[發明專利]基于DEH系統的汽輪機閥門控制優化方法

在審

• 申請號: 201710629620.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107387173A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張騰宇;方國春;任曉辰;張勇鵬;劉博明
• 申請（專利權）人: 大唐東北電力試驗研究所有限公司
• 主分類號: F01D17/26
• 分類號: F01D17/26
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 王東偉

技術領域

本發明涉及一種基于DEH系統的汽輪機閥門控制優化方法。

背景技術

數字式電液控制系統(DEH)采用計算機控制控制技術，通過數字運算和軟件編程的方式對汽輪機的工作過程進行控制。DEH系統具有數字系統的靈活性、模擬系統的快速性和液壓系統的可靠性。因靈活多樣的控制功能、精確的調節品質而取得了較高經濟性和穩定性，在汽輪機控制系統中得到廣泛的應用。DEH 控制系統與傳統的機械液壓調節系統結構不同的是，汽輪機每個高壓進汽調節閥分別由各自單獨的伺服放大器、電液轉換器和油動機控制，調節汽門可進行單獨定位。無論是汽輪機啟動過程的轉速控制，還是正常運行中的負荷調節，最終都是通過對汽輪機高、中壓調節閥和高壓主汽門的閥位控制來實現的，因此閥門管理與控制在汽輪機電液控制系統中有非常重要作用。

傳統的凸輪配汽機構在凸輪型線設計完成后調節閥的開啟順序就隨之固定，只能實現噴嘴調節和節流調節方式中的一種，不能實現在任一負荷下單閥控制/順序閥控制方式的轉換。汽輪機在單閥控制方式下，調節級全周進汽且負荷變化時調節級級后蒸汽溫度變化較小，熱應力小，機組的靈活性好，但部分負荷下機組的節流損失較大。順序閥控制方式下，調節級部分進汽，減小了機組部分負荷下的節流損失，機組經濟性好，但汽缸和轉子受熱不均，使機組負荷變化受到限制。

為了解決機組運行快速性和經濟性的矛盾，這就需要DEH系統應保證汽輪機在任一負荷下均具有單閥控制和順序閥控制的能力。閥門管理是DEH系統重要的控制功能之一。DEH系統根據機組負荷要求，計算出與當時主蒸汽參數相對應的流量請求值，輸出到閥門管理程序，通過閥門管理程序換算成與之相對應的閥門開度。并能在運行人員的干預下，根據機組安全、經濟運行和變負荷要求實現單閥和順序閥控制方式之間的相互切換。

噴嘴調節式汽輪機一般有4個或更多個高壓調節閥分別控制各自的噴嘴組。調節閥按一定的順序和一定的相鄰閥門重疊度開啟，稱之為順序閥運行方式。重疊度是指兩個相鄰閥門開度的重疊程度，以相對開度表示。重疊度最小曲線的各閥重疊度為零，它的調節級效率最高，但流量特性最差，會引起機組在某些負荷不穩定。重疊度最大曲線的流量特性的線性度最好，但調節級效率最低。重疊度適中的曲線的流量特性線性度較好，調節級效率也較高。

對于閥門流量特性的相關函數，在單閥與順閥方式下，控制回路共用一個閥門流量特性函數，如果調整閥門流量特性函數則會對兩種控制方式的閥門流量特性都會產生影響；順閥、單閥流量背壓修正函數，是機組流量需求與流量指令的修正函數，隨著機組負荷的增加，汽輪機排汽壓力隨之升高，同樣的閥門開度其實際流量將減少，因此流量背壓修正函數用于對不同負荷段下的總流量指令進行修正，以確保流量指令與實際流量成線性對應關系。該函數一般由汽輪機自身特性所決定，一般無需修正；順閥方式下的流量控制環節存在多個函數，主要用于對順閥方式下的綜合閥位指令進行分配和修正。流量分配函數負責對綜合閥位指令進行分配，控制各調門的開啟順序。閥門重疊度函數負責控制各調門之間的重疊度，當調門的開啟次序及單個調門的升程流量特性一定時閥門的流量特性就只取決于閥門開啟的重疊度。閥門流量特性函數是調門流量指令與閥位指令的對應關系函數，負責將流量指令與其實際流量修正為線性關系。實際與理論的綜合閥位指令-閥門流量存在一定差別，需對汽機調門流量特性曲線進行試驗優化，即要根據試驗數據優化相關的配汽函數，最終使綜合閥位指令與蒸汽流量呈線性關系。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種優化了汽輪機閥門控制的基于DEH系統的汽輪機閥門控制優化方法。

本發明基于DEH系統的汽輪機組閥門控制優化方法，包括：

DEH系統退出一次調頻，退出自動發電控制AGC，汽輪機組切換到閥控運行方式；

將汽輪機組主蒸汽壓力控制在預定范圍內，汽輪機組的閥門以單閥方式運行，在閥門以單閥方式運行時獲取各個閥門對應的用于計算主蒸汽流量的第一相關數據；汽輪機組的閥門以順閥方式運行，在閥門以順閥方式運行時獲取汽輪機組閥門以順閥方式運行對應的用于計算主蒸汽流量的第二組相關數據；其中，所述的第一相關數據、第二組相關數據均包括：閥門開度、汽輪機組發電負荷、綜合閥位指令FDEM、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、調節級后壓力、調節級后溫度；