[發明專利]基于高調門開關試驗的汽輪機順序閥負荷突變故障診斷方法

有效

• 申請號: 201410553675.9
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104330260A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 萬杰;孫建國;唐海峰;李東平;王勇;祁海旺;王新波;郝東波;江飛;鄒鐵軍;劉金福;于達仁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及火電機組順序閥運行方式下汽輪機負荷突變故障的診斷方法，特別涉及基于高調門開關試驗的汽輪機順序閥負荷突變故障的診斷方法。

背景技術

目前，隨著我國電力需求的不斷增加，電力工業得到迅速的發展，大容量機組替代小容量機組不斷增加，機組經常面臨調峰運行，時常在55％～90％負荷之間作大幅度的變工況運行。為了減小低負荷工況時單閥方式下較大的節流損失，機組一般都采用順序閥方式運行來提高機組的低負荷運行經濟性。然而，許多大型火力發電機組汽輪機在順序閥方式下運行時經常出現負荷突變故障，嚴重影響機組的安全高效運行。一般來講，導致實際中的汽輪機發生負荷突變故障的因素很多，從公開發表的文獻資料來看，尤其是由于高壓調節閥門(一般簡稱“高調門”，用符號“GV”表示)的軟件和硬件方面問題導致汽輪機在順序閥運行方式下發生負荷突變故障的案例最多。由于高調門流量特性設計曲線與實際流量特性不匹配會導致的機組出現負荷突變故障，這一類屬于高調門的軟件故障，是目前最常見最普遍的一類故障；另外，當高調門的閥頭和閥桿的連接部件出現松動(嚴重時出現整個閥頭或者閥桿脫落現象)或者閥門驅動系統出現卡澀，也會導致機組出現負荷突變故障，這屬于調門硬件故障，其出現頻率僅次于軟件故障；此外，也有極少數學者認為高調門有水或考品質較低的蒸汽積存，進入汽輪機的蒸汽做功能力下降也會導致負荷突降。然而，由于這三類原因導致的負荷突變故障在實際運行的機組中所表現的故障特征基本類似，導致實際發生故障時很難及時判斷故障的主要原因，尤其是很難進一步判斷出是哪一個高調門出現故障，給現場實際的安全生產帶來了很大的挑戰和困難。因此，及時有效的負荷突變故障測試診斷方法對于實際電廠的缺陷處理等有很大的意義。雖然，許多研究者都對由于高調門問題而引發的負荷突變故障機理做了闡述，并提出了一些行之有效的解決措施；但是，在實際中當機組發生故障時，如何及時有效對故障的進行檢測和診斷，公開文獻資料還未給出有一個詳細有效的方法。

發明內容

本發明是要解決現有方法軟硬件故障而引發機組負荷突降問題，而提供了基于高調門開關試驗的汽輪機順序閥負荷突變故障診斷方法。

基于高調門開關試驗的汽輪機順序閥負荷突變故障診斷方法按以下步驟實現：

步驟一：在機組處于負荷運行狀態下，將運行方式由順序閥切換至單閥，將機組負荷升至90％～95％；

步驟二：解除機組協調控制和自動滑壓運行控制，在保持機組負荷基本不變的基礎上，通過手動減小機組的主蒸汽壓力并同時增大機組的綜合閥位指令，使機組的4個高壓調節閥門達到全開的狀態，機組的高壓調節閥門在進行大范圍變化時，機組的負荷變化在運行規程要求的范圍內，通過步驟一和步驟二是否出現負荷突變現象，確定故障原因是在軟件方面還是硬件方面：出現負荷突變，則為高調門硬件故障；否則，則為高調門流量特性曲線設計不佳產生的軟件故障；

步驟三：將4個高壓調節閥門控制模式改為手動調節，實現能夠手動單獨調整每1個高壓調節閥門的開度；然后，以對角進汽為兩閥點進汽方式，分別進行不少于3組的兩閥全開和三閥全開試驗并得到試驗數據；通過試驗過程中是否出現負荷突變現象以及觀察機組高調門的閥桿動作情況進一步對故障進行診斷，確定是否存在系統卡澀和閥頭脫落故障；

步驟四：根據弗留格爾公式利用試驗數據進行高調門的流量特性計算，進一步提取得到故障特征，確定具體每一個高調門是否存在連接松動故障。

發明效果：

本發明提出了一種針對汽輪機順序閥負荷突變故障的有效診斷方法，當機組實際運行發生故障時，基于高調門開關試驗快速對故障進行測試診斷，不僅可以有效判斷出故障的類別和原因；并且，能夠有效對存在故障的高調門進行問題定位，避免了機組的停機和對所有高調門設備進行實際拆裝檢修帶來的經濟損失。同時，為了突出本方法的實際應用價值，本發明還給出了典型的具有4個高調門的亞臨界300MW機組實際負荷突變故障的診斷案例。

本發明提出了一種針對汽輪機高調門軟硬件故障而引發的負荷突變問題的有效故障診斷方法，當機組實際運行發生故障時，可以快速有效對故障進行測試診斷和問題定位，判斷得出故障類別和原因，實際故障案例處理顯示本方法具有較強的實際應用價值：

(1)基于對角思想的兩閥點進汽方式，可以最大程度減小部分負荷工況下的高調門進汽產生的不平衡汽流力對機組軸系穩定性的影響，從而保證測試方法的安全性；