单阀顺序阀切换
汽轮机调门流量特性分析和研究
汽轮机调门流量特性分析和研究摘要：目前，各大型火电机组的汽轮机均采用汽轮机数字电液控制系统(DEH)控制，DEH提供阀门管理和单/顺阀切换功能。
单阀方式下，各高调门开度一致，汽轮机全周进汽，有利于汽轮机本体均匀受热受力，但低负荷工况下节流损失严重、经济性差，因此一般只在机组启动初期或投产初期使用。
顺序阀方式下，各高调门按一定顺序开启，减小了因阀门开度过低造成的节流损失，经济性较好，火电机组一般在正常运行过程中均采用此种方式。
关键词：汽轮机；调门流量；特性1调门流量特性试验的目的汽轮发电机组的电功率在进汽参数和排汽压力都保持不变的情况下，基本上与汽轮机的进汽量成正比，但随着机组运行周期增加，调门流量特性改变和汽轮机通流间隙变化，往往会产生实际流量-功率关系与理论设计值偏差越来越大。
汽轮机高调门流量特性曲线的主要作用就是保证机组理论计算流量与实际流量之间保持一致。
现场实际证明，较大的流量偏差导致机组负荷跟随性、调频能力等下降，机组功率调节品质下降，轻则受到电网部门“两个细则”考核，重则引起机组低频振动发生非停事故。
2调门流量特性试验的条件开展调门流量特性试验，必须具备以下试验条件：（1）机组主辅设备工作正常，调节系统工作特性良好；（2）机组在设计的正常工作条件下稳定运行，负荷可从100%额定负荷（当汽轮机高速门完全打开时）变为60％额定负荷；（3）机组退出AGC，机组运行参数由运行人员手动调节；（4）信号测量设备满足精度要求，通过分散控制系统进行数据采集及分析；（5）历史数据站工作正常，能完成对以下数据的采集：主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级压力、调节级温度、负荷给定值、进汽流量指令、调节阀的阀位开度指令、机组实发功率等。
3试验方法和步骤3.1单阀状态下的试验1）将机组在协调方式下运行，负荷缓慢升至机组额定负荷（220MW），通过操作调整使主蒸汽压力缓慢降低，直到4个高压调门全开。
此时的运行工况为：4个高压调门全开，负荷维持在220MW并保持相对稳定，主汽压力及主汽温度保持相对稳定。
单向顺序阀的工作原理
单向顺序阀的工作原理
单向顺序阀是一种常用的控制元件，常用于流体系统中，用于控制流体的流向和流量。
其工作原理如下：
1. 阀芯位置：单向顺序阀具有两个阀芯，一个是主阀芯，另一个是辅助阀芯。
主阀芯的位置由流体力或弹簧力控制，在无外力作用时，主阀芯处于初始位置。
2. 流向控制：当压力在主阀芯的一侧高于另一侧时，主阀芯会被流体压力推动，使其打开，流体可以顺利通过。
反之，当压力在主阀芯的一侧低于另一侧时，主阀芯会被弹簧力推回关闭状态，阻止流体通过。
3. 辅助阀芯作用：辅助阀芯可以在主阀芯打开时扮演辅助作用。
当主阀芯打开后，辅助阀芯会被流体压力推动，使其打开，流体可以通过辅助通道，达到增加流量或控制流向的目的。
综上所述，单向顺序阀通过利用流体压力和弹簧力的作用，控制阀芯的开启和关闭，从而实现对流体流向和流量的控制。
单向顺序阀的工作原理
单向顺序阀的工作原理
单向顺序阀是一种常用的流体控制元件，其工作原理基于流体的压力和流量特性。
下面是单向顺序阀的工作原理：
1. 单向阀：单向顺序阀中通常包含一个单向阀，它只允许流体在一个方向上流动。
这意味着，当流体从一个方向施加压力时，单向阀打开并允许流体通过；而当流体来自另一个方向时，单向阀关闭，阻止流体的通过。
2. 阀芯：单向顺序阀中的阀芯是一个可移动的元件，它可以根据流体的来向来控制单向阀的状态。
当流体来自预定的方向时，阀芯会受到压力的作用，使得单向阀打开，从而允许流体通过顺序阀。
3. 弹簧：单向顺序阀中的弹簧通常与阀芯相连，用于提供反向作用力。
当流体来自反方向时，弹簧会推动阀芯关闭单向阀，从而阻止流体通过。
4. 控制口：单向顺序阀中通常还包含一个控制口，用于接收外部信号或连接其他控制元件。
通过控制口对阀芯施加压力或释放压力，可以改变单向顺序阀的工作状态。
综上所述，单向顺序阀通过单向阀、阀芯、弹簧和控制口的相互作用，实现了根据流体的来向控制流体的流动方向的功能。
汽轮机组阀门切换对负荷扰动的分析
动的 影响 。
[ 关键词] 阀 切换阀门管理流量特 性莺叠度
中图分类号：TKl 文献标识码： A 文章 编号：157 1- - 7597 ( 2008) 102 0129- - 0 1
．
一、 曹膏 天津石化热电部5、6号汽轮机组机组为上海汽轮机厂生产的CC5 0— 8．8 3／4． 12／1． 3型单 缸、双 抽式汽 轮机。 DEH采用 了上海 新华控 制工程 有 限公司的DEH- V型高压纯电调控制系统。DEH是电站汽轮发电机组重要组成 部分，是汽轮机启动、停止、正常运行和事故工况下的调节控制器。也是 电厂自动化系统霞要组成部分。DEH系统通过电信号控制高压油动机从而 驱动各进汽阀门的开度。实现对汽轮发电机组转速与负荷、压力等参数的 控制。 本文针对该机组负荷波动问题论述了高压电调机组阀门切换实现方 法， 并分析 了阀 位流量 特性和 阀门 重叠度 对负荷 波动 的影响 。 二、DEH系统中■门控翻方式的实现方法 假设 阀门 切换 过程中 汽机 运行 工况 稳定， 即真 空和 主蒸汽 参数 不变 ， 汽机的负荷仅由蒸汽流甓决定，而各个调节阀所控制的流量也只和阀门开 度 有关 ，那 么可 以认 为汽 机负 荷进 仅是 阀门 开度 的 单函 数。 用J ， 表示 汽机 负荷 ，X表示 阀门开 度， 则单 阀方 式下 ：
单向顺序阀的工作原理
单向顺序阀的工作原理单向顺序阀是一种常见的流体控制装置，它的工作原理是通过控制流体在管道中的流动方向来实现流量的控制。
它通常由一个阀体和一个阀芯组成，通过阀芯的移动来开启或关闭通道，从而控制流体的流动方向和流量大小。
在单向顺序阀中，阀体通常有两个或多个进口和一个出口。
当阀芯处于关闭状态时，所有的进口都与出口隔离，流体无法通过阀体。
当阀芯被移动到开启状态时，进口与出口之间的通道打开，流体可以自由流动。
单向顺序阀的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 初始状态：阀芯处于关闭状态，所有的进口与出口隔离，流体无法通过。
2. 开启阀芯：当需要流体流向特定的出口时，通过施加力或利用其他机械装置来移动阀芯，使其与进口对齐。
当阀芯与进口对齐时，进口与出口之间的通道打开，流体可以流向出口。
同时，其他进口与出口仍然隔离，流体无法流向其他出口。
3. 关闭阀芯：当需要阻止流体流向特定出口时，通过移动阀芯使其与进口脱离对齐。
当阀芯与进口脱离对齐时，进口与出口之间的通道关闭，流体无法流向出口。
通过以上步骤的循环操作，单向顺序阀可以实现对流量的控制。
通过控制阀芯的位置，可以选择流体流向的出口，从而满足不同的流体控制需求。
单向顺序阀在工业自动化控制系统中有着广泛的应用。
它可以用于控制液压系统中的流体流向，实现对机械设备的控制。
例如，在工程机械中，单向顺序阀可以用于控制液压缸的伸缩方向，实现机械臂的伸缩动作。
此外，它还可以应用于飞机、汽车等领域的液压系统中，用于控制流体流向和流量，实现各种复杂的运动和操作。
单向顺序阀的工作原理简单明了，但在实际应用中，还需考虑一些其他因素。
例如，阀芯的材质和密封性能会直接影响阀的工作效果；阀体的结构和通道设计也需要根据具体的应用场景来选择。
此外，对于大流量和高压力的流体控制，还需要选择适应的阀芯直径和材质，以确保阀的稳定性和安全性。
单向顺序阀是一种常见的流体控制装置，通过控制流体的流动方向和流量来实现对流体的控制。
DEH功能介绍
启动模式的选择
1. 自动升速方式
控制系统自动判断机组所处状态（第一级内部金属温度) 控制系统自动判断机组所处状态（第一级内部金属温度)，判断汽轮 机是冷态、温态、热态还是极热态， 机是冷态、温态、热态还是极热态，再根据机组的运行经验选择启动曲 主要选择升速率），程序自动输入转速控制的目标值和增速率, ），程序自动输入转速控制的目标值和增速率 线（主要选择升速率），程序自动输入转速控制的目标值和增速率,自动 完成400转和800转暖机和3000r/min定速 400转和800转暖机时 400转和800转暖机和3000r/min定速， 转和800转暖机时， 完成400转和800转暖机和3000r/min定速，400转和800转暖机时，程序定 时暖机1小时，如果想提前退出暖机， 时暖机1小时，如果想提前退出暖机，操作员可以点击主画面的自保持退 出按钮。在自动升速过程中， 出按钮。在自动升速过程中，操作员可以通过输入目标值窗口的 ”HOLD”按钮保持转速 按钮保持转速。 ”HOLD”按钮保持转速。
自动升速方式与手动升速方式之间可以相互切换， 自动升速方式与手动升速方式之间可以相互切换，两种升 速方式之间的切换均是无扰切换。二者是互斥的关系， 速方式之间的切换均是无扰切换。二者是互斥的关系，如果选 择自动升速方式，手动给定目标值将失效，操作员可以通过” 择自动升速方式，手动给定目标值将失效，操作员可以通过” 手动升速“按钮退出自动升速方式。 手动升速“按钮退出自动升速方式。
OPC
Tup
GVSPO
+ -
KM
LVDT
1 1 + TM s
Tdown
GVPZ
图 阀门控制回路原理图 图中： 图中：
GVSPO：阀门控制指令 ： GVPZ：阀门开度 ： LVDT：线性位移差动变送器 ：
DEH的控制方式选择
第九节DEH的控制方式选择DEH控制装置在操作员自动方式时，根据不同的工况可供运行人员选择各种不同的控制方式。
并能根据机组的要求，选用合适的启动方式。
汽机在冲转过程中只有高中压联合启动一种方式。
现详述如下：一、中调门/主汽门/高压调门控制切换当DEH处于自动控制下，图像画面上“自动”、“单阀”，一旦复置了汽轮机自动停机系统（挂闸），控制器已准备就绪。
按下“中主门控制”，TV关闭，GV 全开，由中调门控制机组开始冲转。
当汽轮发电机组按运行人员的要求升速到600rpm时，保持4分钟，运行人员按下“高主门控制”键，进行中调门/高主门控制的阀切换，之后继续冲转到2900，其间由高主门、中调门共同控制转速。
升速到2900rpm时，保持3分钟，中调门保持，高主门继续冲转到2950rpm，即可进行高主门/高调门控制的阀切换。
运行人员按下“高调门控制”键后，键灯亮，“高主门控制”键灯灭，高压调节汽阀会从全开位置很快关下。
当实际转速下降大于30rpm时，DEH已切换到高压调门控制，高压主汽门逐渐开启，直至全开，由高压调门控制转速稳定在2950rpm左右，阀切换完成。
在进入高压调门控制后运行人员可把汽轮机转速升至同步转速3000rpm，并网后即进入负荷控制。
二、启动及启动方式选择运行人员点击“挂闸”按钮，汽机挂闸后，高压安全油建立，中压主汽门自动开启，DEH处于“自动”方式。
检查机组及DEH状态正常，旁路系统正常。
需要暖机时，在暖机转速下按“保持”即可，也可将目标转速设置到暖机转速，按“进行”，当转速给定值到达设定转速时，会自动保持、暖机。
在启动时，应密切监视进汽阀门及汽机转速，如发生异常情况：如超速或阀门已开而CRT上无转速显示，应立即打闸，停机检查。
在汽机达到同步转速时，可投自动同步功能。
机组并网后，DEH能自动带5%左右初负荷，DEH转入负荷控制，在机组工况允许的请况下，运行人员可升负荷。
三、功率回路投入当机组处于高缸运行，DEH处于全自动时，运行人员可通过按“功率回路”键来投切此回路。
660MW超超临界机组单阀顺序阀运行性能分析
不同负荷 段部 分参数指标见 （ ４ ５６ ７ ： 表 、、、）
４０ ０ ＭＷ 负 荷 时 ， 耗 下 降 １４３ｌ Ｗ．；５ ＭＷ 负 荷 时 ， 热 ３ ． ／ ｈ４ ０ ｋｋ
热耗下 降 １４Ｊｋ ｈ ５ ０ Ｗ 负荷时 ， ９ ｋ／Ｗ．；０ Ｍ 热耗 下降 ２ ５Ｊ Ｗ．； ６ ｋ／ ｈ ｋ ５０ ６ ＭＷ 负荷时 ， 热耗下 降 ３ ３９ ｋ／ ｈ ５ ． Ｊ Ｗ． ５ ｋ
由表 １表 ２看出， 、 在切换负荷前后及同样负荷下 ， 部分参 数 已发生较为明显的变化 ： 顺序阀后 高排温度下降了 ２ ℃， ６ 绐 水 流 量 下 降 了 ４ｔ ８，蒸 汽 流 量 下 降 ２ｔ ６，调节 级 压 力 下 陴
旋转 方 向
， ， — — — — —
０５ ａ汽机阀门指令下降 ９１ 总煤量下降 ７。 ． ＭＰ ， ．％， ｔ
蒸 汽 给水
流量
８ ７ ９ｔ
４号机组于 ２ ０ ０９年 ｌ ０月 １ ５日正式投入商业运 营，采用
单阀运行方式。２ ０ ０９年 １ ３ ２月 １日， 切换为顺 序阀运行方式 。 单阀运 行方式 为机组 运行 时 高压 调 门 Ｇ １ Ｇ ２ Ｇ ３ Ｖ 、 Ｖ 、Ｖ 、 Ｇ ４同时开启且开度一致 ， Ｖ 顺序阀运行方式为高压调门 Ｇ １ Ｖ、
调节 级 总煤量 省煤 器前 阀位 中间点 凝结水
压 力
９７ ． ＭＰ ａ １ ｌ ６ｔ
给水 温度 指 令
２２ ５ ℃
温 度
流量
６ ６ ７ｔ
８１ ％ ３ ２ Ｃ ． ７ ７ ｏ
后 的蒸汽从机组两侧 的两个再热主汽调节联合 阀 ，由每侧各 两个 中压调节阀流出 ，经过 ４根 中压导汽管由中部 进入中压
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单阀/顺序阀切换的目的是为了提高机组的经济性和快速性，实质是通过喷嘴的节流配汽（单阀控制）和喷嘴配汽（顺序阀控制）的无扰切换，解决变负荷过程中均匀加热与部分负荷经济性的矛盾。
单阀方式下，蒸汽通过高压调节阀和喷嘴室，在360°全周进入调节级动叶，调节级叶片加热均匀，有效地改善了调节级叶片的应力分配，使机组可以较快改变负荷；但由于所有调节阀均部分开启，节流损失较大。
顺序阀方式则是让调节阀按照预先设定的次序逐个开启和关闭，在一个调节阀完全开启之前，另外的调节阀保持关闭状态，蒸汽以部分进汽的形式通过调节阀和喷嘴室，节流损失大大减小，机组运行的热经济性得以明显改善，但同时对叶片存在产生冲击，容易形成部分应力区，机组负荷改变速度受到限制。
因此，冷态启动或低参数下变负荷运行期间，采用单阀方式能够加快机组的热膨胀，减小热应力，延长机组寿命；额定参数下变负荷运行时，机组的热经济性是电厂运行水平的考核目标，采用顺序阀方式能有效地减小节流损失，提高汽机热效率。
对于定压运行带基本负荷的工况，调节阀接近全开状态，这时节流调节和喷嘴调节的差别很小，单阀/顺序阀切换的意义不大。
对于滑压运行调峰的变负荷工况，部分负荷对应于部分压力，调节阀也近似于全开状态，这时阀门切换的意义也不大。
对于定压运行变负荷工况，在变负荷过程中希望用节流调节改善均热过程，而当均热完成后，又希望用喷嘴调节来改善机组效率，因此这种工况下要求运行方式采用单阀/顺序阀切换来实现两种调节方式的无扰切换。
假设阀门切换过程中汽机运行工况稳定，即真空和主蒸汽参数不变，不考虑抽汽的影响，汽机的负荷仅由蒸汽流量决定，而各个调节阀所控制的流量也只和阀门开度有关，那么可以认为汽机负荷进仅是阀门开度的单函数。
单阀系数乘以单阀开度指令与顺序阀系数乘以顺序阀开度指令相加后得到的就是各个阀门实际的开度指令。
单阀指令和顺序阀指令是当前负荷指令分别经过单阀曲线和顺序阀曲线转换后得出的。
在实际的阀门切换过程中，上述分析中的假设条件是难以成立的，所以不可避免地会有负荷扰动；但如果投入闭环控制，负荷扰动在一定程度上可以得到改善，即如果投入功率闭环回路，当实际功率与负荷设定值相差大于4%时，切换自动中止；当负荷调节精度达到3%以内时，切换又自动恢复。
投入调节级压力控制回路与此类似。
上述限制过程对运行人员的操作没有任何要求。
这样，阀门切换过程中如果投入功率闭环，则功率控制精度在3%以内；如果投入调节级压力闭环，则调节级压力控制精度在1.5%以内。
单阀/顺序阀切换也可以开环进行，显然，此时负荷扰动的大小与阀门特性曲线的准确性及汽机运行工况有关。
在单阀向顺序阀切换过程中或阀门已处于顺序阀方式时，如果汽机跳闸或出现任一个GV紧急状态，即实际阀位和阀定位卡的阀位指令之间偏差大于设定的限值，则强行将阀门置于单阀方式。
这种情况下强制成单阀方式可以减小负荷扰动。