。

（3）單閥流量特性試驗(yàn)：閥門全開(kāi)后切至單閥，將組態(tài)中第52 頁(yè)BLOCK 25 的輸出置為F，然后，開(kāi)放該功能塊；由閥門全開(kāi)工況開(kāi)始，目標(biāo)值每次減5MW，減負(fù)荷速率為2MW/min，逐次減負(fù)荷到最低點(diǎn)，在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)停留約半分鐘；

弗留格爾公式求取（用于在線計(jì)算）：把調(diào)節(jié)級(jí)后的高壓缸所有級(jí)看成一個(gè)級(jí)組，利用弗留格爾公式，調(diào)節(jié)級(jí)壓力、調(diào)節(jié)級(jí)溫度，高壓缸排氣壓力，主流流量之間的關(guān)系式

圖1

圖2

圖4

式中，G1、G0代表變化后、前的主蒸汽流量；P01、P0代表變化后、前的調(diào)節(jié)級(jí)壓力；Pg、Pg1代表變化后、前的高壓缸排汽壓力；T01、T0代表變化后、前的調(diào)節(jié)級(jí)溫度。

（4）試驗(yàn)結(jié)束，恢復(fù)正?？刂?。

表2

8 整定計(jì)算及結(jié)果

8.1 修改單閥函數(shù)（表1）

表1

8.2 修改修正函數(shù)（表2）

8.3 試驗(yàn)及計(jì)算圖形（圖1、圖2、圖3、圖4）

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)單閥流量特性試驗(yàn)，閥門開(kāi)度在30%，流量的通流能力達(dá)到90%，閥門開(kāi)度在40%，閥門的流量通流能力到95%以上，基本上對(duì)閥門的流量影響比較微弱。通過(guò)閥門試驗(yàn)曲線看，4 號(hào)調(diào)門與1 號(hào)調(diào)門開(kāi)度從40%到100%基本不到一秒的響應(yīng)時(shí)間，對(duì)節(jié)流損失影響甚微。為了對(duì)機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力提高，綜合考慮了閥門管理方式，校正了流量曲線，對(duì)流量特性進(jìn)行了調(diào)整，對(duì)機(jī)組閥門的響應(yīng)速度得以提高，另外，曲線調(diào)整后，閥門負(fù)荷響應(yīng)平滑，降低了擺動(dòng)頻率，對(duì)機(jī)組的安全性有了較大的提高。