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摘??要：針對某國產(chǎn)300MW亞臨界機(jī)組存在的單閥方式下負(fù)荷自發(fā)擾動，順序閥方式下負(fù)荷突變等問題進(jìn)行了閥門流量特性曲線優(yōu)化試驗(yàn)，提高了機(jī)組負(fù)荷控制的穩(wěn)定性，同時(shí)也取得良好的節(jié)能效果，解決了機(jī)組原設(shè)計(jì)中閥門流量存在的問題，優(yōu)化的結(jié)果在同類型機(jī)組中具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：閥門流量特性　優(yōu)化　安全　經(jīng)濟(jì)

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1?前言

目前火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)大部分采用DEH?控制，?DEH系統(tǒng)提供閥門管理和單閥/順序閥切換功能。在單閥方式下，高調(diào)門保持相同開度，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啟，通過減少調(diào)門開度過低造成的節(jié)流損失，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

閥門流量特性曲線就是閥門開度與通過閥門的蒸汽流量的對應(yīng)關(guān)系，DEH系統(tǒng)閥門流量特性曲線是如果與實(shí)際閥門流量相差較大，在機(jī)組變負(fù)荷和一次調(diào)頻時(shí)，可能出現(xiàn)負(fù)荷突變和調(diào)節(jié)緩慢的問題，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。在順序閥方式下，如果調(diào)節(jié)閥門重疊度設(shè)置不合理，也會影響機(jī)組投入順序閥的經(jīng)濟(jì)性。

通過對DEH系統(tǒng)閥門流量特性進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算出切合機(jī)組實(shí)際情況的閥門流量特性曲線，使機(jī)組在單閥／順序閥切換過程更平穩(wěn)，負(fù)荷擾動更小，主汽溫度、主汽壓力等參數(shù)更為穩(wěn)定，瓦溫、振動能夠得到一定的改善，增強(qiáng)機(jī)組變負(fù)荷和一次調(diào)頻的能力，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和控制的穩(wěn)定性。

2?某300MW機(jī)組的閥門流量特性優(yōu)化試驗(yàn)

2007年10月，我們對某電廠300MW機(jī)組進(jìn)行了DEH系統(tǒng)閥門流量特性優(yōu)化試驗(yàn)。該機(jī)組是東方電氣集團(tuán)公司提供的300MW亞臨界機(jī)組，DEH采用ABB北京貝利公司與INFI-90分散控制系統(tǒng)軟硬件一體化的ETSI。該機(jī)組在投入運(yùn)行后存在的主要問題是順序閥方式下變負(fù)荷和一次調(diào)頻時(shí)有比較大的負(fù)荷突變，突變值可達(dá)到30MW或更多，同時(shí)引起汽機(jī)軸系振動變化，負(fù)荷突變區(qū)在200MW左右，正是機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行的主要工作區(qū)域，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在單閥方式下，當(dāng)閥位開度指令在90%時(shí)，機(jī)組負(fù)荷有自發(fā)的波動，功率回路和協(xié)調(diào)不能投入，機(jī)組控制困難。在這種情況下，決定進(jìn)行閥門流量特性優(yōu)化試驗(yàn)，使機(jī)組根據(jù)優(yōu)化整定后的閥門流量特性曲線進(jìn)行單閥／順序閥管理，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和控制的穩(wěn)定性。

2.1?試驗(yàn)過程

閥門流量特性優(yōu)化試驗(yàn)分順序閥和單閥兩種方式下進(jìn)行。在順序閥方式下，DEH開環(huán)控制，機(jī)組開始負(fù)荷在190MW左右，控制主汽壓力在15.4MPa左右，CV3、CV4閥全關(guān)，此時(shí)閥門流量總指令值約68%。以0.3％～2％一級的速度增加閥門流量總指令（每增加一級后，穩(wěn)定1～2分鐘，以保持主汽壓的穩(wěn)定）直到CV3、CV4閥全開，流量指令為100％的工況。然后進(jìn)行單閥／順序閥切換。切換后，在單閥方式下，以0.3％～2％一級的速度減少閥門流量總指令（每減少一級后，穩(wěn)定1～2分鐘，以保持主汽壓的穩(wěn)定）直到機(jī)組負(fù)荷為180MW左右時(shí)結(jié)束試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中保持主汽壓、主汽溫度、真空的相對穩(wěn)定。記錄機(jī)組第一級壓力、主汽壓力、CV1～4閥后壓力、發(fā)電機(jī)功率、CV1～4閥位、閥位指令、負(fù)荷指令等參數(shù)。

2.2?順序閥方式下閥門流量特性的優(yōu)化計(jì)算

將順序閥方式下閥門流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)整理后如下表，其中流量差值指流量指令與計(jì)算流量的差值。從表中可以看出，當(dāng)目前的流量指令在68％左右、70％～75％、81％～87％這三個(gè)區(qū)段時(shí)，與計(jì)算得出的閥門計(jì)算流量之間差值較大，特別是流量指令從68％變化到72.1％時(shí)，計(jì)算流量的差值從9.3％變化到-4.2％。試驗(yàn)時(shí)各流量指令下機(jī)組負(fù)荷占額定功率的比值，與計(jì)算得出的閥門計(jì)算流量比較接近，與目前的流量指令相差較大。這充分說明了目前的順序閥控制方式下閥門流量特性曲線與實(shí)際情況嚴(yán)重不吻合，存在優(yōu)化空間。

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根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過合理簡化、投影計(jì)算及選取合適的重疊度，我們擬合出與實(shí)際情況較吻合的順序閥方式下優(yōu)化后閥門流量特性函數(shù)如下表，優(yōu)化前后閥門特性曲線圖對比如圖1所示。

圖1???順序閥方式下閥門流量原特性曲線與新特性曲線對比圖