如何对汽轮机的进行单阀和顺序阀进行切换
汽轮机低负荷单阀-顺序阀无扰切换运行的优化控制方法
第39卷，总第226期2225年3月，第2期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.37,Sum.No.226Man2225,No.2汽轮机低负荷单阀-顺序阀无扰切换运行的优化控制方法赵大朋5,范双双4,孙天中5,吴哲、，张民5,刘春晓5(5.吉林电力股份有限公司白城发电公司，吉林白城27702；2.东北电力大学，吉林吉林22217；3.中油电能热电一公司，黑龙江大庆163314)摘要：目前，不少进行灵活调峰的大功率汽轮机在低负荷工况下会将其控制方式由单阀切换至顺序阀；并且，阀控方式切换过程中出现了影响机组安全稳定运行的负荷及主汽压力大幅波动问题。
然而，单纯依靠传统单阀和顺序阀实际流量特性控制曲线优化的方法，还无法完全消除切换过程中的参数波动问题。
通过理论分析给出了负荷及主汽压力波动的根源：具有非线性控制特性的阀门，在切换过程中采用线性等比例开关控制方式会引起蒸汽流量的波动。
在此基础上，提出了一种汽轮机单阀-顺序阀的非线性自动无扰切换方法，可以从根本上解决切换过程中的参数波动问题。
这对进一步改善大功率汽轮机灵活调峰的安全稳定性具有重要意义和价值。
关键词：汽轮机；灵活调峰；阀控方式；非线性；无扰切换中图分类号:TK222文献标识码：A文章编号：1022-6339(2621)22-2165-24An Optimized Control Method for Steam Turbine's Undisturbed Switching Operation ietweea Single Valve and Sequench Valve undeo Low Lord ConditionZHAO Da-peng1,FAN SSuang-shuany4,SUN Tian-zhoxy5, WU Zhe1,ZHANG MW1,LIO Chun-xiao1 (.Jilin EI o OW Power Co.,Lth.Baicaeyg Power Generahox Compagy,Baicaeyg137702,Ching；2.Northeast EE c O c Power UnWosity,Jilin26212,Ching；；.ThomoOotOc First Compagy of ChingNatioxai Petrolenm Group ElectrW Power Co.,Lth.,Daping173317,Ching)AbshocC:Ai preseni,many high一power turbines with dexibie pead repulatiox wilt switch thelr coxtrol moPe from singie valve I o36X06X00valve unger low load congitiox.Moreover,the load ang main steam pressure ductuatef yreatiy duOny the switchiny of velve coxtrol moPe,which a/ectef the safe and stadie operatiox of the unii.However,the parameter ductuatiox proflem in the swiwhWg process connoi be completely eliminatef by simpiy relying ox the traditiopai coxtrol curve optimizatiox methof of singie velve ang sepuenco velve actual Slow characteOstics.701-0X0/theoreticoi analysis,the soxrco of the11uc-tuatiox of load ang main steam pressure is yiven:for velves with noxlinear coxtrol characteristics；the ductuatiox of steam fow wilt be caosef by the coxtrol moPe of linear epual proportiox switch duOng the switching process.On this basis,a noxlinear antomahe unnisturbef switching methof of singie velve ang收稿日期2626-10-23修订稿日期2601-61-17基金项目：国家重点研发计划项目（2617YFB6964161:作者简介:赵大朋（妙了.男,本科,高级工程师,主要研究方向为汽轮发电机组节能优化等-165sequexcr velva Or steam turbine is pmposeh,which coo fundamextally solve the pmVlem of parameter Onctuatioc durine the switchOe process.D is of ymvt sionificoncr and value to Oirthcr improva the safety and stability of Oexible ped myulatioc of high-power steam turbine.Key words:steam turbine；texiblc peab reyulatioc；valve coctml moVc；（0x0/^；the uadisWrUed switchOe0引言目前2高新能源电力具风电、光伏发电的消纳比例，越来的大功率汽轮发电机组都参与灵活调峰运行⑴；甚至，还开展高效二次再热机组的研制与工作⑵。
单阀及顺序阀控制
单阀及顺序阀控制汽轮机控制原理随着发电机组容量的日益扩大，对机组自动化程度要求越来越高，DEH (Digital Ele ctro- Hydraulic ControlSystem，简称DEH)系统作为控制汽轮发电机组功率的一种有效方法其技术日益成熟与完善，顺序阀控制和单阀控制作为DEH 系统控制调节汽门的基本方法，比较而言顺序阀控制方式节能效果明显汽轮机控制原理，针对单阀及顺序阀控制的特点，重点阐述了DEH 系统两个重要参数优化对机组安全与经济运行的影响，为解决同类型问题提供了参考。
随着发电机组容量的日益扩大，对机组自动化程度要求越来越高，DEH (Digital Electro-Hydraulic ControlSystem，简称DEH)系统作为控制汽轮发电机组功率的一种有效方法其技术日益成熟与完善，顺序阀控制和单阀控制作为DEH 系统控制调节汽门的基本方法，比较而言顺序阀控制方式节能效果明显，能为电厂带来更大的经济效益，所以顺序阀控制方式越来越来被电厂所采纳与使用。
顺序阀控制按照设定的高压调节汽门(GovernorValve,简称GV)开启顺序，对汽轮机流量指令进行计算与分配，通过按顺序调节汽轮机阀门开度进而调节汽轮机进汽流量，最终达到精确控制机组功率的目的。
1 凸轮曲线原理从1 看出，不管是在单阀还是顺序阀控制方式，都要对阀门开度进行凸轮曲线修正，这是因为调节汽门在开启过程中，流量与阀门开度不是完全的线性对应关系，当阀门小开度、阀前/ 阀后大压差时，调节汽门内蒸汽为临界流动，此时通过调节汽门的流量线性地正比于调节汽门的开度。
随着调节汽门继续开大，虽然汽门的通流面积在增大，但汽门前后的压差减小，蒸汽流量随阀门开度增大的趋势变缓。
所以，即使汽门升程继续加大，由于受汽门喉部尺寸限制，蒸汽流量增加已很小。
通常认为：汽门前后的压力比p(门前)/p(门后)为0.95～0.98 时，即认为汽门已全开。
汽机单阀顺序阀运行方式切换技术措施
汽机单阀/顺序阀运行方式切换技术措施
汽机单阀/顺序阀运行方式切换经调试已允许切换。
为保证机组经济、安全运行，特制定本技术措施，请各值认真学习并严格执行：1.机组需进行单阀/顺序阀运行方式切换前，应汇报公司领导，经批
准后方可切换。
2.机组负荷达220MW及以上时，应将汽机切换为顺序阀运行方式。
3.机组负荷降至200MW及以下时，应将汽机切换为单阀运行方式。
4.汽机单阀/顺序阀切换前，应切除协调控制，切除汽机主控和锅炉
主控“自动”，暂停影响蒸汽流量和锅炉燃烧的一切操作。
切换过程中，维持锅炉燃烧稳定。
5.切换步骤：锅炉投入送风机、引风机、氧量、燃料自动，退出汽
包水位保护后，汽机由DEH“自动控制”画面投入“负荷控制”，然后点击“单阀/顺序阀”键，选择“单阀”或“顺序阀”模式开始切换，切换时间为10分钟。
切换结束后，画面上显示“单阀”
或“顺序阀”运行。
6.汽机单阀/顺序阀切换过程中，应注意监视调门开度变化情况和机
组负荷变化情况。
负荷变化大于8MW时，汽机单阀/顺序阀切换自动终止，维持当前调节汽门开度不变；注意监视汽包水位变化、汽机各轴承轴振及轴承温度变化，变化幅度较大时，应停止切换单阀/顺序阀运行方式。
7.汽机“单阀/顺序阀”运行方式切换结束后，应切除负荷控制，投
入汽机主控“自动”方式、锅炉主控“自动”方式，恢复原运行方式。
汽轮机单、顺阀切换操作说明。
汽轮机单、顺阀操作说明
一、汽轮机在下列情况下采取单阀控制方式：
1、汽轮机在最初运行半年以内；
2、汽轮机在冷态、温态启动时，保持单阀运行一天；
3、汽轮机在停机之前，切至单阀方式；
4、汽轮机在进行阀门活动试验之前，切至单阀方式。
二、单阀切换至顺阀操作说明：
1、整个切换过程，必须在汽机“自动”控制方式下运行。
2、切换过程，可以投入“汽机主控”即在“遥控”方式下运行。
3、单阀切换至顺阀时，点击DEH控制画面“阀门方式”，点击“顺序阀”，然
后点击“转换”。
“SEQ”平光开始闪烁，切换开始。
4、切换过程中，#1、#2高调门同时逐步开大，#4高调门逐步关小。
整个过程
调门开度跟踪综合阀位的变化而调整。
5、切换结束时，#1、#2高调门开至100%、#3、#4依照阀位指令顺序开启。
“SEQ”显示平光，停止闪烁。
6、切换过程中，注意轴承温度和振动变化。
三、顺阀切换至单阀操作说明：
1、整个切换过程，必须在汽机“自动”控制方式下运行。
2、切换过程，可以投入“汽机主控”即在“遥控”方式下运行。
3、顺阀切换至单阀时，点击DEH控制画面“阀门方式”，点击“单阀”，然后点击“转换”。
“SIG”平光开始闪烁，切换开始。
4、切换过程中，#1、#2高调门同时逐步关小，#3、#4高调门逐步开启。
整个过程调门开度跟踪综合阀位的变化而调整。
5、切换结束时，四个调门开度基本一致。
“SIG”显示平光，停止闪烁。
6、切换过程中，注意轴承温度和振动变化。
4号机组单阀切至顺序阀的安全技术措施
4号机组单阀切至顺序阀的安全技术措施编写：审核：批准：开滦协鑫发电有限公司二〇一六年六月二十日4号机组单阀切至顺序阀的安全技术措施我厂4号机组从2015年4月30日19:45首次并网至2016年6月20日09:00，累计运行时间达到180天，计划在2016年06月21日将汽轮机的进汽方式由单阀切至顺序阀运行。
1.单阀、顺序阀规定1)哈尔滨汽轮机厂规定机组在最初六个月的运行期间，为了提高调节级叶片的可靠性，汽轮机应采用全周进汽，即单阀控制方式，蒸汽通过高压调节汽门和喷嘴室，在360°全周进入调节级动叶，调节级叶片加热均匀、温度较高，有效的改善了调节级叶片的应力分配，使机组可以较快改变负荷，但单阀运行期间由于所有高压调节汽门均部分开启，节流损失较大。
2)机组运行六个月后，所有控制装置已经准确投运，所有系统工作正常时，可将汽轮机的进汽方式切换至顺序阀运行，蒸汽以部分进汽的形式通过高压调节汽门和喷嘴室，高压调节汽门节流损失大大减小，机组运行的热经济性明显改善，但顺序阀运行同时会使调节级叶片处于最恶劣的工作条件下运行，容易形成部分应力区，机组负荷改变速度受到限制，在部分负荷下，与单阀运行相比较，调节级承受较大的机械载荷和压降。
3)我厂顺序阀运行时高压调节汽门的开启顺序为GV#1/GV#2→GV#3→GV#4，即GV#1和GV#2同时开启，然后是GV#3，GV#4最后开启。
关闭顺序与此相反。
汽轮机高压调节汽门布置见下图：汽机高压缸汽门布置（由机头向发电机方向看）2.单阀/顺序阀切换注意事项1)单阀/顺序阀切换过程中，为尽量减少负荷扰动和对锅炉燃烧的影响，应将机炉协调切至基本方式，投入DEH功率回路，在功率回路投入方式下进行切换，切换过程中功率控制精度在3%以内；单阀/顺序阀切换也可在DEH开环状态（即操作员自动方式）下进行，但负荷扰动较大，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。
2)进行单阀/顺序阀切换操作时，应选择机组负荷在180MW～200MW期间进行，切换过程中保持负荷稳定、锅炉燃烧稳定。
单阀顺序阀运行方式的切换
单阀、顺序阀运行方式的切换蒙映峰,罗 鹏,邓 涛(虹源发电有限公司,广西桂林 541003)[摘 要] 对桂林虹源发电有限公司135MW机组汽轮机的单阀、顺序阀切换过程进行了介绍,并对控制过程进行了分析。
结合现场数据,提出了进行切换的具体操作方法。
[关键词] 汽轮机;单阀运行;顺序阀运行;阀切换[中图分类号]T K263.7+2 [文献标识码]B [文章编号]10023364(2003)04003402 虹源发电有限公司装有2台上海汽轮机厂(上汽厂)生产的135MW凝汽式汽轮机,DCS系统是上海新华控制工程公司的XDPS400系统,DEH为上海FOXBOLO公司的IA’S系统,于2000年底投入试运行。
本文主要对自控系统进行单阀与顺序阀相互切换运行的操作方法予以介绍。
(1)单阀运行是指4个高压调门(亦称GV、高调门、调门)的开度基本保持一致,当负荷变化时,4个高压调门同时进行调节,至负荷稳定为止。
(2)顺序阀运行,分2种情况;1)在适当的负荷情况下,指有2个高压调门全开,1个高压调门全关,另1个则根据负荷的情况进行调节;2)当负荷量大,如承担调节任务的调门已全开,仍未满足负荷的需求时,全关的调门将开启,参与调节,至负荷稳定为止。
(3)采用单阀运行时,4个高压调门同步进行调节。
在这种方式下,将有4个调门产生节流损失。
而顺序阀运行时,由于2个高压调门全开,1个调门全关,另1个进行调节,则只有1个调门产生节流损失。
相比较而言,单阀运行的节流损失较大。
(4)根据厂家要求,汽轮机在刚投入运行时应采用单阀运行的方式;经过6个月左右的磨合期后,应采用顺序阀运行方式,以提高机组的经济性。
1 阀切换过程如图1所示,汽轮机的4个高调门为圆周布置,1号与2号对角,3号与4号对角。
单阀与顺序阀的切换过程如下。
图1 高调门布置示意(1)单阀切换至顺序阀。
操作员在DEH控制台上单击“阀门控制方式”、“顺序阀方式”再单击“投入”,则计算机开大GV1、GV2,同时,关GV4。
汽轮机顺序阀状态修正到单阀状态下的计算方法与流程
汽轮机顺序阀单阀状态下的修正方法与流程如果您是一名汽轮机工程师，那么您一定知道汽轮机顺序阀的重要性。
顺序阀的主要作用是控制汽轮机进气流量，从而维持机组的稳定运行。
但是，在汽轮机的顺序阀组中，往往会出现单个阀门状态被误判的情况，导致机组的性能受到损失。
研究表明，将汽轮机顺序阀状态修正到单阀状态下是解决这个问题的有效方法。
下面，我们将为您介绍汽轮机顺序阀状态修正到单阀状态下的计算方法与流程。
第一步：确定阀位规律首先，我们需要确定每个阀位的规律。
在顺序阀组中，不同阀位所对应的流量值不同，因此需要根据技术参数表和工作说明书，了解每个阀位所对应的流量大小。
同时，要对汽轮机的进气流量和出气流量进行测量，并将数据进行记录。
第二步：检测单个阀门状态在确定阀位规律的基础上，我们需要检测单个阀门的状态。
在实际工作中，顺序阀组中可能出现单个阀门状态被误判的现象。
这时，我们需要对该阀门进行详细的检测，以确定其实际状态。
第三步：修正阀位状态在确定单个阀门状态之后，我们需要对整个顺序阀组进行修正。
具体的修正方法是，将实际状态与阀位规律相比较，确定被误判阀门的实际状态，并将其所对应的阀位进行修正。
修正方式为增加或减少阀门的倾角，从而达到修正的目的。
第四步：再次检测顺序阀状态在对顺序阀状态进行修正之后，我们需要再次检测顺序阀状态，以确保修正效果达到预期。
具体的检测方法是，进行多次稳态工况下的实验，测量进气流量和出气流量，并记录实际数据。
通过比较实际数据与理论计算值，来确定修正后的顺序阀状态是否符合要求。
综上所述，汽轮机顺序阀状态修正到单阀状态下是一项需要技术和经验的工作。
通过以上的流程和方法，可以有效解决汽轮机顺序阀组中单个阀门状态被误判的问题，从而保证机组的正常稳定运行。
汽轮机低负荷单阀-顺序阀无扰切换运行的优化控制方法
第39卷,总第226期2021年3月,第2期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.39,Sum.No.226Mar.2021,No.2汽轮机低负荷单阀-顺序阀无扰切换运行的优化控制方法赵大朋1,范双双2,孙天中3,吴 哲1,张 民1,刘春晓1(1.吉林电力股份有限公司白城发电公司,吉林 白城 137000;2.东北电力大学,吉林 吉林 132012;3.中油电能热电一公司,黑龙江 大庆 163314)摘 要:目前,不少进行灵活调峰的大功率汽轮机在低负荷工况下会将其控制方式由单阀切换至顺序阀;并且,阀控方式切换过程中出现了影响机组安全稳定运行的负荷及主汽压力大幅波动问题。
然而,单纯依靠传统单阀和顺序阀实际流量特性控制曲线优化的方法,还无法完全消除切换过程中的参数波动问题。
通过理论分析给出了负荷及主汽压力波动的根源:具有非线性控制特性的阀门,在切换过程中采用线性等比例开关控制方式会引起蒸汽流量的波动。
在此基础上,提出了一种汽轮机单阀-顺序阀的非线性自动无扰切换方法,可以从根本上解决切换过程中的参数波动问题。
这对进一步改善大功率汽轮机灵活调峰的安全稳定性具有重要意义和价值。
关键词:汽轮机;灵活调峰;阀控方式;非线性;无扰切换中图分类号:TK262 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2021)02-0165-04收稿日期 2020-12-28 修订稿日期 2021-01-19基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFB0902101)作者简介:赵大朋(1976~),男,本科,高级工程师,主要研究方向为汽轮发电机组节能优化等。
An Optimized Control Method for Steam Turbine ’s Undisturbed Switching Operation between Single Valve and Sequence Valve under Low Load ConditionZHAO Da -peng 1,FAN Shuang -shuang 2,SUN Tian -zhong 3,WU Zhe 1,ZHANG Min 1,LIU Chun -xiao 1(1.Jilin Electric Power Co.,Ltd.Baicheng Power Generation Company,Baicheng 137000,China;2.Northeast Electric Power University,Jilin 132012,China;3.Thermoelectric First Company of ChinaNational Petroleum Group Electric Power Co.,Ltd.,Daqing 163314,China)Abstract :At present,many high -power turbines with flexible peak regulation will switch their control mode from single valve to sequence valve under low load condition.Moreover,the load and main steampressure fluctuated greatly during the switching of valve control mode,which affected the safe and stable operation of the unit.However,the parameter fluctuation problem in the switching process cannot be completely eliminated by simply relying on the traditional control curve optimization method of single valve and sequence valve actual flow characteristics.Through theoretical analysis,the source of the fluc⁃tuation of load and main steam pressure is given:for valves with nonlinear control characteristics,the fluctuation of steam flow will be caused by the control mode of linear equal proportion switch during the switching process.On this basis,a nonlinear automatic undisturbed switching method of single valve and·561·sequence valve for steam turbine is proposed,which can fundamentally solve the problem of parameter fluctuation during the switching process.It is of great significance and value to further improve the safety and stability of flexible peak regulation of high-power steam turbine.Key words:steam turbine;flexible peak regulation;valve control mode;nonlinear;the undisturbed switching0 引言目前,为了提高新能源电力系统对具有不确定性风电、光伏发电的消纳比例,越来越多的大功率汽轮发电机组都参与灵活调峰运行[1];甚至,还开展高效灵活二次再热机组的研制与应用工作[2]。
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•如何对汽轮机的进行单阀和顺序阀进行切换在实际的工作中，为了进一步提高汽轮机的使用效率，经常会
需要对汽轮机进行单阀和顺序阀的切换，但是在操作的过程中，经常会发生各种各样的问题，因此本文就简单介绍如何对汽轮机进行单阀和顺序阀的切换。
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。
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。
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。
电力工作者在实际的工作中，需要不断总结经验，掌握汽轮机单阀和顺序阀间切换的规律，保障汽轮机即高效又安全的运行。