（福建大唐国际宁德发电有限责任公司 福建 宁德 355006）
摘要：本文主要分析哈汽机组在进行高压阀门活动试验出现负荷波动甚至导致机组跳闸的原因，从而解决OVATION系统阀门活动试验逻辑中平衡块和功率回路在试验中的交叉作用引起的负荷波动问题，以及试验阀门开关速率对负荷波动大小的影响，并提出合适的优化方案。
关键词：活动性试验；平衡块；负荷波动；解决方案
引言
本文所针对的是哈尔滨汽轮机厂制造的600MW超临界、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。控制系统为西屋公司的汽轮机数字电液控制系统。液压系统采用了哈尔滨汽轮机成套的高压抗燃油EH装置。每台机组配置有2个高压主汽门（TV）、4个高压调门（GV）、2个中压主汽门（RSV）、4个中压调门（IV）。DEH阀门活动性试验是火力发电机组的常规试验项目，主要是为了检查阀门是否出现卡涩现象、控制回路是否符合要求，在阀门活动性试验过程中存在的各种危险因素。
1 阀门活动性试验设计
当机组具备TV/GV阀门组（TV1与GV1、GV4一组， TV2与GV2、GV3一组）活动试验必须的条件时。以TV1/GV1GV4阀门组活动试验为例，当所有允许条件具备时，操作员通过DEH画面点击“TV1 CLOSE”，TV1TEST、GV1TEST和GV4TEST触发，通过切换块切换至试验路，GV1和GV4按照切换速率开始往下关，另外两个阀门GV2、GV3在平衡块的作用下往上开。当GV1和GV4的指令关到0.1时，与上TV1TEST信号，触发TV1CLOSE，通过切换块将TV1由全开指令切至“0”，TV1以10/s速率往下关闭，指令低于0.1时，TV1CLOSE复位，TV1重新打开。TV1全开后，运行人员点击CANCEL，此时TV1TEST复位，切换块切换至正常控制路，GV1和GV4打开，等到GV1和GV2、GV4和GV3的指令差小于0.1时，GV1TEST和GV4TEST复位，该组的阀门活动性试验结束。
2 阀门活动性试验遇到的问题
机组进行主机阀门成组活动试验，解除机组炉、机主控（协调退出），汽机投入DEH控制“功率回路”方式，汽机阀门由顺序阀切至单阀方式。TV1成组试验时，负荷337，压力18.6，综合阀位指令75，GV1开度17.7，GV2开度18.2，GV3开度18.2，GV4开度17.8，平衡块输出75.5，试验阀门GV1与GV4以0.5/S的速率关下，GV2和GV3迅速开启，负荷上升。当 GV2和GV3全开，负荷最高上升到361。GV1与GV4关到位，负荷下降到354，综合阀位指令68.4，此时TV1开始关闭，负荷在TV1关闭和开启过程中基本在354左右。TV1开到位后，负荷351，综合阀位指令62.8，GV1和GV4开启，负荷迅速下降，综合阀位指令最低将至62.5。阀门活动试验结束后负荷309，综合阀位指令70.3，整个TV1成组试验过程中，压力一直维持在18.6左右。运行人员进行TV2成组试验，当前负荷318，机前压力18.2，综合阀位指令74.4，平衡块输出75.7，GV1开度18.7，GV2开度15.8，GV3开度18.5，GV4开度16。GV1和GV4全开时负荷最高上升到376。 GV2、GV3号高调门全关后，负荷376，机前压力18.1，调节级压力10.5。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在TV2关闭和开启过程中负荷、压力基本维持不变，综合阀位指令52.1。四个高调门恢复正常后，GV1开度15.6、GV2开度14.7、GV3开度16.2、GV4开度15.6，综合阀位指令67.8，平衡块输出67.9，负荷最低至290，调节级压力降至7.4，机前压力18.5，整个TV2阀门组试验综合阀位指令最低将至51.4。负荷的往复波动导致汽轮机高压缸调节级压力来回波动，从而致使一次风压设定值波动较大，造成锅炉负压调节发散，最后炉膛压力低低动作，MFT，机组跳闸。（负荷单位为MW，压力单位为MPa）
3 负荷波动的原因分析
该控制逻辑存在一个BALANCER控制功能块（简称平衡块），平衡块与下口的四个MA站相互关联，平衡块接受综合阀位指令和四个MA站的跟踪信号，四个MA站的跟踪信号取平均值，平衡块实现的功能就是一增一减。试验初期，综合阀位指令75，压力18.6MPa，高于对应负荷所对应的滑压曲线，当进行阀门活动性实验时，试验调门以一定的速率关闭，平衡块输出增大，在试验调门还没有全部关闭时，未被试验的调门就已经打开，从而导致汽轮机进汽量增大很多，负荷立即上升，等试验调门再往下关闭时，汽轮机进汽量减少，负荷有略微下降。在运行人员未点CANCEL之前的这段过程中功率回路虽然有动作，但是平衡块平衡对输出的影响远大于功率回路动作对输出的影响。未进行试验的阀门在试验过程中一直保持全开，由于选择进行试验的综合阀位指令不合适，未进行试验阀门全开增加的蒸汽量比试验阀门全关减小的蒸汽流量大，所以负荷不能回到DEH设定值，同时功率回路PID随着阀门活动性试验持续时间的不增长不断减小输出，综合阀位指令从开始的75降到62。当运行人员点击CANCEL时，试验阀门以一定的速率打开，综合阀位指令的降低直接促使平衡块输出快速减小，未进行试验的调门快速减小，汽轮机进汽量迅速减少，负荷下降，虽然功率回路PID有增大输出趋势，但是其作用小于平衡块对阀门的作用，致使负荷跌到309MW。当阀门活动试验结束时，功率回路才接手对阀门的管理，阀门又在功率回路的作用下慢慢开大，负荷上涨，整个一组阀门试验就导致负荷的一次来回波动，当进行另外一组阀门活动试验时，又带来另外一次负荷的波动。阀门活动性试验带来的负荷波动直接影响了锅炉一次风压的设定值扰动，致使一次风压调节过程发散，从而引发炉膛压力波动。
4 处理阀门活动性试验时负荷波动的方案
针对阀门活动性试验过程中负荷波动，选择合适的负荷、压力和综合阀位指令非常关键，这样尽量使未进行试验的阀门在全开时增加的蒸汽流量与试验阀门全关减小的蒸汽流量接近，减少试验过程中负荷比设定负荷高许多的现象，一般负荷选择在300MW～360MW左右，压力为负荷滑压曲线对应的压力值。
其次，退出协调控制，DEH在开环控制方式下（操作员自动方式），不投入功率回路，使功率回路的PID在试验中不与平衡块产生交替影响，试验过程机组负荷波动由原来向上、向下各20-50MW，变成只向上进行波动。
一般在试验阀门关闭而未试验阀门开启瞬间负荷上升较大，为克服此扰动，对高压调门开速率的进行优化，减少单位时间内的汽轮机进汽量，将试验阀门转换块内的关闭速率由0.5/S改为4/S，试验过程机组负荷波动可控制在30MW以内。
试验阀门开启而未试验阀门关闭瞬间负荷仍会上升。为克服此扰动，将试验阀门转换块开启速率由0.5/S改为2.5/S，负荷扰动较之前有所降低，最后将试验阀门开启速率由2.5/S改为4/S后，效果更好。
结语
采用OVATION控制系统的哈汽机组阀门活动试验，由于逻辑里存在BALANCER模块，就给整个试验带来不确定因素。在整个的阀门试验过程中有平衡块和功率回路的相互交叉作用，负荷、压力以及综合阀位指令稍微选择不合适，就很容易造成负荷来回波动。经过此次改变控制方式和参数修改后，解决了由汽机阀门活动性试验带来的负荷波动，从而保证了机组的安全、经济运行，稳定了各控制系统，消除了负荷波动给各系统特别是炉侧风烟系统带来的扰动。
参考文献
[1] Ovation系统软件组态算法参考手册.
论文作者:郭光强
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/19
标签：负荷论文; 阀门论文; 活动性论文; 指令论文; 调门论文; 回路论文; 压力论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;