本發(fā)明涉及一種高壓主汽門活動試驗方法，屬火力發(fā)電。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代汽輪機組廣泛采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)(digital?electro-hydrauliccontrol?system，deh)進行閥門管理。考慮到快速啟閉及密封等需求，汽輪機調(diào)門通常選用快開型調(diào)門，其流量特性(數(shù)值上表征為行程百分比與進汽流量百分比之間的函數(shù)關(guān)系)一般在前40％的閥芯行程內(nèi)基本上都是線性的，后面明顯變平，具有典型的非線性特征。deh系統(tǒng)配汽函數(shù)通過將接收到的總閥位指令轉(zhuǎn)化為每個調(diào)門指令來負責調(diào)門(組)進汽流量的非線性矯正及綜合管理，進而實現(xiàn)汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速與功率的精確線性控制。

2、依據(jù)國家能源局《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》，為防止汽輪機超速事故，汽輪機組應(yīng)堅持按規(guī)程要求進行主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥、低壓補汽閥關(guān)閉時間測試，汽閥嚴密性試驗，超速保護試驗，閥門活動試驗。相較其他測試項目而言，高壓主汽門活動試驗在機組并網(wǎng)以后正常運行過程中由運行人員定期開展。試驗方案和相關(guān)安措的技術(shù)細節(jié)往往考慮不盡詳細、周全。多臺機組在高壓主汽門活動試驗過程中出現(xiàn)發(fā)電機功率及蒸汽參數(shù)劇烈波動，甚至出現(xiàn)功率振蕩故障。

3、現(xiàn)役汽輪機組通常配置有兩組高壓主汽門，每組高壓主汽門下游串接1-3個調(diào)門。高壓主汽門活動試驗往往事先需退出agc自動發(fā)電量控制(automatic?generationcontrol，agc)，并在單閥方式下進行。高壓主汽門活動試驗步驟為：先行按一定速率，關(guān)閉試驗高壓主汽門的同側(cè)調(diào)門；待同側(cè)所有調(diào)門均全關(guān)后，試驗高壓主汽門自動迅速關(guān)閉，再立即全開，即完成該試驗高壓主汽門的全行程活動測試(試驗過程中，另一側(cè)非試驗高壓主汽門始終處于全開狀態(tài))。隨后，運行人員點擊“試驗結(jié)束”，同側(cè)調(diào)門按一定速率同時開啟，并恢復(fù)到試驗前位置。

4、顯然，在高壓主汽門活動試驗期間，各調(diào)門指令與deh系統(tǒng)配汽函數(shù)指令(即正常運行狀態(tài))截然不同。在一側(cè)高壓主汽門活動試驗過程中，伴隨著同側(cè)調(diào)門的關(guān)閉，汽輪機逐漸由雙側(cè)進汽轉(zhuǎn)變?yōu)閱蝹?cè)進汽(即鍋爐所有蒸汽全通過另一側(cè)主汽門和調(diào)門進入汽輪機)，另一側(cè)調(diào)門不足于補償進汽流量偏差，這必然會引起發(fā)電機功率的急劇下降和主汽壓力的劇烈波動。同時，由于單側(cè)進汽通流口徑只有雙側(cè)進汽的一半，使得相同壓差下蒸汽流量顯著減小，導(dǎo)致調(diào)門流量特性發(fā)生顯著變化。仿真演算表明，雙側(cè)同步進汽工況原本線性的調(diào)門流量特性在單側(cè)進汽及其他非同步進汽工況下會呈現(xiàn)出平緩區(qū)和陡峭區(qū)疊加的非線性特征；尤其在一側(cè)主汽門/主調(diào)門全關(guān)，形成單側(cè)進汽時，調(diào)門流量特性呈現(xiàn)嚴重的非線性化，極易導(dǎo)致deh系統(tǒng)功率閉環(huán)控制出現(xiàn)過調(diào)，進而產(chǎn)生發(fā)電機功率低頻振蕩。

5、為降低試驗期間發(fā)電機功率的波動，業(yè)內(nèi)通常采用ccs協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(coordination?control?system，ccs)或deh系統(tǒng)投功率閉環(huán)(方式1)，通過改變汽機指令(另一側(cè)調(diào)門開度隨配汽函數(shù)指令而動作)以維持發(fā)電機功率不變；也有利用調(diào)門指令平衡回路將同側(cè)所有調(diào)門所減小的總流量指令平均分配疊加到另一側(cè)所有調(diào)門的流量指令之上的(方式2)。前者直接對發(fā)電機功率進行平衡，實際效果較好；但由于ccs系統(tǒng)或deh系統(tǒng)的汽機主控調(diào)節(jié)速率較慢，一方面需增強主控pid參數(shù)，另一方面必須減緩試驗主汽門同側(cè)調(diào)門的開關(guān)速率，這使得機組長時間(通常10～15分鐘)停留在非雙側(cè)同步進汽狀態(tài)下。因此，試驗過程中，較強的pid參數(shù)疊加嚴重非線性的流量特性，導(dǎo)致發(fā)電機功率低頻振蕩頻發(fā)。而后者直接對流量指令進行平衡，一定程度上遵循了汽輪機原理；但受快開型調(diào)門自身非線性特征的影響，不僅實際流量平衡效果差，難以維持發(fā)電機功率的穩(wěn)定，而且，使得另一側(cè)調(diào)門指令變化速度過快，易造成eh油壓的波動。因此，無論采用哪種方式，均存在明確的安全風險。

6、為預(yù)防試驗過程中發(fā)電機功率出現(xiàn)大幅波動或低頻振蕩，確保高壓主汽門活動試驗的定期安全開展，本發(fā)明提出一種高壓主汽門活動試驗方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是，為預(yù)防試驗過程中發(fā)電機功率出現(xiàn)大幅波動或低頻振蕩，確保高壓主汽門活動試驗的定期安全開展，本發(fā)明提出一種高壓主汽門活動試驗方法。

2、本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)方案如下：一種高壓主汽門活動試驗方法，所述方法通過預(yù)設(shè)調(diào)門指令安全中值和增設(shè)調(diào)門指令補償器，將高壓主汽門活動試驗過程中，試驗高壓主汽門同側(cè)下游調(diào)門指令與安全中值之差，實時疊加在另一側(cè)主汽門下游的各調(diào)門指令之上，并采取線性化整定deh配汽函數(shù)、限定試驗邊界條件、退出deh遙控方式、退出一次調(diào)頻回路、退出調(diào)節(jié)級壓力回路、退出輔機故障快速減負荷回路、退出功率反饋回路以及縮短試驗時間等輔助措施，維系試驗期間發(fā)電機功率的穩(wěn)定，減小發(fā)電機功率低頻振蕩風險。

3、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，需線性化整定deh系統(tǒng)單閥方式配汽函數(shù)，實現(xiàn)汽機指令與進汽流量百分比1:1對應(yīng)。

4、所述方法根據(jù)單閥方式配汽函數(shù)，生成“總閥位指令-調(diào)門指令”二維曲線；在該曲線上標記出相對線性的調(diào)門指令區(qū)域，并將該區(qū)域調(diào)門指令的中值記為“安全中值”。

5、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認發(fā)電機功率低于50％額定負荷且調(diào)門指令處于“安全中值”。

6、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組處于單閥運行方式，并退出deh遙控方式。

7、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組退出ccs系統(tǒng)和deh系統(tǒng)一次調(diào)頻回路。

8、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組退出調(diào)節(jié)級壓力回路和輔機故障快速減負荷回路。

9、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組退出ccs系統(tǒng)和deh系統(tǒng)功率反饋回路。

10、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗過程中，試驗高壓主汽門同側(cè)調(diào)門指令關(guān)閉速率和開啟速率均設(shè)為2％/秒。

11、所述方法在開展高壓主汽門活動試驗過程中，以安全中值為起始基準值，實時計算試驗高壓主汽門同側(cè)調(diào)門指令與安全中值之差；并將該差值疊加到另一側(cè)非試驗高壓主汽門同側(cè)調(diào)門指令之上。

12、本發(fā)明的有益效果是，在高壓主汽門活動試驗期間，通過預(yù)設(shè)調(diào)門指令安全中值和增設(shè)調(diào)門指令補償器并采取一些列輔助措施，既充分利用了調(diào)門流量特性相對線性的指令區(qū)域，較為理想地維持了汽輪機進汽流量的穩(wěn)定，降低了發(fā)電機功率和主汽壓力的波動，又將調(diào)門在主汽門活動試驗期間的動作范圍控制在流量相對線性的指令區(qū)域，并且退出各種回路，同時將非雙側(cè)同步進汽時間縮短在1分鐘左右，有效消弭了誘發(fā)低頻振蕩的各種潛在因素。

技術(shù)特征：

1.一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法通過預(yù)設(shè)調(diào)門指令安全中值和增設(shè)調(diào)門指令補償器，將高壓主汽門活動試驗過程中，試驗高壓主汽門同側(cè)下游調(diào)門指令與安全中值之差，實時疊加在另一側(cè)主汽門下游的各調(diào)門指令之上，并采取線性化整定deh配汽函數(shù)、限定試驗邊界條件、退出deh遙控方式、退出一次調(diào)頻回路、退出調(diào)節(jié)級壓力回路、退出輔機故障快速減負荷回路、退出功率反饋回路以及縮短試驗時間，維系試驗期間發(fā)電機功率的穩(wěn)定，減小發(fā)電機功率低頻振蕩風險。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，需線性化整定deh系統(tǒng)單閥方式配汽函數(shù)，實現(xiàn)汽機指令與進汽流量百分比1:1對應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法根據(jù)單閥方式配汽函數(shù)，生成“總閥位指令-調(diào)門指令”二維曲線；在該曲線上標記出相對線性的調(diào)門指令區(qū)域，并將該區(qū)域調(diào)門指令的中值記為“安全中值”。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認發(fā)電機功率低于50％額定負荷且調(diào)門指令處于“安全中值”。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組處于單閥運行方式，并退出deh遙控方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組退出ccs系統(tǒng)和deh系統(tǒng)一次調(diào)頻回路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組退出調(diào)節(jié)級壓力回路和輔機故障快速減負荷回路。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗前，確認機組退出ccs系統(tǒng)和deh系統(tǒng)功率反饋回路。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗過程中，試驗高壓主汽門同側(cè)調(diào)門指令關(guān)閉速率和開啟速率均設(shè)為2％/秒。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓主汽門活動試驗方法，其特征在于，所述方法在開展高壓主汽門活動試驗過程中，以安全中值為起始基準值，實時計算試驗高壓主汽門同側(cè)調(diào)門指令與安全中值之差；并將該差值疊加到另一側(cè)非試驗高壓主汽門同側(cè)調(diào)門指令之上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高壓主汽門活動試驗方法，所述方法通過預(yù)設(shè)調(diào)門指令安全中值和增設(shè)調(diào)門指令補償器，將高壓主汽門活動試驗過程中，試驗高壓主汽門同側(cè)下游調(diào)門指令與安全中值之差，實時疊加在另一側(cè)主汽門下游的各調(diào)門指令之上，并采取線性化整定DEH配汽函數(shù)、限定試驗邊界條件、退出DEH遙控方式、退出一次調(diào)頻回路、退出調(diào)節(jié)級壓力回路、退出輔機故障快速減負荷回路、退出功率反饋回路以及縮短試驗時間等輔助措施，維系試驗期間發(fā)電機功率的穩(wěn)定，減小發(fā)電機功率低頻振蕩風險。

技術(shù)研發(fā)人員：肖承明,李清,胡勇,王華,劉志榮,黃俊,鄭熙,王坤,林為劍,羅海森,曾學文,周帆,萬忠海,劉帥
受保護的技術(shù)使用者：國能黃金埠發(fā)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6