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DEH顺序阀控制参数整定/ E4 S. k; `6 o: B
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。: i7 ~: s; _6 X9 z6 w
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。 p6 k; y% K4 g1 e s0 _9 P
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。" s6 U' v9 k# N9 m. f6 T; b
1 DEH顺序阀控制原理: v$ {, o2 t3 y+ ~
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。& I% H- l5 I& i2 U$ r* e
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 F6 L* Y+ ?0 Y# h: M7 S* |
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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。
8 v) J. F1 z: Z& c" ^2 顺序阀特性试验3 l9 ^# d) t' ]+ `4 s
2.1 试验方法的确定
2 ^9 L a* ]; D" `7 ? 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)。
" P% d Y+ ]7 v( Z) L6 q& _0 X, { 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。
0 C7 H3 p' x0 p2.2 GV流量开度修正函数F(X3)的特性试验' W# |( O: N, c1 P3 V) I
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。& a9 @/ d( c" p! m( D( \! @
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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。% f8 W1 \+ t7 p6 o9 t3 A" F6 k
- J& b4 f2 D6 \0 ^2.3 背压修正函数F(X1)
& m) k) l5 q6 s, X8 v. o1 l 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。% ~0 h2 ?. E/ V: D& U
# ~( K) c, m, V) w- W2.4 流量比例偏置因子(K+B)的整定
$ R' u3 Y: A7 Q" h8 n5 z 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。1 J' y4 z9 P: _
(1)GV3、GV4流量比例偏置因子(K+B)的计算. ]7 b( f! q% @, Z/ J5 l: t
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:
8 p7 M/ _: Q0 m N3 [3 v- }) K 0=K×0十B; 100=K×69+B
. J# b' n& Q5 d; z+ {得到GV3、GV4的流量比例偏置因子为:8 J$ C: U* L* I( T% c- Q
K=1.45,B=01 v3 {0 V9 Z; p! x0 b4 T- \
(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:5 Z, r2 {/ e6 q: S1 i3 D
0=K×69十B
5 J( ?8 B; i) \6 J) [& ^ q; P) `4 B 100=K×103十B2 u8 ~3 y# \, |2 J5 C1 Q7 W$ M
得到GV1的流量比例偏置因子为:
( w! D4 x% z, e- T3 H' H5 { K=2.9, B=-2008 @* x# L- n; Y+ B N/ L5 `
(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:
6 z W9 g ~# S 0=K×103+B' o; v# U) P+ g e, u" O
100=K×l37+B( I- {* d) Q8 \ F! v% [, K% D
得到GV1的流量比例偏置因子为:0 @+ Z1 H" R. Y2 P- m. m
K=2.9, B=-300
! q" C1 l# `$ q* @ (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/ [' ]+ Y1 L" W/ s& h9 v, 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。/ k! X) d" Z1 A$ k1 ]: T7 H
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。& R/ G, O6 M! E
& d+ t Y6 z5 _) ?- t" N3 试验结果! a/ j3 G% s6 `' D* r8 g: a3 s
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。
3 A9 x; n) d% H+ i+ L0 Z7 y5 U 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。
1 c" c+ l& J7 x4 {6 F% C 顺序阀时阀门开启次序见图3。. ?& H1 a2 T4 W" H- S5 T
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4 试验要点
$ o9 }/ u7 d! V8 s1 d/ C& Q (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。
& N" T3 i( k8 @# M (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。) D& j' T2 j$ Z( n
(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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