典型案例回顧
某電廠#1機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行1年后，為優(yōu)化機(jī)組冷門流量特性，提高經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行了單閥至順序閥的切換，但由于汽輪機(jī)廠未提供閥門流量特性曲線，致使在切換過程中負(fù)荷波動(dòng)較大。之后，在新華公司技術(shù)人員的指導(dǎo)和幫助下，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得了機(jī)組的實(shí)際閥門流量特性數(shù)據(jù)，再利用新華公司的專用方法，計(jì)算出閥門流量特性補(bǔ)償曲線，順利地完成了單閥至順序閥的切換。
順序閥投運(yùn)后，單臺(tái)機(jī)組直接節(jié)煤折合人民幣五百多萬元/年，加上機(jī)爐輔機(jī)設(shè)備節(jié)能降耗，該機(jī)組投入順序閥運(yùn)行后，一年下來節(jié)約的經(jīng)濟(jì)效能非?？捎^。
■技術(shù)分析
DEH-IIIA系統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)的功率調(diào)節(jié)是通過改變調(diào)節(jié)閥門的開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量來實(shí)現(xiàn)的。閥門流量特性是指流經(jīng)閥門的蒸汽與閥門開度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它直接影響著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)和機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，不僅要求單閥有符合要求的閥門流量特性。
閥門流量特性曲線就是流量向閥門開度轉(zhuǎn)換的函數(shù)。如果流量曲線與實(shí)際有誤差，則在閥門切換過程中負(fù)荷變化就比較大。相差較大時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致諸多其它的問題。如單多閥切換過程中機(jī)組負(fù)荷擾動(dòng)大，軸承溫度升高、軸振動(dòng)增大，汽輪機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常變化等，嚴(yán)重時(shí)將直接影響到機(jī)組的安全運(yùn)行。
■解決方案
理想情況下，閥門的流量特性可以通過理論計(jì)算獲得。但由于閥門在不同開啟位置時(shí)，最小通流面積不是常數(shù)，又因擴(kuò)壓管的存在，使閥門喉部壓力與閥后壓力不等，加之?dāng)U壓效率隨工況的變化而變化，便得蒸汽壓力沿流程的變化規(guī)律也跟隨變化，因此，理論計(jì)算值與實(shí)際值常存在著一定的偏差。
因此，在實(shí)際應(yīng)用中，通常借助試驗(yàn)整定和優(yōu)化閥門流量特性曲線。目前，新華公司已總結(jié)規(guī)范了國內(nèi)常見的各種類型機(jī)組的閥門特性試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)措施，包括試驗(yàn)條件的準(zhǔn)備、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)，以及根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)組態(tài)進(jìn)行修改的方法和步驟等。
另外，新華公司通過總結(jié)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前對(duì)閥門流量特性曲線優(yōu)化整定時(shí)，基本上可以利用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，而無需安排專門的閥門特性試驗(yàn)過程。當(dāng)然運(yùn)行數(shù)據(jù)的積累時(shí)間會(huì)比試驗(yàn)方式要求，對(duì)不方便進(jìn)行專門的閥門特性試驗(yàn)的機(jī)組應(yīng)該是有效的。
利用優(yōu)化整定后的閥門流量特性曲線進(jìn)行單多閥管理，可以大提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能和控制穩(wěn)定性，表現(xiàn)在：
單多閥切換進(jìn)行更平穩(wěn)，負(fù)荷擾動(dòng)較小。
減小切換及負(fù)荷增減過程中對(duì)汽輪機(jī)重要參數(shù)的影響，保證機(jī)組安全穩(wěn)定地運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷變化過程中，汽流變化平緩，瓦溫、振動(dòng)能夠得到一定的改善，不會(huì)出現(xiàn)較大變化，保證機(jī)組安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
可以方便修改閥門的開啟順序，進(jìn)一步改善和提高機(jī)組運(yùn)行效率。
附錄一：DEH-IIIA中的閥門管理
DEH-IIIA數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于采用油動(dòng)機(jī)與閥門一一對(duì)應(yīng)的配置方式，調(diào)門單獨(dú)控制，可以任意組配閥門進(jìn)汽方式，故具備方便的閥門管理功能。DEH-IIIA中的閥門管理分為單閥控制方式和多閥控制方式。
單閥控制方式由于高調(diào)門開度相同，是一種全周進(jìn)汽的節(jié)流調(diào)節(jié)方式。優(yōu)點(diǎn)是在機(jī)組剛啟動(dòng)或缸溫在溫態(tài)以下時(shí)，缸體變形等。單閥方式運(yùn)行時(shí)，每個(gè)調(diào)門都在節(jié)流，負(fù)荷越低調(diào)門開度越小，節(jié)流損失越大，極大地影響了電廠的經(jīng)濟(jì)性能。
多閥控制方式是指運(yùn)行時(shí)各個(gè)高壓調(diào)門的開啟順序不同，處于不同開度，是一種部分進(jìn)汽的噴嘴調(diào)節(jié)方式。由于在多閥方式時(shí)，任何負(fù)荷下只有其中一個(gè)調(diào)門在控制位置，牌節(jié)流狀態(tài)。其它調(diào)門無節(jié)流損失，處于全開或全關(guān)位置，機(jī)組節(jié)流損失小，所以經(jīng)濟(jì)性能顯著。
DEH-IIIA中的閥門管理任務(wù)由軟件系統(tǒng)完成，主要程序如下：
閥門特性曲線產(chǎn)生程序
單閥控制程序
多閥控制程序
單/多閥轉(zhuǎn)換控制程序
閥門管理方塊圖和特性曲線如下示例：
DEH-IIIA中負(fù)荷控制的原理是：控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷要求，計(jì)算出與當(dāng)時(shí)主汽參數(shù)相對(duì)應(yīng)的流量值，經(jīng)過高低負(fù)荷限制，輸出到閥門管理程序，通過閥門管理程序換算成與之相對(duì)應(yīng)的閥門開度。單閥運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)總的流量信號(hào)平均加到各個(gè)高壓調(diào)節(jié)門上。順序閥控制時(shí)，流入汽輪機(jī)的蒸汽流量是各閥門流量的總和，它將按順序依次加到GV1-GV4上，各閥門按順序啟閉。相臨的兩個(gè)閥在開啟時(shí)有一定的重疊度(前一閥尚未完全開啟，下一閥便提前打開，這提前開啟的量，即為閥門的重疊度)。通常認(rèn)為當(dāng)閥門前后的壓力比P2/P1=0.95~0.98時(shí)，閥門就算全開。重疊度的選取要經(jīng)過方案比較，一般以前一閥門開至閥門前、后一閥就開始開啟為合適。而閥門流量特性曲線就是流量向閥門開度轉(zhuǎn)換的函數(shù)。如果流量曲線與實(shí)際有誤差，則在閥門切換過程中負(fù)荷變化就比較大。
附錄二：閥門特性曲線優(yōu)化計(jì)算數(shù)據(jù)的采集要求
1.機(jī)組以單閥方式?jīng)_轉(zhuǎn)，帶負(fù)荷，要求有高調(diào)門全開的數(shù)據(jù)，這點(diǎn)可能需要全開后滑壓或在鍋爐意外時(shí)參數(shù)的降低來實(shí)現(xiàn)。一旦閥門全開，一個(gè)完整的單閥數(shù)據(jù)就有了。
2.為避免由于未完善的閥門特性不準(zhǔn)引起閥門切換時(shí)的負(fù)荷擾動(dòng)，單/多閥切換在高調(diào)門全開后進(jìn)行，切除DEH側(cè)功率/調(diào)壓回路，機(jī)組切換到多閥方式。切換后機(jī)組保持全開，負(fù)荷的擾動(dòng)僅在于參數(shù)的變化上。
3.機(jī)組切至多閥運(yùn)行后維持多閥運(yùn)行，如果有減負(fù)荷到兩閥全關(guān)的工況，即一個(gè)多閥的運(yùn)行數(shù)據(jù)就有了。
4.將上述數(shù)據(jù)發(fā)到新華公司，公司將提供修改方法及修改數(shù)據(jù)到現(xiàn)場(chǎng)，只要根據(jù)要求修改相應(yīng)組態(tài)即可。