DEH顺序阀控制参数整定

高爱民
(江苏省电力科学研究院 ,江苏 南京 210036)
摘 要 :通过对扬州第二发电厂 600 MW 机组汽轮机数字电液控制系统顺序阀控制的试验 ,阐述了顺序阀控制功能中参
数整定的内容和方法 ,为汽轮机数字电液控制系统顺序阀控制的参数整定提供了经验 。
关键词 :顺序阀 ;单阀 ;重叠度 ;流量特性
D EH 工作在本机方式下 ,切除功率控制回路 ,手
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高爱民 : DEH 顺序阀控制的参数整定
这一问题将导致在进行单阀 - 顺序阀切换时机组 负荷扰动大 ,汽轮机主要运行参数出现异常变化 ,影响 机组的安全 。因此 ,在顺序阀功能投用前 ,应通过特性 试验校验高压调门的实际流量特性 ,设置各高压调门 之间的重叠度 ,使单阀 - 顺序阀的切换能平稳地进行 , 减小切换过程中对汽轮机重要参数的影响 (如振动 、瓦 温等) ,保证机组安全稳定地运行 。
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江 苏 电 机 工 程
由于扬二厂 1 号机组在额定工况进行重叠度试验 ,当 流量指令为 90 %时 ,机组出力已经达 600 MW 负荷 , 而 GV2 仍然处于关闭状态 。因此 , GV1 与 GV2 之间 的重叠度未在试验中加以整定 。
0 = K ×0 + B ; 100 = K ×69 + B 得到 GV3 、GV4 的流量比例偏置因子为 : K = 1. 45 , B = 0 (2) GV 1 流量比例偏置因子 ( K + B ) 的计算 因为 GV1 在 GV3 、GV4 阀门后开启 ,考虑到随着 汽轮机蒸汽流量的增大 ,汽轮机排汽压力的升高 , GV1 的阀门流量为 21 %额定流量 ,及当流量指令 FD EM 为 69 %时 (经背压修正后的流量指令 f 1 为 69 %) , GV1 的流量指令 f 2 为 0 % , GV1 关闭 ;当流量指令 FD EM 为 90 %时 ( 经背压修正后的流量指令 f1 为 103 %) , GV1 的流量指令 f2 为 100 % , GV1 开足 。所以由以下 计算得 : 0 = K ×69 + B 100 = K ×103 + B 得到 GV1 的流量比例偏置因子为 : K = 2. 9 , B = - 200 (3) GV2 流量比例偏置因子 ( K + B ) 的计算 因为 GV2 在 GV1 阀门后开启 ,考虑到随着汽轮 机蒸汽流量的增大 ,汽轮机排汽压力的升高 , GV1 的 阀门流量为 10 %额定流量 ,及当流量指令 FD EM 为 90 %时 ( 经背压修正后的流量指令 f 1 为 103 %) , GV2 的流量指令 f 2 为 0 % , GV2 关闭 ;当流量指令 FD EM 为 100 %时 ( 经背压修正后的流量指令 f 1 为 137 %) , GV2 的流量指令 f 2 为 100 % , GV2 开足 。所以由以 下计算得 : 0 = K ×103 + B 100 = K ×137 + B 得到 GV1 的流量比例偏置因子为 : K = 2. 9 , B = - 300 (4) GV 流量修正函数 F ( X2) 设置 GV 流量修正函数应通过试验确定 。确定 GV 流 量修正函数即可确定各阀门间的重叠度 。扬二厂 1 号 机组 GV3 、GV4 最先开启 ,不需要设置重叠度 。试验 中发现 ,当流量指令 FD EM 增至 66. 7 % , GV3 、GV4 开至 52. 2 %后 ,流量指令 FD EM 与实际的蒸汽流量已 不成线性 ,这时需开启 GV1 来修正流量指令 FD EM 与实际流量的关系 ,使之线性化 。流量指令 FD EM 再 增 加 到 69 % 后 , GV3/ GV4 开 足 , 因 此 GV1 与 GV3/ GV4之间存在 2. 3 %的重叠度 ,在 GV 流量修正 函数 F ( X2) 中应设置 ( - 5 ,0) 这一点 。额定工况下 ,流 量指令 FD EM 达到 90 %时 ,机组出力已经到 600 MW (100 %负荷) ,此时 GV2 处于关闭状态 。如果机组运 行参数较低 ,如主汽压力 、主汽温度低于额定参数 ,则 当流量指令 FD EM 达 90 % , GV3 、GV4 、GV1 开足后 , 机组出力将不会达到 600 MW ,流量指令还可继续增 加到 100 %。这时 GV2 将从关闭状态到全开位置 。
因此 ,新建机组试生产结束后 ,为了提高机组运行 的经济性 ,将汽轮机从单阀运行切换至顺序阀运行是 一个非常重要的措施 。尽管顺序阀控制是 D EH 中的 一个基本功能 ,但由于现场安装等因素的影响 ,高压调 门实际的流量特性与 DEH 中预置的流量特性曲线 (D EH 出厂时的预置值) 会有差异 。
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2003
年3
月
J
江 苏 电 机 工 程 iangsu Elect rical Engineering
第
22
卷
第
2
期
D EH 顺序阀控制参数整定
Parameters Adjustment of Digital Electro- hydraulic Control System in Sequential Valve Control Mode
图 2 流量指令与主蒸汽流量对应关系
2 . 3 背压修正函数 F ( X1) 背压修正函数 F ( X1) 由汽轮机厂提供 。扬二厂
1 号机组的实际函数设置见表 2 。
表 2 背压修正函数
%
流量指令 背压修正值
0
68. 86 90. 06 100
100
0
68. 86 103. 28 137. 74 137. 74
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动运行 。手动给定流量指令 ,测取流量指令 FD EM 与 汽轮机蒸汽流量的函数关系 。扬二厂 1 号机组试验 时 ,在主蒸汽压力恒定的工况下 (16. 0 M Pa) ,手动给 定流量指令 ,测量不同负荷点的蒸汽流量 。当流量指 令与实际流量不成线性关系时 ,可以修正 GV 流量开 度修正函数 ,直到满足要求为止 。通过试验 ,得到 GV 流量开度修正函数 F ( X3) ,见表 1 。
收稿日期 : 2002 - 10 - 19 ;修回日期 : 2002 - 12 - 28
FDEM 可在机组负荷控制时手动给定或由功率调 节器运算产生 。流量背压修正函数 F ( X1) 是机组流量 需求与流量指令的修正函数 。汽轮机在不同的流量作 功时 ,汽轮机排汽压力随之变化 ,蒸汽焓降变化 ,相应的
- 2. 499 7. 5 2. 49 5. 0 97. 500 97. 5 97. 500 97. 5
2. 500 2. 5 2. 50 2. 5 101. 249 97. 5 101. 249 97. 5
来自百度文库
97. 500 97. 5 100. 00 100. 0 101. 250 100. 0 101. 250 100. 0
2 顺序阀特性试验
2 . 1 试验方法的确定 汽轮机在投入顺序阀控制前 ,运行在单阀方式下 。
由图 1 可知 ,流量指令直接通过 GV 流量开度修正函 数 F ( X3) 产生阀位指令 ,与其它函数无关 ,因此可优 先整定 GV 流量开度修正函数 F ( X3) 。
投入顺序阀运行后 ,可以实际校验各阀门的重叠 度 ,设置流量比例偏置因子 ( K + B ) 和 GV 流量修正 函数 F ( X2) 。背压修正函数 F ( X1) 是由机组的特性 决定 ,因此无需整定 。 2 . 2 GV 流量开度修正函数 F ( X3) 的特性试验
中图分类号 : TP272
文献标识码 :B
文章编号 :1009 - 0665 (2003) 02 - 0036 - 03
新建大、中型机组中汽轮机 ,均采用数字电液控制 系统 (DEH) 进行控制 。通常 ,新建机组在试运行阶段 , 汽轮机处于单阀控制及汽轮机各高压调门同时参与调 节 ,各调门开度相同 。低负荷时 ,高压调门开度较小 ,因 而高压调门的截流损失较大 ,不利于机组长期经济运 行。
流量 指令
阀位 指令
表 1 GV 流量开度修正函数 %
0 0. 015 85 90 93 95 96 97 100 0 0. 410 25. 35 29. 15 33. 52 37. 95 41. 6 45. 46 100
在此 GV 流 量 开 度 修 正 函 数 下 , 得 到 流 量 指 令 FD EM 与主蒸汽流量的对应关系如图 2 所示 ,流量指 令 FD EM 与主蒸汽流量成线性关系 ,线性度较好 。
97. 501 100. 0
100. 00 100. 0
3 试验结果
扬二厂 1 号机组试验前投用顺序阀控制时 ,切换 过程不平稳 ,尤其是当在顺序阀控制时 ,1 号瓦温上升 很快 ,影响机组安全 。通过顺序阀特性试验后 ,在负荷 变化过程中 ,1 号瓦温得到有效改善 ,在 480 MW 左右 负荷段 ,瓦温达最大值 ,随着负荷的上升 ,瓦温开始下 降并趋于稳定 。在顺序阀的切换过程中 ,负荷扰动较 小 ,汽轮机的振动 、瓦温无较大变化 ,顺序阀控制功能 正常投入 ,机组运行的经济性得到提高 。
图 1 顺序阀控制原理
作功能力不同 , 因此需对不同的蒸汽流量指令进行修 正 。例如 ,随着负荷升高 ,汽轮机蒸汽流量增加 ,汽轮机 排汽压力升高 ,流量需求必须通过修正产生实际的流 量指令 。通常这是由汽轮机的自身特性所决定 ,无需 试验整定 。流量比例偏置 ( K + B ) 和 GV 流量修正函 数 F ( X2) 确定各高压调门在顺序阀控制方式下 ,调门 的开启顺序 、重叠度及流量指令 。GV 流量开度修正 函数 F ( X3) 是阀门的流量特性 ,是流量与阀位的对应 关系 ,需要通过试验获得 。
如需整定 ,方法与上述相同 。各阀门的重叠度函 数经试验后设置见表 3 。
表 3 GV 流量修正函数
%
GV1
GV2
GV3
GV4
R( f 2) S( f 3) R( f 2) S( f 3) R( f 2) S( f 3) R( f 2) S( f 3)
- 5. 000 0. 0 0. 00 0. 0 0. 000 0. 0 0. 000 0. 0
2 . 4 流量比例偏置因子 ( K + B) 的整定 流量比例偏置因子 ( K + B ) 是根据阀门的设计流
量和顺序阀时阀门的开启顺序来确定 。扬二厂 1 号机 组汽轮机在顺序阀运行时 , GV3 、GV4 同时开启 ,然后 GV1 、GV2 考虑阀门间的重叠度依次顺序开启 。
(1) GV3、GV4 流量比例偏置因子( K + B) 的计算 由于 GV3 、GV4 阀门同时开启 ,因此流量比例因 子可同时计算 。根据设计资料可知 ,当 GV3 、GV4 阀 门流量为 69 %额定流量及流量指令 FD EM 为 69 %时 (经背压修正后的流量指令 f 1 为 69 %) , GV3 、GV4 的 流量指令 f 2 应为 100 % , GV3 、GV4 开足 。当流量指 令 FD EM 为 0 %时 (经背压修正后的流量指令 f 1 为 0 %) , GV3 、GV4 的流量指令 f 2 应为 0 % , GV3 、GV4 关闭 。所以由以下计算得 :
1 DEH 顺序阀控制原理
顺序阀控制是 D EH 中机组功率控制的一种控制 功能 ,按照汽轮机高压调门的开关顺序 ,对汽轮机流量 指令进行分配 ,从而确定各高压调门的流量 ,最终确定 各高压调门的开度 。这些控制策略一般包含在 D EH 的阀门管理控制功能中 。
扬州第二发电厂 (以下简称扬二厂) 选用西屋公司 WDPF MOD Ⅲ型数字电液控制系统 ,在顺序阀运行 时 ,汽轮机的流量指令 FD EM 需经过背压修正 、比例 偏置修正 、GV 流量修正 、GV 流量开度函数修正后 ,产 生各个 GV 的开度指令 。控制原理见图 1 。