1、DEH閥門流量修正曲線試驗與計算DEH/閥門流量/單閥/順序閥1 引言通常汽輪機進汽閥門的行程-流量曲線存在很大的非線性。為了改善DEH控制系統的調節性能,需要在DEH中設置閥門流量修正曲線,使總閥位給定值與進汽流量間基本呈線性關系。根據汽輪機廠家提供的原始數據,閥門行程-流量曲線及流量系數曲線,即可分別計算出單閥方式修正曲線和順序閥方式修正曲線。如圖13所示。   在順序閥方式下通常采用對稱分布的兩個同時開啟,再依次開啟其余閥門,以降低對進汽部分的沖擊。如果原始數據與機組實際曲線不一致,修正曲線設置不當,會造成總流量曲線出現一定的非線性。從而影響功率反饋、一次調頻的調節品

2、質。嚴重時在曲線拐點處可能引起系統震蕩。我們可以通過對問題機組進行流量特性試驗,得到實際的閥門行程-流量曲線及流量系數曲線,計算出單順閥修正曲線,最終改善機組的調節性能。2  蒸汽流量試驗原理可將蒸汽通路簡化為如圖4所示。 在一定的蒸汽參數下,蒸汽膨脹產生的機械功率與蒸汽的質量流量近似成正比關系。流過第i個調節閥的蒸汽流量Di與第i個調節閥等效節流面積Ai、主汽壓力P0、調節級壓力P1有關。總的蒸汽流量D等于各調節閥流量之和, 用式(1)表示。總蒸汽質量流量D與調節級后壓力P1近似成比例關系, 用式(2)表示。各調節閥噴嘴組的質量流量Di與該調節閥等效面積Ai、主汽壓力P0

3、及流量函數成比例關系,用式(3)表示。 由式(1)(3)知,各調節閥等效面積Ai之和的總有效面積A滿足式(4)蒸汽在噴嘴中膨脹加速,在調節級壓力很小時,流速達音速,此時流量與閥后壓力無關。隨著流量增加,閥后壓力增大,流速小于音速時,流量會隨閥后壓力增大而降低。這種效應可用流量函數式(5)表示1。其中:蒸汽絕熱指數等于1.23,在臨界壓比0.5587以下,由式(1)(4)可知,試驗時分別使單個調節閥全開全關一次,試驗過程中保持其余調節閥開度不變,即可通過P1、P0的值計算出此閥門的有效面積Ai的百分比,即得到單個閥門的行程-流量函數fi,如式(7)。其中:P0e為額定主汽壓力、P1v為額定VWO

4、工況下調節級壓力。閥門修正原理如圖5所示。 3  數據收集計算通過查閱汽輪機熱力系統計算書,即可得到額定主汽壓力P0e、額定VWO工況下調節級壓力P1v。按照上述要求分別對每個調節閥進行閥門流量特性試驗。試驗過程中必須保持其余調節閥開度不變,機組功率、壓力緩慢平穩變化。每個調節閥全行程時間設置為10分鐘。從DCS中導出各調節閥全行程變化時間段自動記錄的數據:主汽壓力P0、調節級壓力P1、油動機行程行程。用EXCEL表中對各調節閥分別計算各點壓比P1/P0、及g。用油動機全開、全關段g的平均值計算gmax、gmin。對g值歸一化,計算式(7)(g-gmin)/(gmax-gm

5、in)*100。用歸一化CV行程、g作曲線,根據曲線適當選擇11個點擬合得單個閥門的流量特性曲線f1。同樣計算得f3f4。分別計算各閥門流量比例系數,并將計算結果歸一化,使i=1。令P1從0到P1v變化,按式(9)計算f-1函數。用P1/P1v*100、f-1作曲線。根據曲線適當選擇11個點擬合總流量修正曲線f-1。4  單順閥分配在單閥方式下,各調節閥開度相同。各油動機閥位給定一致,輸出等于輸入。即y1=y2=y3=y4=x。在順序閥方式下,CV1、CV2給定一致全開后再開CV3,CV3全開后再開CV4。開啟的斜率與各調節閥流量百分比i有關。為了避免閥門結合部流量失控,需設置重疊區

6、。設流量重疊量為b。在重疊區內流量曲線斜率應保持不變。因此重疊區內各閥門的開啟斜率需適當降低。 對應各調節閥的形狀大小、行程及噴嘴數一致的機組,由于單個閥門的流量特性曲線及流量百分比相同,可簡化單順閥分配算法,如圖6所示。根據單順閥分配分別計算出CV14順序閥方式下的閥位給定fs。計算單順閥轉換系數d、s,令s=1-d。d=1時為單閥。d=0時為順序閥。單順閥轉換過程中,d由0到1或由1到0緩慢變化。轉換過程通常設置為10分鐘,以降低調節級蒸汽溫度變化的影響。單閥分配曲線輸出乘以d加上順序閥分配曲線輸出乘以s。如圖7所示。 5  結束語按照上述原理在某電廠進行了閥門流量特性試驗,將試驗數據計算整理得到單個閥門的曲線f1f4,如圖8所示;總流量修正曲線f-1,如圖9所示。  按照圖5、圖7設計DEH閥門修正邏輯,按圖6、圖8、圖9所示曲線修改閥門修正邏輯中的相應函數。修改后機組啟動、帶負荷明顯改善,徹底解決了該