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DEH顺序阀控制参数整定
$ X* ~* ]4 v7 [9 O 新建大、中型机组中汽轮机,均采用数字电液控制系统(DEH)进行控制。通常,新建机组在试运行阶段,汽轮机处于单阀控制及汽轮机各高压调门同时参与调节,各调门开度相同。低负荷时,高压调门开度较小,因而高压调门的截流损失较大,不利于机组长期经济运行。
3 }& f3 h4 Y3 }+ ~ 因此,新建机组试生产结束后,为了提高机组运行的经济性,将汽轮机从单阀运行切换至顺序阀运行是一个非常重要的措施。尽管顺序阀控制是DEH中的一个基本功能,但由于现场安装等因素的影响,高压调门实际的流量特性与DEH中预置的流量特性曲线(DEH出厂时的预置值)会有差异。: D9 G5 Z+ {- t& ?( O
这一问题将导致在进行单阀—顺序阀切换时机组负荷扰动大,汽轮机主要运行参数出现异常变化,影响机组的安全。因此,在顺序阀功能投用前,应通过特性试验校验高压调门的实际流量特性,设置各高压调门之间的重叠度,使单阀—顺序阀的切换能平稳地进行,减小切换过程中对汽轮机重要参数的影响(如振动、瓦温等),保证机组安全稳定地运行。
6 a9 R# F( O7 ^3 }0 b1 DEH顺序阀控制原理, p' Y8 q5 S Q
顺序阀控制是DEH中机组功率控制的一种控制功能,按照汽轮机高压调门的开关顺序,对汽轮机流量指令进行分配,从而确定各高压调门的流量,最终确定各高压调门的开度。这些控制策略一般包含在DEH的阀门管理控制功能中。 `1 A1 u' ]/ x. w v5 T
扬州第二发电厂(以下简称扬二厂)选用西屋公司WDPF MODⅢ型数字电液控制系统,在顺序阀运行时,汽轮机的流量指令FDEM需经过背压修正、比例偏置修正、GV流量修正、GV流量开度函数修正后,产生各个GV的开度指令。控制原理见图1。1 r& O1 u6 J, n, j3 q5 ]* p
8 F/ j; p* \$ m6 O3 R. s9 o) ? FDEM可在机组负荷控制时手动给定或由功率调节器运算产生。流量背压修正函数F(X1)是机组流量需求与流量指令的修正函数。汽轮机在不同的流量作功时,汽轮机排汽压力随之变化,蒸汽焓降变化,相应的作功能力不同,因此需对不同的蒸汽流量指令进行修正。例如,随着负荷升高,汽轮机蒸汽流量增加,汽轮机排汽压力升高,流量需求必须通过修正产生实际的流量指令。通常这是由汽轮机的自身特性所决定,.无需试验整定。流量比例偏置(K+B)和GV流量修正函数F(X2)确定各高压调门在顺序阀控制方式下,调门的开启顺序、重叠度及流量指令。GV流量开度修正函数F(X3)是阀门的流量特性,是流量与阀位的对应关系,需要通过试验获得。
! M3 Q/ b! e4 Y( K: g$ ~2 顺序阀特性试验
- F$ A5 J7 S6 e, {; B0 Q# l& W$ k2.1 试验方法的确定% l @; p- K. k7 B6 k- p8 G9 \4 f
汽轮机在投入顺序阀控制前,运行在单阀方式下。由图1可知,流量指令直接通过GV流量开度修正函数F(X3)产生阀位指令,与其它函数无关,因此可优先整定GV流量开度修正函数F(X3)。
' s1 Q" E& C1 W 投入顺序阀运行后,可以实际校验各阀门的重叠度,设置流量比例偏置因子(K十B)和GV流量修正函数F(X2)。背压修正函数F(X1)是由机组的特性决定,因此无需整定。
" x) D( T' y `/ G2.2 GV流量开度修正函数F(X3)的特性试验
" ~6 M* V! G9 E' w" |8 p DEH工作在本机方式下,切除功率控制回路,手动运行。手动给定流量指令,测取流量指令FDEM与汽轮机蒸汽流量的函数关系。扬二厂1号机组试验时,在主蒸汽压力恒定的工况下(16.0 MPa),手动给定流量指令,测量不同负荷点的蒸汽流量。当流量指令与实际流量不成线性关系时,可以修正GV流量开度修正函数,直到满足要求为止。通过试验,得到GV流量开度修正函数F(X3),见表1。! _, W$ q5 g+ t9 p& ^; d7 r
u1 k7 P, }0 ? r6 k- M 在此GV流量开度修正函数下,得到流量指令FDEM与主蒸汽流量的对应关系如图2所示,流量指令FDEM与主蒸汽流量成线性关系,线性度较好。1 c, C4 q: O* _# t2 X M
, ^/ e0 s& I: n& O2 y8 ?, S/ X
2.3 背压修正函数F(X1)
% G# Y# X' p- [ h. D 背压修正函数F(X1)由汽轮机厂提供。扬二厂1号机组的实际函数设置见表2。/ m+ S; A4 f2 I" |. Y
9 o6 i+ Z8 N% o* v& u
2.4 流量比例偏置因子(K+B)的整定
~4 l) E7 U4 Q5 z/ l" f& [/ [ 流量比例偏置因子(K+B)是根据阀门的设计流量和顺序阀时阀门的开启顺序来确定。扬二厂1号机组汽轮机在顺序阀运行时,GV3、GV4同时开启,然后GV1、GV2考虑阀门间的重叠度依次顺序开启。
; x0 z- ~) P. X (1)GV3、GV4流量比例偏置因子(K+B)的计算
# A) b* i+ Z( u 由于GV3、GV4阀门同时开启,因此流量比例因子可同时计算。根据设计资料可知,当GV3、GV4阀门流量为69%额定流量及流量指令FDEM为69%时(经背压修正后的流量指令f1为69%),GV3、GV4的流量指令,f2应为100%,GV3、GV4开足。当流量指令FDEM为0%时(经背压修正后的流量指令f1为0%),GV3、GV4的流量指令。f2应为0%,GV3、GV4关闭。所以由以下计算得:
u) j7 H6 R3 |; R 0=K×0十B; 100=K×69+B
) j# \) [5 T( z6 Z% w8 P& q得到GV3、GV4的流量比例偏置因子为:& H" m( r5 ?1 X8 E& Y
K=1.45,B=0( D, m! o( K: Z1 ^
(2)GV1流量比例偏置因子(K十B)的计算因为GV1在GV3、GV4阀门后开启,考虑到随着汽轮机蒸汽流量的增大,汽轮机排汽压力的升高,GV1的阀门流量为21%额定流量,及当流量指令FDEM为69%时(经背压修正后的流量指令f1为69%),GV1的流量指令,f2为0%,GVl关闭;当流量指令FDEM为90%时(经背压修正后的流量指令f1为103%),GV1的流量指令践为100%,GV1开足。所以由以下计算得:
: b3 t* H) r$ x& ~1 ? 0=K×69十B% _$ }" k- h4 x2 `# Z
100=K×103十B& g4 U1 a* _# a7 Z6 n
得到GV1的流量比例偏置因子为:
# l5 n$ P, D4 ~8 A. \! j( @ K=2.9, B=-200
% b9 r. C; e; m2 v' @: o: h (3)GV2流量比例偏置因子(K十B)的计算因为GV2在GV1阀门后开启,考虑到随着汽轮机蒸汽流量的增大,汽轮机排汽压力的升高,GV1的阀门流量为10%额定流量,及当流量指令FDEM为90%时(经背压修正后的流量指令f1为103%),GV2的流量指令。f2为0%,GV2关闭;当流量指令FDEM为100%时(经背压修正后的流量指令f1为137%),GV2的流量指令f2为100%,GV2开足。所以由以下计算得:
% d. T: V5 j7 Y h- a& h+ { 0=K×103+B5 V' k% U! N6 \# O
100=K×l37+B
6 _& i: [8 y( h得到GV1的流量比例偏置因子为:
1 _7 I7 Q5 j0 U$ W3 N K=2.9, B=-3008 S/ V- Y: J+ o6 C- R9 ~& t
(4)GV流量修正函数F(X2)设置GV流量修正函数应通过试验确定。确定GV流量修正函数即可确定各阀门间的重叠度。扬二厂1号机组GV3、GV4最先开启,不需要设置重叠度。试验中发现,当流量指令FDEM增至66.7%,GV3、GV4开至52.2%后,流量指令FDEM与实际的蒸汽流量已不成线性,这时需开启GV1来修正流量指令FDEM与实际流量的关系,使之线性化。流量指令FDEM再增加到69%后,GV3/GV4开足,因此GV1与GV3/GV4之间存在2.3%的重叠度,在GV流量修正函数F(X2)中应设置(-5,0)这一点。额定工况下,流量指令FDEM达到90%时,机组出力已经到600MW
, s; z& c( H- A7 c5 k(100%负荷),此时GV2处于关闭状态。如果机组运行参数较低,如主汽压力、主汽温度低于额定参数,则当流量指令FDEM达90%,GV3、GV4、GV1开足后,机组出力将不会达到600 MW,流量指令还可继续增加到100%。这时GV2将从关闭状态到全开位置。由于扬二厂1号机组在额定工况进行重叠度试验,当流量指令为90%时,机组出力已经达600MW负荷,而CV2仍然处于关闭状态。因此,GV1与GV2之间的重叠度未在试验中加以整定。; U" m* e+ H' ~1 z; n! t
如需整定,方法与上述相同。各阀门的重叠度函数经试验后设置见表3。
2 v7 f, W0 p0 W 0 z r" D3 m2 V
3 试验结果
$ j. [5 @4 e# h4 X 扬二厂1号机组试验前投用顺序阀控制时,切换过程不平稳,尤其是当在顺序阀控制时,1号瓦温上升很快,影响机组安全。通过顺序阀特性试验后,在负荷变化过程中,1号瓦温得到有效改善,在480MW左右负荷段,瓦温达最大值,随着负荷的上升,瓦温开始下降并趋于稳定。在顺序阀的切换过程中,负荷扰动较小,汽轮机的振动、瓦温无较大变化,顺序阀控制功能正常投入,机组运行的经济性得到提高。
9 K& p' Y1 J* P. O 至今,扬二厂1号机组顺序阀控制功能均正常投用,单阀—顺序阀切换时,机组运行平稳,主汽温度、主蒸汽压力较为稳定,汽轮机各项重要运行参数均无异常。
( u9 s+ j- I) Q7 M' y2 i( r: P 顺序阀时阀门开启次序见图3。
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4 试验要点! {7 ^, O6 z/ h+ `2 U, R$ W0 h
(1)校验阀门流量特性曲线时,为了保证各个阀门不同开度时汽轮机蒸汽流量的可比性,主蒸汽压力和温度应保持恒定。$ V, |: q2 b, j4 ~/ j5 g5 H5 y4 B
(2)确定阀门重叠度时,在前后开启阀门的负荷点附近应缓慢变化流量指令,获取阀门的重叠度。试验应重复进行几次,以几次试验的平均值作为该阀门的重叠度。" n! o+ C1 Y, Q# O* k E+ ?
(3)试验前,应确定各电液转换器、油动机的死区、迟缓率应满足设计要求,从而保证执行机构不影响试验的准确性。 |
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