一種汽輪機(jī)高調(diào)門進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高調(diào)門進(jìn)汽順序測試的方法，特別涉及一種汽輪機(jī)高調(diào)門進(jìn)汽順 序測試試驗(yàn)的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽輪機(jī)是一種常見的將蒸汽能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械功的現(xiàn)代大型發(fā)電旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其直接 有效控制汽輪機(jī)功率的一種方式是通過調(diào)節(jié)高調(diào)門開度來改變進(jìn)汽量，即汽輪機(jī)配汽。一 般來講，汽輪機(jī)配汽有兩種方式，即單閥和順序閥。單閥是指各高壓調(diào)節(jié)閥門的指令和開度 都一樣，即同時(shí)進(jìn)汽的方式。順序閥是指各個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥門（GV)的指令和開度都不一樣， 按照一定的順序有計(jì)劃地動作。因此，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，只有一個(gè)（或兩個(gè)）閥門有節(jié)流損 失，其余閥門全開或者全關(guān)，故調(diào)節(jié)效率較高，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較好，是機(jī)組日常運(yùn)行時(shí)采 用的方式。并且，為了進(jìn)一步降低噴嘴的節(jié)流損失，提高機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，部分機(jī) 組調(diào)門噴嘴組也由4個(gè)變成6個(gè)或者8個(gè)。此外，當(dāng)配汽規(guī)律的進(jìn)汽順序設(shè)計(jì)不合理時(shí)，會 致使軸系受力不均衡，在部分負(fù)荷區(qū)將產(chǎn)生很大的橫向汽流力，使軸承的工作特性發(fā)生改 變，甚至發(fā)生軸承失穩(wěn)、軸振幅值增加以及瓦溫升高的現(xiàn)象；嚴(yán)重時(shí)，還可能引發(fā)燒瓦、碰磨 等事故，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性。所以，許多汽輪機(jī)在投產(chǎn)后出現(xiàn)不能順利投運(yùn)順序 閥，而不得不通過理論計(jì)算或者測試試驗(yàn)來選取一個(gè)最優(yōu)的進(jìn)汽順序。然而，汽輪機(jī)配汽規(guī) 律的優(yōu)化設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，理論計(jì)算只能對實(shí)際工程應(yīng)用起到一定的指導(dǎo)意義，測試試驗(yàn)才 是最關(guān)鍵和必不可少的手段。
[0003] 對于常見的具有四個(gè)噴嘴組高調(diào)門的機(jī)組，如圖1. (a)所示，一般以兩閥點(diǎn)為最 小正常運(yùn)行負(fù)荷點(diǎn)，即最小進(jìn)汽弧度為半缸進(jìn)汽，如圖2. (a)所示。因此，根據(jù)排列組合理 論，其實(shí)際運(yùn)行可采用的有效進(jìn)汽順序共有12(C42A 22)種，其中，對角進(jìn)汽順序有WA/) 種。正常的4噴嘴組機(jī)組進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)只需要針對后面依次開啟的兩個(gè)閥門即可，按 照每個(gè)閥門全開或者全關(guān)所需時(shí)間為10分鐘來計(jì)算，一組順序試驗(yàn)大概所需時(shí)間為40分 鐘；即便加上試驗(yàn)前的機(jī)組準(zhǔn)備調(diào)節(jié)工作，所有進(jìn)汽順序都一一測試所需的時(shí)間也就在一 個(gè)白天左右。如圖1. (b)，當(dāng)噴嘴組數(shù)目增加至6個(gè)時(shí)，一般以三閥點(diǎn)為最小正常運(yùn)行負(fù)荷 點(diǎn)來保證最小進(jìn)汽弧度為半缸進(jìn)汽，如圖2. (b)所示；因此，其實(shí)際運(yùn)行可采用的有效進(jìn)汽 順序共有120(C63A3 3)種，其中，對角進(jìn)汽順序有種。正常的6噴嘴組機(jī)組進(jìn) 汽順序測試試驗(yàn)只需要針對后面依次開啟的三個(gè)閥門即可，按照每個(gè)閥門全開或者全關(guān)所 需時(shí)間為10分鐘來計(jì)算，一組順序試驗(yàn)大概所需時(shí)間為60分鐘；加上試驗(yàn)前的機(jī)組準(zhǔn)備調(diào) 節(jié)工作，所有進(jìn)汽順序都一一測試所需的時(shí)間接近十幾個(gè)白天工作日；即便按照理論計(jì)算 的優(yōu)化指導(dǎo)，只進(jìn)行對角進(jìn)汽順序的測試，所需時(shí)間也較4噴嘴組機(jī)組大大增加。當(dāng)噴嘴組 數(shù)目增加至8個(gè)時(shí)，如圖1. (c) 一般以四閥點(diǎn)為最小正常運(yùn)行負(fù)荷點(diǎn)來保證最小進(jìn)汽弧度 為半缸進(jìn)汽，如圖2. (c)所示。其實(shí)際運(yùn)行可采用的有效進(jìn)汽順序共有1680(C84A4 4)種，對 角進(jìn)汽順序有48((；2(：2%%2)種。正常的8噴嘴組機(jī)組進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)只需要針對后面 依次開啟的四個(gè)閥門即可，按照每個(gè)閥門全開或者全關(guān)所需時(shí)間為10分鐘來計(jì)算，一組順 序試驗(yàn)大概所需時(shí)間為80分鐘；加上試驗(yàn)前的機(jī)組準(zhǔn)備調(diào)節(jié)工作，所有進(jìn)汽順序都一一測 試所需的時(shí)間接近幾百個(gè)白天工作日；即便按照理論計(jì)算的優(yōu)化指導(dǎo)，只進(jìn)行對角進(jìn)汽順 序的測試，所需時(shí)間也較4噴嘴組機(jī)組也是增加數(shù)十倍。所以，測試試驗(yàn)的工作量猛增，給 實(shí)際工程應(yīng)用帶來了很大的難題。
[0004] 針對六調(diào)門機(jī)組直接套用一般四調(diào)門進(jìn)汽順序測試方法時(shí)出現(xiàn)試驗(yàn)量過大而不 能滿足實(shí)際工程需求的問題，本發(fā)明給出了一種汽輪機(jī)高調(diào)門進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)的優(yōu)化方 法；該方法既能夠保證滿足機(jī)組軸系穩(wěn)定性分析需求，也能將試驗(yàn)過程所需時(shí)間縮短至常 用方法的一半以上；此外，該方法還能夠直接在6或8調(diào)門機(jī)組上應(yīng)用，效果比4調(diào)門更加 明顯。這對快速解決機(jī)組存在的配汽故障，減小不必要的試驗(yàn)操作對機(jī)組調(diào)門硬件磨損，提 尚機(jī)組的安全尚效性具有很大的實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)的高調(diào)門汽順序測試方法的測試時(shí)間過長的問題。
[0006] 一種汽輪機(jī)高調(diào)門進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)的優(yōu)化方法，包括下述步驟：
[0007] 步驟一：獲取機(jī)組高調(diào)門對應(yīng)噴嘴組布置信息，包括每個(gè)高調(diào)門對應(yīng)噴嘴組的位 置和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向（方向定位的標(biāo)準(zhǔn)為從機(jī)頭向發(fā)電機(jī)方向看）以及每個(gè)預(yù)啟閥的開度；
[0008] 步驟二：根據(jù)不同數(shù)量高調(diào)門的噴嘴組布置信息設(shè)計(jì)優(yōu)化的試驗(yàn)方案，將傳統(tǒng)試 驗(yàn)過程中具有重復(fù)性的步驟進(jìn)行優(yōu)化組合，舍去多組試驗(yàn)中存在一些不必要的重復(fù)開起或 者重復(fù)關(guān)閉的過程；
[0009] 步驟三：調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和控制方式滿足試驗(yàn)條件，進(jìn)行調(diào)門開關(guān)試驗(yàn)；
[0010] 步驟四：所有試驗(yàn)結(jié)束，恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行參數(shù)和控制方式，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0011] 所述步驟二的實(shí)現(xiàn)過程為：
[0012] 如果機(jī)組是四個(gè)高調(diào)門，包括以下步驟：
[0013] 步驟2. 1、在GV1至GV4四個(gè)高調(diào)門全部開啟的狀態(tài)下，逐步關(guān)小高調(diào)門GV2的開 度至完全關(guān)閉；然后，進(jìn)一步逐步關(guān)小尚調(diào)門GV4的開度至完全關(guān)閉，最終實(shí)現(xiàn)尚調(diào)門GV2、 GV4全關(guān)而GV1、GV3全開；在此基礎(chǔ)上，逐步開大高調(diào)門GV2的開度至全開，再逐步開大高 調(diào)門GV4的開度；最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV4完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束；
[0014] 步驟2. 2、在GV1至GV4四個(gè)高調(diào)門全部開啟的狀態(tài)下，逐步關(guān)小高調(diào)門GV1的開 度至完全關(guān)閉；然后，進(jìn)一步逐步關(guān)小尚調(diào)門GV3的開度至完全關(guān)閉，最終實(shí)現(xiàn)尚調(diào)門GV1、 GV3全關(guān)而GV2、GV4全開；在此基礎(chǔ)上，逐步開大高調(diào)門GV1的開度至全開，再逐步開大高 調(diào)門GV3的開度；最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV4完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束。
[0015] 如果機(jī)組是六個(gè)高調(diào)門，包括以下步驟：
[0016] 步驟3. 1、在GV1至GV6六個(gè)高調(diào)門全部開啟的狀態(tài)下，逐步關(guān)小高調(diào)門GV6的開 度至完全關(guān)閉；逐步關(guān)小尚調(diào)門GV1的開度至完全關(guān)閉；逐步關(guān)小尚調(diào)門GV4的開度至完 全關(guān)閉；逐步開大高調(diào)門GV4的開度至全開；逐步關(guān)小高調(diào)門GV5的開度至完全關(guān)閉；逐步 開大高調(diào)門GV5的開度至全開；逐步關(guān)小高調(diào)門GV2的開度至完全關(guān)閉；逐步開大高調(diào)門 GV2的開度至全開；逐步關(guān)小高調(diào)門GV3的開度至完全關(guān)閉；逐步開大高調(diào)門GV3的開度至 全開；再逐步開大高調(diào)門GV6的開度，再逐步開大高調(diào)門GV1的開度；最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1 至GV6完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束；
[0017] 步驟3. 2、在六個(gè)高調(diào)門全開的狀態(tài)下，逐步關(guān)閉GV5,逐步關(guān)閉GV4,逐步關(guān)閉 GV6 ;逐步開啟GV6 ;逐步關(guān)閉GV1 ;逐步開啟GV1 ;逐步關(guān)閉GV2 ;逐步開啟GV2 ;逐步關(guān)閉 GV3 ;逐步開啟GV3 ;再逐步開啟GV5,再逐步開啟GV4 ;最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV6完全開 啟，本組試驗(yàn)結(jié)束；
[0018] 步驟3. 3、在六個(gè)高調(diào)門全開的狀態(tài)下，逐步關(guān)閉GV2,逐步關(guān)閉GV3,逐步關(guān)閉 GV6 ;逐步開啟GV6 ;逐步關(guān)閉GV1 ;逐步開啟GV1 ;逐步關(guān)閉GV5 ;逐步開啟GV5 ;逐步關(guān)閉 GV4 ;逐步開啟GV4 ;再逐步開啟GV2,再逐步開啟GV3 ;最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV6完全開 啟，本組試驗(yàn)結(jié)束。
[0019] 如果機(jī)組是八個(gè)高調(diào)門，包括以下步驟：
[0020] 步驟4. 1、在GV1至GV8八個(gè)高調(diào)門全部開啟的狀態(tài)下，逐步關(guān)小高調(diào)門GV1的開 度至完全關(guān)閉；進(jìn)一步，逐步關(guān)小尚調(diào)門GV6的開度至完全關(guān)閉，逐步關(guān)小尚調(diào)門GV5的開 度至完全關(guān)閉，逐步關(guān)小高調(diào)門GV4的開度至完全關(guān)閉；逐步開大高調(diào)門GV5的開度至全 開；進(jìn)一步，逐步開大高調(diào)門GV4的開度至全開；逐步關(guān)小高調(diào)門GV3的開度至完全關(guān)閉， 逐步關(guān)小高調(diào)門GV7的開度至完全關(guān)閉；逐步開大高調(diào)門GV3的開度至全開；進(jìn)一步，逐步 開大高調(diào)門GV7的開度至全開；逐步關(guān)小高調(diào)門GV2的開度至完全關(guān)閉，逐步關(guān)小高調(diào)門 GV8的開度至完全關(guān)閉；逐步開大高調(diào)門GV2的開度至全開；進(jìn)一步，逐步開大高調(diào)門GV8 的開度至全開；再逐步開大高調(diào)門GV1的開度，再逐步開大高調(diào)門GV6的開度；最終，實(shí)現(xiàn) 高調(diào)門GV1至GV8完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束；
[0021] 步驟4. 2、在八個(gè)高調(diào)門全開的狀態(tài)下，逐步關(guān)閉GV5,逐步關(guān)閉GV4,逐步關(guān)閉 GV1，逐步關(guān)閉GV6 ;逐步開啟GV1，逐步開啟GV6 ;逐步關(guān)閉GV3,逐步關(guān)閉GV7 ;逐步開啟 GV3,逐步開啟GV7 ;逐步關(guān)閉GV2,逐步關(guān)閉GV8 ;逐步開啟GV2,逐步開啟GV8 ;逐步開啟 GV5,逐步開啟GV4 ;最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV8完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束；
[0022] 步驟4. 3、在八個(gè)高調(diào)門全開的狀態(tài)下，逐步關(guān)閉GV3,逐步關(guān)閉GV7,逐步關(guān)閉 GV1，逐步關(guān)閉GV6 ;逐步開啟GV1，逐步開啟GV6 ;逐步關(guān)閉GV5,逐步關(guān)閉GV4 ;逐步開啟 GV5,逐步開啟GV4 ;逐步關(guān)閉GV2,逐步關(guān)閉GV8 ;逐步開啟GV2,逐步開啟GV8 ;逐步開啟 GV3,逐步開啟GV7 ;最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV8完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束；
[0023] 步驟4. 4、在八個(gè)高調(diào)門全開的狀態(tài)下，逐步關(guān)閉GV2,逐步關(guān)閉GV8,逐步關(guān)閉 GV1，逐步關(guān)閉GV6 ;逐步開啟GV1，逐步開啟GV6 ;逐步關(guān)閉GV5,逐步關(guān)閉GV4 ;逐步開啟 GV5,逐步開啟GV4 ;逐步關(guān)閉GV3,逐步關(guān)閉GV7 ;逐步開啟GV3,逐步開啟GV7 ;逐步開啟 GV2,逐步開啟GV8 ;最終，實(shí)現(xiàn)高調(diào)門GV1至GV8完全開啟，本組試驗(yàn)結(jié)束。
[0024] 本發(fā)明有效縮短試驗(yàn)時(shí)間，解決了傳統(tǒng)的測試方法針對機(jī)組試驗(yàn)時(shí)所需時(shí)間很長 的問題，與傳統(tǒng)的測試方法相比，四高調(diào)門的機(jī)組對角進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)時(shí)間減少一半，高 調(diào)門的機(jī)組對角進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)時(shí)間減少為傳統(tǒng)的測試方法的三分之一，六高調(diào)門的機(jī) 組對角進(jìn)汽順序測試試驗(yàn)時(shí)間減少為傳統(tǒng)的測試方法的六分之一。從而解決了傳統(tǒng)的測試 方法所帶來的工程實(shí)踐量巨大的問題。
[0025] 同時(shí)本發(fā)明能夠滿足目前典型4個(gè)、6個(gè)和8個(gè)高調(diào)門機(jī)組的閥門開啟順序優(yōu)化試 驗(yàn)，試驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)科學(xué)合理，可以保證整個(gè)測試方法的安全性；并且快速有效測解決配汽故 障減小長時(shí)間試驗(yàn)所帶來的機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)