汽轮机阀门流量特性优化分析

』 顷阀 ：Ｙ＝ （ ＋ｂ ）
即优 化 后 的 单 、顺 阀管 理 曲线 为 ： 单 阀 ：Ｙ＝ ｌ（ ｆ ） （） ７
Ｊ ： ｛ ［ （） ｝ ｌ 顷阀 ｙ＝ Ｘ ］
（） １
（） ２
（） ８
式 中 ： （ 为 原 设 计 的单 阀 管 理 曲线 ； （ ） ） 为
顺 阀管 理 曲线 （ 和 优 化 后 的 单 阀管 理 曲 线 ）
（ ） 计 算 而 得 到 。
测 流 量 ×修 正 系 数确 定 。
考 虑 到 调 门 流 量 测 试 的 特 点 ，可 以认 为 其 数
曲 线 ，得 到 阀 门 开 度 Ｙ 。对 应 的 。 即 ： ， ＝ ｆ ， －
当 阀 门设 计 流 量特 性 与实 际流 量 特 性 不 符 时 ， 需 根 据 测 得 的各 阀 门实 际 流 量 特 性 ，重 新 设 计 阀
（ ］ ） ，相 当 于计 算 出模 式 １中 ＋ｂ的值 。 （ ） 根 据 所 算 出 的 。 ， 由优 化 后 的单 阀 管 ２ 值 理 曲线 计 算 对 应 的 阀 门 开 度 Ｙ 即 ：Ｙ＝ （ ） ， 。 ，
压力与温度 的修正 ，修正后 用 Ｓ ｖｚｙＧ ｌ ａｉ ｋ— ｏ ｙ算法进行数据 处理 ，并利 用最小二乘 法优 化算 法进 行 曲线拟 ｔ ａ 合 。以某电厂 ３０ ０ ＭＷ 机 组为例 ，对其在顺序 阀方式下 出现 负荷 突变和调 节缓慢 的问题进行优化 分析 和仿
真 验 证 ，优 化 后 机 组 负荷 与 主 蒸 汽 流 量 曲 线 获 得 了 良好 的 连 续 性 和 线 性 度 ，提 高 了机 组 负荷 控 制 精 度 及
李前敏 ，柏毅辉
（ 州 电 力 试 验 研 究 院 ，贵 州 贵 阳 ５０ ０ ） 贵 ５ ０ ２
摘要 ：汽轮机 阀门流量特性 与实际流量特性不符合 ，会影响 机组 负荷 控制精度 和一 次调 频 能力。在测得
实 际流 量 特 性 的基 础 上 ，介 绍 了两 种 汽轮 机 阀 门流 量 特 性 的 优 化 方 法 ，对 测 得 的 流 量 特 性 曲线 进 行 主 汽
பைடு நூலகம்
组 ，参 数 ｋ ，ｂ是 已知 的 ，只 需 考 虑 单 、顺 阀方 式 优化 步骤 为 ： 下 ，阀 门设 计 流 量 特 性 与 实 际 流 量 特 性 之 间 的 偏
差 ，进 一 步 对 阀 门 开 度 进 行 优 化 。
（ ） 总 阀位 指 令 为 ， 由 原 设 计 的顺 阀 管 理 １ 曲线得 到 阀 门 开 度 Ｙ ，再 根 据 优 化 前 的 单 阀 管 理
门管 理 曲 线 （ ，即 可 同 时 实 现 对 单 、顺 阀 管 ）
理 曲线 的优 化 。优 化 后 的 阀门 管理 曲线 为 ：
单 阀 ：Ｙ＝
顺 ：Ｙ＝ 阀
（ ）
（ ＋ｂ ）
（） ３
（） ４
相 当于 计 算 出模 式 １中 的 （ ＋ｂ 。 ） （ ） 用所 得 到 的 Ｙ值 替 换 原 设 计 的顺 阀 管 理 ３
１ ２ 单 阀一 顺序 阀管 理模 式 ．
阀管 理 曲线 的优 化 。
在单 阀 一顺 序 阀 管 理 模 式 下 ，单 阀 管 理 曲 线 １３ 优 化算法 ． 为 （ ，顺 阀 管 理 曲 线 为 （ ，单 、顺 阀 方 ） ） 在 阀 门流 量 特 性 实 验 过 程 中 ，如 何 通 过 大 量 式 各 自采 用 不 同 的 阀 门管 理 曲线 ，即 ： 的测 试 数 据 模 拟 出 阀 门 的流 量 特 性 曲线 ，是 实 现
０ 引 言
制 的 精 度及 一 次 调 频 的 合 格 率 ，确 保 汽 机 安 全 、
稳 定 、经 济 运行 。本 文 介 绍 了 目前 Ｄ Ｈ 常 用 的 Ｅ
现代 发 电 机 组 中 ，汽 轮 机 均 采 用 Ｄ Ｈ 系 统 两 种 阀 门管 理 模 式 ，并 对 两 种 模 式 下 单 阀 与顺 序 Ｅ （ 字 电 液 控 制 系 统 ） 进 行 控 制 。其 最 重 要 的 功 数 能是 能 够 实 现 对 各 进 汽 阀 门 进 行 统 一 管 理 和 控 阀 阀 门管 理 之 问 的 关 系 进 行 了 分 析 ，通 过 对 单 阀 阀 门实 际 流 量 特 性 的测 试 ，实 现 不 同模 式 下 单 阀
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２—０ ７—１ 。 ０
基金 项 目：贵州省科学技术基金项 目 （ 黔科合 Ｊ ［０ ０ ０ ０ 。 字 ２ １ ］２ ２ ） 作者简介 ：李前敏 （９ ５一 ，女 ，硕士研究生 ，主要从 事火 电厂 自动化方面的研究 ，Ｅｍ ｉ ｉ ａｍ ｎ９ ５ ２ ．ｏ １８ ） — ａ ：ｌ ｉｎ ｉ１８ ＠１６ ｃｍ。 ｌ ｑ
实 际 流 量 特性 曲线 （ 度一 相 对 流 量 模 型 ） 的 反 开
函数 作 为 阀 门管 理 曲线 （ 量 指 令 一 阀 门开 度 指 流
目前 解 决 该 问 题 最 有 效 的 方 法 就 是 进 行 阀 门 令 ） ，即 可 实 现 对单 阀 管理 曲线 的优 化 。对 于 顺 阀 实 际流 量 特 性 测 试 ，并 根 据 测 试 结 果 对 阀 门管 理 管 理 曲 线 的 优 化 则 需 根 据 单 、顺 阀 管 理 曲线 之 间 曲线 进 行 优 化 ，使 得 优 化 后 流 量 指 令 与 蒸 汽 流 量 的关 系 进行 相 应 的优 化 。 目前 单 、顺 阀 管 理 曲 线
一
次调频 、Ａ Ｃ的合格 率 ，优化分析具有较好 的技 术意义和 实用性 。 Ｇ
关 键 词 ：Ｄ Ｈ；汽 轮 机 ； 阀 门流 量 特 性 ；优 化 Ｅ
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ ７ Ｋ ６ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
之 间 具 有 良好 的线 性 关 系 ，从 而 提 高 机 组 负 荷 控
相 对 流 量 之 问 的关 系 。在 汽 轮 机 Ｄ Ｈ 中 ， 阀 门 Ｅ
使 得 曲线 能 够 充 分 反 映 流 量 数 据 在 不 同 开 度 调 节
流 量 特性 曲 线 是 一 个 重 要 的 函 数 ，其 与 阀 门 实 际 过 程 中 的 变 化 特 征 。
特 性 的吻 合 度 将 直 接 影 响 Ｄ Ｈ 控 制 效 果 。 Ｅ Ｄ Ｈ 系统 出厂 时所 设 置 的 阀 门 管 理 曲 线 ，通 １ 阀 门流 量 特 性 优 化 方 法 Ｅ 常 是 根 据 汽 轮 机 的设 计 计 算 得 到 的 。 而 实 际 运 行 中则 受 阀 门安 装 、管 道 布 置 等 因 素 的 影 响 ，原 阀 由 于 阀 门 的实 际 流 量 特 性 是 客 观 存 在 而 难 以 门管 理 曲线 往 往 会 与 实 际 的 阀 门流 量 特 性 产 生 较 改 变 的 ，因此 阀 门 流 量 特 性 的 优 化 只 能 根 据 所 测 大 的偏 差 。在 机 组 变 负 荷 和 一 次 调 频 时 ，未 调 整 得 的 阀 门实 际 流 量 特 性 曲 线 ，优 化 相 应 的 阀 门 管 的 Ｄ Ｈ 系 统 可 能 出 现 负 荷 突 变 和 调 节 缓 慢 的 问 理 曲线 来 实 现 。 具 体 思 路 是 ：取 所 测 得 的 各 阀 门 Ｅ 题 ，造 成 机 组 控 制 困 难 ，严 重 影 响 机 组 的 安 全 性 和变 负 荷 能 力 。
单 阀 ：Ｙ＝ ｌ ｆ（ ）
顺 ：Ｙ＝ （ 阀 ）
（） ５
（） ６
阀 门 管理 的基 础 。确 保 特 性 曲线 的 收 敛 性 和 鲁 棒 性 ，则 是 优 化 算 法 应 考 虑 的 重点 。
与 比例 、偏 置 模 式 比 较 ，测 得 各 阀 门 的 流 量 １ ３ １ 数 据 处 理 ．． 特 性 后 ，将 （ ） 替 换 为 优 化 后 的 阀 门 管 理 曲 线 对 阀 门流 量 特 性 的测 量 中 ，普 遍 采 用 的 方 式
制 。汽 机 阀 门流 量 特 性 是 指 在 阀 门 两 端 压 差 保 和 顺 序 阀流 量 特 性 的 优 化 ，并 进 行 仿 真 验 证 。对 持 恒 定 的 条 件 下 ，介 质 流 经 调 节 阀 的 阀 门开 度 与 实 测 的 阀 门 流 量 特 性 利 用 Ｍａ ａ ｔ ｂ进 行 数 据 处 理 ， ｌ
４ ８
电
力
科
学
与
工
程
２１ ０ ２拄
主要 有 两 种模 式 ，一 种 是 单 、顺 阀 之 间采 用 比例 、
模 式 等效 为 比例 一 偏 置 模 式 ，将 ［ （ ］ 效 ） 等 定 时 ，该 值 在 优 化 前 后 是 不 变 的 。 测 得 各 阀 门 的
实 际 流 量 特 性 后 ，只需 将 单 阀 管 理 曲 线 （ ） 替
第 ２ 卷第 ９ ８ 期
２１ ０ ２年 ９月
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科
学
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程
Ｖｏ ．２ Ｎｏ ９ １ ８． ．
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Ｓ ｐ．２０１ ｅ ， ２
Ｅｌｃ ｒｃ Ｐｏ ｒ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｔ ｉ ｗｅ ｃ ｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
汽 轮 机 阀 门流 量 特 性 优 化 分 析
式 中 ：ｋ ，ｂ为 与 阀 门动 作 顺 序 及 重 叠 度 相 关 的 常 曲线 的 阀 门开 度 值 。 数； ｌ ｆ（ ） 为 原 设 计 的 单 阀 管 理 曲线 ； （ ） 为 （ ） 逐 点 按 （ ）～（ ） 的 方 法 计 算 和 替 换 对 ４ １ ３ 优 化后 的单 阀 管理 曲线 应 的顺 阀管 理 曲 线 的 阀 门开 度 值 ， 即 可 完 成 对 顺
（ 。而在 单 、顺 阀管 理 模 式 中 ，该 方 式 只能 对 为 通 过 调节 阀 前 后 的 压 力 测 量 数 据 ，进 一 步 确 定 ）