阀门流量特性曲线对协调控制有什么影响？.docx

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1、阀门特性曲线是汽轮机DEH中一个重要的函数。如果曲线与阀门实际特性不相符，将直接影响机组的调节控制。在机组实际运行过程中，如出现曲线偏离实际情况，可以根据机组运行情况进行适当的修改，从而改善汽轮机DEH的调节品质，实现机组的稳定、安全运行。案例一：江苏某电厂一期工程2600MW机组采用N600-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机。机炉协调控制策略是锅炉调节机前主蒸汽压力，汽机调节发电功率。在机组调整试运后期，机组投入协调。在负荷小于550MW下，机组能够稳定运行；当负荷将近600MW时，机组发电功率、机前压力等参数出现较大波动，系统处于不稳定状态，此

2、时机前主蒸汽压力在额定压力24.2MPa左右波动，波动的幅度约为0.8MPa,机组发电功率在590610MW波动，汽机高调门开度在36%40%波动，中调门全开，锅炉的燃烧系统、配风系统、给水系统等随着机前主蒸汽压力的波动而振荡。分析系统产生波动的原因，发现机组发电功率波动幅度在20MW左右，而且波动的速度很快。初步分析，问题应该不是由锅炉侧引起的。为此，在机组发电功率为600MW时，解除机炉协调控制，转成汽机跟随模式。此时，锅炉的给煤量不变，如果煤质不发生变化，则锅炉给水也不会发生变化，这样可认为锅炉对整个系统的变化基本不会产生影响。机组转为汽机跟随模式后，机前主蒸汽压力仍然在24.2MPa上

3、下波动，汽机高调门也在37%左右振荡。由上面的现象可以推定，机组的波动应该是由汽轮机DEH引起的。通过检查DEH的逻辑，找到了汽轮机高调门的流量特性曲讨斤:AA1.CM/OOOOO0864211图来、tefcrjl如织QAlAAlfIO20406080100流信指令/%图1汽轮机高压调门的流量特性曲线从图1中可看出，阀门开度大于30%时已经进入了大阀区，此时理论上阀门开度的变化对流量的影响很小。而机组在带600MW负荷时，高调门开度已达到了37%,此时根据流量特性曲线，增加1%的蒸汽流量，需调门开度增加3.19%o在这种工况下,如果机组由于某种原因产生扰动，导致机前主蒸汽压力升高（或降低），这

4、时就要求增加（或减少）通过汽机的蒸汽流量，以保持机前压力的稳定如果图1的特性曲线与阀门实际特性相符，随着阀门的调节,机前主蒸汽压力将逐渐趋于稳定，机组扰动将被消除。但从实际情况看，系统并没有趋向稳定，随着机前蒸汽压力的增大，根据阀门特性曲线增加阀门开度以加大蒸汽流量，但阀门开大后机前主蒸汽压力迅速下降，说明蒸汽流量的增加超过了特性曲线计算的值；机前主蒸汽压力下降又要求阀门关小以保持压力的稳定，而阀门关小后机前主蒸汽压力又迅速上升，说明蒸汽流量的减少又超过了流量特性曲线计算的值。如此即形成了机前蒸汽压力和调门开度的振荡。从上面分析看，在阀门开度较大的情况下，汽轮机阀门流量特性曲线与实际情况不相符

5、，实际蒸汽流量随阀门开度的变化大于曲线所计算的值。为此，在咨询了汽轮机厂家之后，对阀门特性曲线进行了修正。由于特性曲线只在阀门开度较大的情况下才偏离实际，因此只在大阀区内进行了修正。图2显示了特性曲线的修正。100-I4020修改前、修改后0708090100流量指令/%图2特性曲线的修正从图2中可以看出，曲线的主要修正使得在调门开度30%40%之间特性曲线的斜率变小。这是因为在这一阀门开度区间，阀门开度的变化仍然对蒸汽流量有一定影响。在原曲线中增加1%的蒸汽流量需增加3.19%的阀门开度，修改后只需增加1.9%。曲线修改后下装至过程处理单元(DPU),在实际的运行中显示，修改后的曲线与实际情

6、况较为吻合。机组在汽机跟随模式下，DEH能较好地控制机前蒸汽压力；而在机炉协调模式下，对机组的发电功率也能较好地控制。如果无法对特性曲线进行修改，也可以从以下两方面减少或避免机组的波动：（D避免阀门在大阀区工作；（2）减少汽机主控PlD的比例系数,增大PID的积分时间，使得汽机对偏差的响应变慢，从而降低机组的波动。由于机组的波动是由特性曲线与实际偏差引起的，因此修改曲线才是主要的解决办法，其他的方法只是辅助的手段，只在曲线无法修改或修改后效果不满意的情况下才使用。案例二：江西某电厂一期工程2x600MW机组采用N600-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排气凝汽式汽

7、轮机。机炉协调控制的策略是锅炉调节机前主蒸汽压力，汽机调节发电功率。在机组168h试运之前已进行了协调变负荷试验，负荷变化率为12MWminz变负荷范围为450540MW,在变负荷的过程中发电功率、主蒸汽压力、主蒸汽温度等参数都处于较理想的状态。在机组168h试运结束后1个多月，机组试投顺序阀。为此，在机组负荷为550MW时从单阀控制转为顺序阀控制，此时主蒸汽压力为24.2MPao切换后3、4号高调门为全开位置，1号高调门在接近全开位置，2号高调门在5%以下。从运行的工况看，机组的波动较大，并且机组发电功率和机前主蒸汽压力朝相反的方向波动，即在调节的过程中，发电功率增加时主汽压力下降，发电功率

8、减少时主汽压力上升。这说明机组发电功率的波动不是由主汽压力的波动造成的，由于此时主汽压力是由锅炉调节，故机组工况的波动不是由锅炉侧引起的。从发电功率和调门开度的关系分析，发电功率高于设定值时，1号高调门关小，调门关小后发电功率又迅速降低到设定值以下；发电功率低于设定值时，1号高调门开大，调门开大后发电功率又迅速增加到设定值以上。这说明汽机对偏差的响应过快,调门变化太大。解决机组运行波动的问题应该从汽轮机的调门特性考虑，适当地修改阀门特性曲线，使得阀门流量的分配更接近实际情况，减少机组的波动。为此，分析顺序阀调门的特性曲线。图3显示了DEH中顺序阀的特性曲线。流量指令/%009080706050

9、403020100图3顺序阀的特性曲线图3中显示，随着流量指令的增加，3、4号高调门先开，在流量指令为60%时3、4号高调门全开;流量指令在57.7%时1号高调门开始开启，到86.6%时1号高调门全开；流量指令在85.6%时2号高调门开始开启，到100%时2号高调门全开。各调门之间有一定的重叠度。阀门特性曲线的修改应该在大量试验数据的基础上进行，由于机组投入正式运行才1个多月，还没有进行阀门曲线的标定，因此只能根据具体的现象作一定的修改。针对机组在550MW运行时波动较大，在此段曲线进行修改。此时,3、4号高调门全开,1号高调门在接近100%,2号高调门在5%开度以下。适当的修改1号高调门曲线的斜率，使得斜率变小，即阀门随流量指令的变化率变小，从而使阀门开度变化减少，降低汽机对机组偏差的响应速度,减少机组的波动。另外还可以修改1、2号高调门的重叠度，减少他们之间的重叠，延缓2号高调门的开启，从而达到同样的目的。另外，机组在这种工况运行时，1号高调门接近全开，2号高调门接近全关，而调门在接近全开和接近全关时线性度都比较差，因此不适宜长时间停留在这种状态，如果由于发电负荷的要求必须停留在该负荷点，建议由顺序阀控制状态切到单阀控制状态。