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摘要：分析330 MW亚临界燃煤火力发电机组汽轮机高压调节阀的工作原理，揭示顺序阀控制模式下高压调节阀门开启数量、开度和顺序逻辑对负荷和主汽压力的影响规律。结果表明，低负荷下采用定压运行，有利于稳定锅炉燃烧和汽水品质。高负荷下采用定压运行，节流损失小，机组调频能力和AGC响应能力强。负荷165~265 MW时采用滑压运行，主汽压力随负荷减小而降低，但主、再热蒸汽温度以及汽轮机各级温度基本不变，极大降低了汽轮机调节级的热应力和热变形。当AGC负荷指令作用于汽机主控时，负荷前馈快速开启高调阀流量指令的66%，提前作用于高调阀，提高AGC响应速率。其余34%流量指令由负荷目标值与实发功率偏差经PID运算作用于高调阀。
关键词：燃煤火力发电；顺序阀控制模式；高调阀流量指令；定压和滑压运行；AGC响应
1 引言
燃煤火力发电机组汽轮机的配汽方式通常包括节流配汽和喷嘴配汽[1-3]。每台机组通常配两个高压主汽门（TV）、四个高压调门（GV）、两个中压主汽门（RSV）和两个中压调门（IV）[2-4]。节流配汽通过数字式电液调节系统DEH同时启闭高调阀，优点是热应力小，负荷响应速度快，缺点是低负荷下节流损失较大[1-3]。喷嘴配汽基于顺序控制模式顺序启闭高调阀，优点是节流损失小，缺点是变工况下热应力较大[3-5]。
本文拟分析燃煤火力发电机组汽轮机高压调节阀的工作原理，揭示顺序阀控制模式下高压调节阀开启数量、开度和顺序逻辑对负荷和主汽压力的影响规律。本文的分析有助于了解在顺序阀控制模式下，高压调节阀动作影响负荷的变化规律，合理设置高调阀的动作规则，提高AGC负荷指令的响应速度。
2 定压和滑压运行控制
机组压力调节包括定压和滑压两种方式。定压运行是指在维持压力不变的条件下，改变高调阀开度，以改变机组输出功率。滑压运行是指主汽压力随机组负荷指令变化而变化，机组负荷的变化靠改变高调阀开度实现。
图1 330 MW机组的滑压特性曲线
图1示出机组负荷大于265 MW时，主汽压力为定压上限16.7 MPa，此时改变高压调节阀开度来控制机组负荷。机组负荷小于30 MW时，主汽压力为定压下限6 MPa。机组正常运行的负荷区间为165~330 MW，此时机组压力为12.17 MPa~16.7 MPa。
基于机组协调控制，负荷165~265 MW时采用滑压运行，主汽压力随负荷减小而下降。此时主、再热蒸汽以及汽轮机各级温度保持基本不变，从而大大减小了汽轮机各级，特别是调节级的热应力和热变形。
在低负荷下采用定压运行，有利于稳定锅炉燃烧和汽水品质。在高负荷下采用定压运行，有助于提高机组负荷的适应性。
3 负荷对高压调节阀动作的影响
图2示出汽轮机主控的控制原理图，调度给定的AGC负荷指令经汽轮机最大、最小负荷限值判断，同时经速率判断后，输出负荷目标值。负荷目标值经八段函数作为负荷前馈快速开大调阀。表1示出负荷330 MW时，前馈流量为高调阀流量指令的66%。其余高调阀流量指令的34%由负荷目标值与实发功率进行PID运算，来确定和动作汽轮机高调阀，直至实发功率与负荷目标值相同。
表1示出当AGC负荷指令给定为165 MW时，由汽机主控前馈流量动作指令特性给定负荷为31.4?3.46=108.644 MW，约占AGC给定负荷165 MW的65.8%。其余34.2%流量动作指令由负荷目标值与实发功率经PID运算后给定，直至实发功率达到AGC指令要求的负荷目标。
4结论
分析330 MW汽轮机高压调节阀的工作原理，揭示顺序阀控制模式下高压调节阀门开启数量、开度和顺序逻辑对负荷和主汽压力的影响规律。结果表明：
（1）机组采用定压与滑压相结合的定-滑-定复合运行方式。低负荷下采用定压运行，以提高机组运行的稳定性；中负荷段采用滑压运行，提高机组的负荷适应性，减小汽轮机各级的热应力和热变形；高负荷下采用定压运行，节流损失小，机组调频能力和AGC响应能力强。
（2）当AGC负荷指令作用于汽机主控时，负荷前馈快速开启高调阀流量指令的66%，提前作用于高调阀，以提高AGC的调节速率。其余34%流量指令由负荷目标值与实发功率偏差经PID运算作用于高调阀，使实发功率达到AGC指令要求。
参考文献
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论文作者:庞冬冬,任杰,张维,赵伟,赵俊杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：负荷论文; 汽轮机论文; 机组论文; 高调论文; 指令论文; 目标值论文; 实发论文; 《防护工程》2017年第21期论文;