（大唐东北电力试验研究院有限公司 长春 130012）
摘要：汽轮机高压调门长期运行受高温高压的汽流冲蚀结构发生改变，其流量特性会发生变化，同样机组大修对调门的检修维护安装也会改变调门流量特性，调门流量的线性度好坏直接影响汽轮机负荷调节效果。通过采用实时压力参数修正的方式，实现对高压调门进汽曲线的优化调整，提高机组负荷响应效果，试验结果证明，优化后的配汽规律可以满足机组变负荷调整需求，线性度满足调节品质要求。
关键词：高压调门；流量特性；线性度；压力修正
前言
汽轮机高压调门的线性度通常是指综合阀位指令与实际蒸汽流量百分数的对应关系[1]，理想状态下的线性度是纯线性，但随机组运行时间推移，设备部件磨损、检修等对设备的操作维护，或多或少会改变系统的线性度，出现实际线性度曲线偏离理想值的问题，会对机组在一次调频和负荷调整造成影响，实际特性曲线在理想曲线以下则会出现负荷响应慢、一次调频补偿量不足问题，因此，如何有效地开展阀门流量特性优化显得至关重要。
1.试验方法
目前，典型流量特性优化试验方法[2]是解除协调运行方式，切除AGC，一次调频，DEH系统切至阀控，试验过程中维持主蒸汽压力恒定（压力维持在调门全开时的主蒸汽压力），由运行人员设置目标负荷（或综合阀位指令），按照一定速率降低目标负荷设定值，直到试验要求最低负荷，降负荷关闭调门试验过程结束，反之，按照相同的速率增加目标负荷设定值，直到升至机组满负荷，升负荷开启调门试验过程结束，整个试验结束。但是这种试验方式中，对于主蒸汽压力的恒定的控制需要运行及时调整，对于数据优化分析按定值计算存在一定的计算偏差，为此，本文采用了一种不限制主汽压力的试验方法，基本运行方式调整与典型方式一致，主要区别在于：（1）DEH系统切至阀控方式下，由热工人员手动强制各高压调门输出，60%-100%流量区间按照2%/5s操作调门，0%-60%流量区间按照1%/5s操作调门；（2）锅炉运行人员手动调整给煤量，保证机组运行主汽压力维持在稳燃，不超压范围内即可。
2 数据分析预处理
试验后需要采集的数据主要包括各高压调门指令、机组实际负荷、主汽压力、主汽温度、调节级后压力、调节级后温度等，对于特定的流量特性优化会参考更多的汽轮机本体参数，阀门流量线性度计算采用弗留格尔公式[3]：
公式 （1）
式中：G为实际蒸汽流量（以等效百分数表示），P1为实际调节级后压力，PT为实际主汽压力，P1r为额定调节级后压力，Ptr为额定主汽压力。以某300MW电厂进行的优化试验为例，顺序阀方式下的流量线性度关系详见图1：
从图中可以分析得出，该机组在83%至87%区间实际流量特性偏低，会影响负荷调整变化速率，同理在92%至94%区间实际流量特性偏高，负荷调整幅度易超调，流量特性亟待优化。
图1 流量线性度图
3 优化分析
通过分析整理试验数据，将试验过程压力修正到额定蒸汽参数下，计算得到的质量流量详见表1中的质量流量：
表1 试验参数数据表
重新建立映射关系函数，原配汽规律可以表示为[x]n=[y]m×n构成的矩阵，以4个高压调门汽轮机组举例，其中m就取4，n的选取跟曲线拟合临界点数一致，x为输入的总阀位指令，新配汽规律则将目标流量百分数作为x’输入，保持输出y矩阵向量不变，建立[x’]n=[y]m×n，原阀门及优化后配汽规律曲线图详见图2、图3：
图2 原配汽规律曲线 图3 优化后配汽规律曲线
4 结论
同原配汽规律下比较，GV1、2与GV3高压调门间重叠度为8.1%，GV3与GV4高压调门间重叠度为5.3%。根据高压调门试验数据计算分析，重新确定二者重叠度分别为：5.9%和7.2%，更加精细化的重叠度可以在保证负荷过渡响应平稳的前提，兼顾经济指标。
通过优化后采集历史数据分析得到，新配汽规律下的流量线性度曲线见图4：
图4 优化后流量特性线性度
通过新的线性度曲线分析，流量指令过渡平稳，但较理想线性有一定偏离，实际运行中，可以满足负荷调整运行需要，证明基于压力修正的流量计算得到的阀门配汽规律可以满足现场机组运行需求。
参考文献：
[1] 高亚杰，阚玉英.基于历史数据分析的汽机调门优化[J].华北电力技术，2012，（10）：35-39.
[2] 吴鹏，柏毅辉，张锐锋等.汽轮机阀门流量特性试验及管理曲线优化[J].2017，33（2）：49-51
[3] 许斯顿，赖加良.国产600MW超临界汽轮机阀门流量特性曲线优化试验[J].发电设备，2014，28（2），128-131.
作者简介：
张腾宇，出生日期：1990年2月，男，硕士研究生，中级工程师，现主要从事热工控制系统优化.
论文作者:张腾宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/30
标签：调门论文; 流量论文; 线性论文; 负荷论文; 压力论文; 特性论文; 高压论文; 《电力设备》2018年第1期论文;