摘要：文章主要探究了汽轮机调节阀门优化提升功率方法。通过汽轮机调节阀阀门曲线优化，合理分配阀门特性曲线斜率，适当加大低功率下阀门特性斜率，降低高功率下阀门开度斜率，避免CPR1000核电机组出现超拐点运行造成汽轮机调节阀产生大幅波动，以及油压脉冲造成的软管破裂，同时通过加阀门开度提升进气量，提升机组功率。
关键词：汽轮机；调节阀门；优化提升；方法
1引起调节阀门波动的原因分析
在伺服阀控制回路系统中，任何设备在运行中产生问题都将造成调节汽门的波动，例如：
1）控制器是保证计算机指令稳定的关键所在，一旦发生故障将会造成调节阀门的波动，而加强对主控制器的常规检查，尤其是对输出的信号进行波动性监视，才能全面地发现问题，及时解决。采用数字电液控制系统原理的控制系统，其故障诊断功能指，使这类问题得到了高效解决。
2）油动机的动力油压也关系着调节阀门的波动，可使用检测排除法对动力油压进行实时监视，以确定阀门的波动是否与动力油压有关。
3）根据相关研究表明，油动机的正常运行还与伺服阀的卡涩程度息息相关，伺服阀的动作不稳定也极易产生波动，甚至需要对阀门进行放大或缩小的调节才能确保阀门的正常运行。
4）反馈装置引起的波动经常发生在阀位反馈的过程中，对实际阀门与阀位反馈曲线的波动趋势进行一致性判断，以确定一段时间内调节门波动与阀位反馈波动是否有关。由向开方向跳变，后向关方向跳变的有A、B、C三处，恰恰与实际的阀门跳动方向相反，以及阀位的跳动往往出现在阀门动作之前。从调节原理上看，调节门的波动是伺服阀控制回路中的阀位信号跳变造成的。据此可对调节门的波动成因作出准确的判断———反映阀门位置的位移传感器故障。
2工程概况
国内某核电机组自商运以来，VVP母管压力缓慢下降，导致GRE高压调阀开度成持续增长趋势，机组满功率状态下，GRE高压调阀开度由最初的54%左右增长至目前59%左右,最高达到62%，阀门调节死区（约60%）；蒸汽需求量有103%增加至104%，根据“蒸汽需求量/高调阀门开度指令”曲线，如果高压调阀开度在60%左右活动，其波动将非常大，产生如下影响：导致高压调阀频繁调节，影响GFR油路，使其油回路脉冲更为严重，影响GFR供油油软管寿命，软管漏油可能导致GFR油箱液位低低（小于200mm）跳油泵、自动跳机；可能导致GFR母管油压无法维持，油压小于5MPa自动跳机；将影响汽轮机高压缸的实际进气量，影响汽轮发电机组实际转速；为解决GRE高压调阀特性曲线拐点限值机组出力问题，对GRE高压调阀特性曲线改进，将其拐点后移，增大阀门允许运行开度，提升机组出力。
3原因
在满功率时蒸汽需求-阀位开度指令曲线位于曲线较陡的区域，斜率较大，功率波动引起蒸汽需求微小的波动将导致阀位指令较大的阶跃，会引起高压调阀阀位较大的响应。
4方案优化目标
从1#和2#机运行数据来看，机组各运行工况下，阀门最大开度为64%左右（定期带负荷阀门试验期间最大阀门开度），希望阀门特性曲线中拐点处所对应的阀门开度指令为64%左右。同时，从2#机组油压冲击监测结果来看，机组运行阀门特性区间斜率小于4（该斜率计算是以蒸汽需求量为X，阀门开度指令为Y来计算的）时，不会出现油压冲击现象，但考虑各高压调节阀门比例阀机械死区已做更改，且之前的机组运行斜率为6.8，斜率限值可稍作放大。
方案的定量优化目标：
1）阀门特性曲线各区间斜率不超过5。
2）阀门不能全开的开度在64%左右。
3）针对蒸汽需求量与机组出力（机组功率+机组空转等效功率值）相等的优化目标，保守起见，采用机组瞬态试验期间的优化标准作为上述优化目标的限制；即机组功率设定值与负荷控制回路蒸汽需求量的偏差在±1%之内。该方案优化范围仅放在高负荷阀门特性曲线区间，从90%负荷开始优化，优化区间分别为（99%～102%）、（102%～103%）、（103%～104%）、（104%～104.5%）、（104.5%～05%）。
5优化方案的效益
文章提到的1#和2#机组目前存在问题，部分问题3#机必然存在，本优化方案是解决上述问题的较好途径。1）该优化方案可以解决因阀门特性曲线拐点限制而无法充分发挥机组出力的问题，它具有非常可观的经济效益。2）该优化方案避免了阀门频繁波动的问题，消除了机组重大的跳机隐患；3）该优化方案可以解决带负荷阀门试验期间的功率降幅和阀门频繁波动问题，具有重要的机组安全意义和一定的经济效益。
6实施验证
经机组实际运行，优化后，功率提升7MW左右，如图1所示。
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结束语
该电厂地处北方，冬夏季工况下汽轮机组出力差异性较大，相同功率平台下，GRE高压调阀开度在冬夏季也不同，相比较南方其他电站，也有一点差异性，为了使机组能够满足冬夏季各个工况下机组最大出力，防止GRE高压调阀限制功率提升，现场根据自身机组特性，对GRE调阀特性曲线进行改进，将其拐点往后移，避免了阀门在正常工况下的大幅波动，保证了机组最大出力，提高机组稳定性、经济性。为后续处理同类问题提供理论参考依据。
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论文作者:胡卫杰
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：阀门论文; 机组论文; 斜率论文; 汽轮机论文; 功率论文; 曲线论文; 高压论文; 《电力设备》2020年第1期论文;