1、汽輪機(jī)閥門操控品種

汽輪機(jī)作為大型高速作業(yè)的原動(dòng)機(jī)是當(dāng)今火力發(fā)電廠的首要設(shè)備之一，它被用來(lái)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)然后使機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┯脩暨\(yùn)用。汽輪機(jī)具有體積大、旋轉(zhuǎn)快等特征。當(dāng)它由常溫常壓的連續(xù)狀況下轉(zhuǎn)入高溫高壓高速作業(yè)時(shí)，汽輪機(jī)的調(diào)度閥門起到了安穩(wěn)轉(zhuǎn)速、操控負(fù)荷的要害效果。只需操控好閥門的安穩(wěn)性、快速性和準(zhǔn)確度，才能使汽輪機(jī)安全、平穩(wěn)、高效的作業(yè)。

數(shù)字式電液調(diào)度(DEH)體系作為現(xiàn)在汽輪機(jī)的最根柢的操控體系，是對(duì)閥門進(jìn)行操控的最佳體系。在這個(gè)體系中對(duì)閥門的操控有兩種辦法：?jiǎn)伍y操控辦法和多閥操控辦法，兩種辦法之間可以進(jìn)行無(wú)擾切換。

單閥操控是指在汽輪機(jī)的高壓缸進(jìn)汽時(shí)選用各個(gè)高壓調(diào)度閥門一同進(jìn)汽的辦法，也就是說(shuō)各個(gè)高壓調(diào)度閥門的指令和開度都是相同的。

多閥操控是指在汽輪機(jī)的高壓缸進(jìn)汽時(shí)選用單個(gè)高壓調(diào)度閥門逐步進(jìn)汽的辦法，也就是說(shuō)各個(gè)高壓調(diào)度閥門的指令和開度都是不相同的，每個(gè)高壓調(diào)度閥門的開度是依據(jù)自身的流量曲線對(duì)應(yīng)的指令輸出的。

2、閥門操控的功用

DEH操控體系中調(diào)度閥門的開度指令，實(shí)踐上是由閥門操控輸出的，而閥門操控所接收的信號(hào)是體系對(duì)進(jìn)入汽輪機(jī)的總蒸汽流量的央求，即DEH體系的轉(zhuǎn)速操控回路和負(fù)荷操控回路中所發(fā)生的流量給定值信號(hào)是經(jīng)過(guò)閥門操控轉(zhuǎn)化為各閥門的開度指令信號(hào)的。這個(gè)給定信號(hào)輸出到閥門操控卡(伺服卡)上與閥位傳感器(LVDT)的實(shí)踐閥位信號(hào)相減，經(jīng)過(guò)伺服擴(kuò)展器擴(kuò)展后操控伺服閥抵達(dá)要求開度。因此，閥門操控實(shí)踐上是一軟件動(dòng)態(tài)函數(shù)發(fā)生器，它的首要任務(wù)是：(1)當(dāng)機(jī)組在單閥調(diào)度或多閥調(diào)度辦法下作業(yè)時(shí)，閥門操控依據(jù)DEH體系供給的流量給定信號(hào)，經(jīng)過(guò)閥門流量曲線供認(rèn)各調(diào)度閥的開度，并以輸出模擬信號(hào);(2)保證在單閥調(diào)度和多閥調(diào)度相互切換的過(guò)程中，機(jī)組的功率始終保持不變;(3)在閥門進(jìn)行切換的過(guò)程中，假定流量央求發(fā)生改動(dòng)，將連續(xù)正在進(jìn)行的閥門切換，先滿意機(jī)組對(duì)流量的要求，然后再繼續(xù)進(jìn)行閥門的切換;(4)保證DEH體系能平穩(wěn)地從手動(dòng)辦法切換到主動(dòng)辦法。

3、閥門操控新策略

3.1 單閥和多閥的比較

關(guān)于定壓作業(yè)的發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)的調(diào)度首要是對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率而言，調(diào)度轉(zhuǎn)速和功率的辦法就是改動(dòng)汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。汽輪機(jī)的進(jìn)汽量是經(jīng)過(guò)改動(dòng)汽輪機(jī)調(diào)度閥門的翻開數(shù)量和閥門開度來(lái)結(jié)束的，即改動(dòng)了汽輪機(jī)閥門的進(jìn)汽面積。因此依據(jù)進(jìn)汽面積的不同就產(chǎn)

生了汽輪機(jī)的單閥操控和多閥操控。

單閥操控辦法下，各調(diào)度閥門一同動(dòng)作，閥門的開度大小都是相同的，汽輪機(jī)進(jìn)汽均勻，汽缸和轉(zhuǎn)子受熱也相對(duì)均勻。在汽輪機(jī)發(fā)生負(fù)荷改動(dòng)時(shí)調(diào)度級(jí)后的蒸汽溫度改動(dòng)也就很小，所發(fā)生的熱應(yīng)力就相對(duì)很小，使機(jī)組作業(yè)活絡(luò)性較好，適合在機(jī)組起動(dòng)和轉(zhuǎn)化負(fù)荷時(shí)選用。但單閥辦法在低負(fù)荷作業(yè)時(shí)所發(fā)生的節(jié)省丟掉較大，調(diào)度功率較低，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性就相對(duì)較差。

多閥操控辦法下，各調(diào)度閥依照必定的次序有方案地動(dòng)作然后改動(dòng)汽輪機(jī)的進(jìn)汽面積。在低負(fù)荷作業(yè)時(shí)，只需一個(gè)(或兩個(gè))閥門有節(jié)省丟掉，其他閥門全開或許全關(guān)，故調(diào)度功率較高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性較好。但該辦法下汽輪機(jī)的進(jìn)汽不均勻，汽缸和轉(zhuǎn)子的受熱也不均勻，而且在轉(zhuǎn)化負(fù)荷時(shí)調(diào)度級(jí)后蒸汽溫度改動(dòng)很大，熱應(yīng)力較大，作業(yè)活絡(luò)性較差。

為了處理機(jī)組作業(yè)活絡(luò)性和經(jīng)濟(jì)性的敵視，在起動(dòng)、升速和轉(zhuǎn)化負(fù)荷過(guò)程中，希望選用單閥操控使機(jī)組受熱均勻，活絡(luò)升速和轉(zhuǎn)化負(fù)荷，而當(dāng)機(jī)組帶到必定負(fù)荷時(shí)又希望選用多閥操控來(lái)改進(jìn)機(jī)組的功率。這就需求運(yùn)用DEH的閥門操控功用進(jìn)行閥門的無(wú)擾切換，使汽機(jī)抵達(dá)最有用的作業(yè)。汽輪機(jī)的每個(gè)操控調(diào)度閥門都有各自獨(dú)自的伺服卡、伺服閥和油動(dòng)機(jī)，這就使DEH所操控的閥門更加活絡(luò)、安穩(wěn)，也便于單個(gè)閥門發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)還能保證機(jī)組作業(yè)，便于在線替換伺服卡、伺服閥等。

3.2 行進(jìn)機(jī)組功率的途徑

和傳統(tǒng)的調(diào)度體系比較，DEH操控體系可以對(duì)每個(gè)閥門進(jìn)行獨(dú)自的操控，為了減小機(jī)組的節(jié)省丟掉，行進(jìn)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，可以經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

(1)添加配汽閥點(diǎn)配汽閥點(diǎn)是指閥門進(jìn)汽不存在節(jié)省丟掉的功率點(diǎn)，汽輪機(jī)在這個(gè)功率點(diǎn)上作業(yè)功率最高。單閥操控只需在汽輪機(jī)滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)，由于各調(diào)度閥悉數(shù)翻開，這時(shí)汽輪機(jī)只存在一個(gè)閥點(diǎn)，因此根柢沒(méi)有節(jié)省丟掉。而在其它負(fù)荷時(shí)調(diào)度閥門都沒(méi)有徹底翻開，因此存在較大的節(jié)省丟掉，使功率下降。多閥操控是各個(gè)調(diào)度閥門獨(dú)自給機(jī)組供汽，而且依據(jù)負(fù)荷的需求依照必定的次序翻開各個(gè)調(diào)度閥門，以4個(gè)高壓調(diào)門的汽輪機(jī)為例，首要使汽輪機(jī)先開1號(hào)和2號(hào)調(diào)門，等到帶到必定負(fù)荷時(shí)，當(dāng)1號(hào)、2號(hào)調(diào)門根柢全開后，3號(hào)調(diào)門才逐步翻開，而此刻4號(hào)調(diào)門還處于關(guān)閉狀況，這就發(fā)生了多個(gè)配汽閥點(diǎn)，在這些點(diǎn)所發(fā)生的節(jié)省丟掉相對(duì)很小，功率顯著優(yōu)于單閥調(diào)度。配汽閥點(diǎn)越多，汽機(jī)的節(jié)省丟掉就越小，汽輪機(jī)在整個(gè)負(fù)荷區(qū)間的全體功率就越高。

(2)閥門組重組由于汽輪機(jī)的調(diào)度閥門數(shù)量是必定的，為了在有限的閥門數(shù)量下得到更多的配汽閥點(diǎn)，就可以經(jīng)過(guò)改動(dòng)閥門所對(duì)應(yīng)的噴嘴數(shù)量來(lái)得到更多的配汽閥點(diǎn)。在負(fù)荷逐步升高的過(guò)程中，先翻開噴嘴數(shù)量相對(duì)較少的閥門，然后再依據(jù)負(fù)荷升高翻開其他閥門，這樣就削減汽輪機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的節(jié)省丟掉，然后使汽輪機(jī)獲得相對(duì)多的閥點(diǎn)，行進(jìn)了機(jī)組在不同負(fù)荷時(shí)的功率。

(3)減小堆疊度 由于汽輪機(jī)的作業(yè)要求總的流量具有較好的線性度，而汽輪機(jī)的閥門流量又具有必定的飽滿特性，這就要求汽輪機(jī)要在前一個(gè)調(diào)度閥門流量特性線性度變差之前翻開第二個(gè)閥門，因此就發(fā)生了閥門的堆疊度。由于各個(gè)調(diào)度閥門的流量之間是有必定的聯(lián)絡(luò)，是相互影響的，所以為了保證汽機(jī)總的流量線性度較好，保證機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)度的安穩(wěn)及一次調(diào)頻時(shí)機(jī)組的響應(yīng)速度，就要求閥門有必定的堆疊度。而一般許多電廠由于要求對(duì)機(jī)組的負(fù)荷查核十分嚴(yán)峻，所以一般都把機(jī)組的堆疊度調(diào)得很大，機(jī)組的作業(yè)就會(huì)相對(duì)平穩(wěn)，負(fù)荷的不堅(jiān)決也就會(huì)很小或許幾乎沒(méi)有。而這樣一來(lái)機(jī)組的節(jié)省丟掉變大，調(diào)度功率下降，全體的經(jīng)濟(jì)性也會(huì)下降。經(jīng)過(guò)研討，適當(dāng)?shù)販p小閥門堆疊度，只會(huì)對(duì)部分的流量特性發(fā)生影響，盡管會(huì)使機(jī)組在堆疊點(diǎn)附近線性度變差，但不會(huì)對(duì)機(jī)組甩負(fù)荷等要害特性造成大的影響，而且有利于減小機(jī)組的節(jié)省丟掉，行進(jìn)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 行進(jìn)機(jī)組功率的新策略

依照閥門組重組的思維，運(yùn)用DEH操控體系中的閥門操控可以結(jié)束單閥操控和次序閥操控的無(wú)擾切換，使汽輪機(jī)在定壓作業(yè)時(shí)恣意負(fù)荷區(qū)段的功率抵達(dá)最高，然后行進(jìn)機(jī)組變負(fù)荷作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。但不同的機(jī)組閥門特性是不同的，它所對(duì)應(yīng)的噴嘴數(shù)量，閥門翻開次序都是不同的。例如海南東方2*350MW的機(jī)組而言，它的單閥、次序閥曲線分別為如圖1、2所示。

閥門的翻開次序?yàn)镚V1和GV2先一同翻開，然后是GV3翻開，究竟是GV4翻開。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況，在進(jìn)行閥門切換時(shí)，2瓦和3瓦的振蕩抵達(dá)報(bào)警值以上。后經(jīng)過(guò)剖析和主機(jī)廠的從頭核算，把閥門的翻開次序更改為GV1和GV2先翻開，然后GV4翻開，究竟GV3翻開。在進(jìn)行切換時(shí)機(jī)組的振蕩沒(méi)有抵達(dá)報(bào)警值以上。由此可推斷，機(jī)組進(jìn)行閥門切換時(shí)，閥門的翻開次序很重要，也就是說(shuō)閥門操控的好壞是選擇了機(jī)組能否正常作業(yè)的要害要素之一。而閥門操控的要害在于閥門切換過(guò)程中是否是無(wú)擾切換，這就要求DEH體系所編的程序有必要完善。一般狀況下運(yùn)用外部積分的辦法可以結(jié)束操控體系的無(wú)擾切換。如圖3所示，若功率回路投入，PID調(diào)度器則起到了外部積分器的效果，當(dāng)調(diào)度閥調(diào)度辦法發(fā)生轉(zhuǎn)化引起的發(fā)電機(jī)功率改動(dòng)時(shí)，PID輸出的改動(dòng)會(huì)依據(jù)實(shí)踐狀況主動(dòng)補(bǔ)償，然后結(jié)束切換的無(wú)擾;若功率回路不投入，閥門切換的過(guò)程中對(duì)機(jī)組功率的影響就取決于閥門流量特性曲線核算的準(zhǔn)確程度。

4、定論

關(guān)于大多電廠要求行進(jìn)經(jīng)濟(jì)性、行進(jìn)機(jī)組發(fā)電功率的今日，DEH體系的閥門操控可以削減機(jī)組的節(jié)省丟掉。在不同的負(fù)荷區(qū)段運(yùn)用不同的閥門操控辦法，充分發(fā)揮DEH核算機(jī)操控可以獨(dú)自操控各個(gè)閥門的優(yōu)越性，來(lái)滿意機(jī)組在不同工況下對(duì)負(fù)荷的要求，然后安全、平穩(wěn)、快速地調(diào)度機(jī)組的負(fù)荷，具有很高的實(shí)踐運(yùn)用價(jià)值。