汽轮机调门重叠度的优化和调整
汽轮机调节汽门的重叠度的作用
1、什么是汽轮机调节汽门的重叠度?为什么必须有重叠度？采用喷嘴调节的汽轮机，一般都有几个调节汽门。
当前一个调节汽门尚未完全开时，就让后一个调节汽门开启，即称调节汽门具有—定的重叠度。
调节汽门的重叠度通常为10％左右，也就是说，前一个调节汽门开启到阀后压力为阀前压力的90％左右时，后一个调节汽门随即开启。
如果调节汽门没有重叠度，执行机构的特性曲线就有波折，这时调节系统的静态持特性也就不是一根平滑的曲线，这样的调节系统就不能平稳地工作，所以调节汽门必须要有重叠度。
2、调速汽门重叠度为什么不能太大？调速汽门重叠度太大会直接影响配汽轮机静态特性，使静态特性曲线斜率变小或出现平段，使速度变动率变小，造成负荷摆动或滑坡，同时调速汽门重叠度太大会使节流损失增加。
3、调速汽门的重叠度为什么不能太小？调速汽门重叠度太小直接影响配汽轮机构静态特性，使配汽机构特性曲线过于曲折而不是光滑、连续的，造成调节系统调整负荷时，负荷变化不均匀，使油动机升程变大，调速系统速度变动增加，将引起过分的动态超速。
4、设置调节汽门重叠度的优缺点有哪些？有一定重叠度的调节汽门，可满足电网一次调频的需要，使得机组负荷调节平稳，但是，它使得调门的节流损失更加严重。
目前，部分电厂已经进行了调门的优化试验以降低蒸汽节流损失，部分电厂为最大限度降低节流损失和机组的热耗率，甚至将全部调门全开，但为了满足一次调频的需要，采用改变凝结水流量或改变凝汽器真空法来满足系统需要。
5、什么是汽轮机的喷嘴调节？喷嘴调节是进入汽轮机的蒸汽量是经过几个依次开启的调节阀来实现的，这种调节方式主要是靠改变蒸汽流量来改变汽轮机功率的，汽轮机理想焓降可认为基本不变，喷嘴调节经济性高，而且在整个负荷变化范围内，汽轮机效率也较平稳，但是喷嘴调节在结构上比节流调节复杂，目前，我国大多数汽轮机都采用喷嘴调节。
汽轮机调门故障状态下的控制方式优化
故障维修—176—汽轮机调门故障状态下的控制方式优化柯理文（宝钢湛江钢铁有限公司，广东 湛江 524000）前言1号机组汽轮汽调门GV1发生插销断裂故障，导致GV1连杆断脱落，造成该调门在运行当中晃动大，同时机组负荷随之波动，影响到了机组安全运行。
虽然GV1经过暂时在线处理，但不宜在运行当中频繁调节动作，否则会存在再次发生脱落事故的风险。
GV1存在缺陷的情况下使得汽轮机无法在顺序阀控制方式下运行，单阀控制方式下调门的节流损失较大，不利于汽轮机的节能减耗。
因此，为了GV1调门能够稳定运行，避免再次发生连杆脱落，同时保证机组的经济性和节能降耗运行，需有个安全可靠的运行控制策略将汽轮机调门切至顺序阀方式运行。
1 单阀控制方式与顺序顺控制方式的比较1号机组汽轮机高压调节汽门有GV1、GV2、GV3和GV4，每个调门均配有一个独立的伺服控制系统，阀门的控制方式有单阀控制方式和顺序阀控制方式两种。
在单阀控制方式下，所有阀门被当成一个阀门来调节，所以各个阀门的开度是一致的，都处于调节状态。
这样就不可避免的存在很大的节流损失。
机组在正常运行中都采用顺序阀控制方式，在顺序阀控制方式下，只有一个高压调节阀进行流量调节，其余的阀门处于全开或全关位置，这样可减少节流损失，有利于提高机组热效率。
图1 单阀和顺序阀热效率曲线图从图1中可以看出，顺序阀方式的热效率明显高于单阀方式的热效率，平均之差为0.61%，最大偏差值有0.79%，所以从提高机组热效率的角度来看，顺序阀方式有明显的优越性。
2 汽轮机阀门控制原理汽轮机运行过程中实现单/顺阀方式的切换和阀门流量控制是由一套复杂的阀门管理程序来完成，这主要是由于阀门的开度与流量的关系曲线是非线性的，单顺阀切换或控制需要复杂的计算，才能找出流量对应的阀位。
实现在线无扰地进行切换和精准控制，这就是我们通常所说的阀门管理。
阀门管理系统接受调节器输出的流量指令信号，再根据阀门升程-流量特性曲线确定调门的开度。
汽轮机调门重叠度的优化和调整
汽轮机调门重叠度的优化和调整1 汽机调门重叠度简介1.1 定义：采用喷嘴调节时，多个调节汽门依次开启，在前一个调门尚未全开时，后一调门便提前打开。
当前一个调门全部打时，下一调门提前开启的量称为阀门的重叠度。
1.2 目的：设置重叠度的目的是为了使汽机控制指令与蒸汽流量成线性关系，保证机组良好的调节特性，有利于机组滑参数运行。
1.3 作用：a）影响调节特性：多个调门依次开启，若后阀在前阀全部开启后才开启，那么根据单个阀门的特性可以推断出多个阀门的升程与流量的关系呈波形曲线，显然这是不符合调节系统静态特性曲线的，为了使配汽机构特性曲线比较平滑，一定要设置重叠度。
b）影响机组的经济性：重叠度过大，即前一阀门开度较小时，后一阀门就已开启，会加大节流作用，此时节流损失变大，对机组的经济性影响也最大。
重叠度较小或无重叠度时，节流损失最小，能提高机组经济性，但影响调节特性。
1.4 特性：下面图1和图2分别为单阀和多阀联合的升程流量特性：说明：a）图1为典型的单阀升程流量特性曲线，对于单一调门，这种特性曲线是一定的，可以通过试验方法得出。
b）从图1我们可以看出在阀门开度50％左右，出现拐点，特性逐步开始呈非线性。
c）从图1可以得出阀门的有效升程，数值在70％左右，此后阀门再开大，流量增加较少。
说明：a）多个阀门的联合特性就只取决于阀门开启的重叠度。
b）图2中的曲线Ⅰ选择的重叠度过小，即前一阀开度很大后才开后一阀，系统在调节时会生产较大的波动，在后一阀门将开启时，会发生调门大幅窜动的情况。
c）图2中的曲线Ⅱ选择了合理的重叠度，阀门联合升程流量特性波动小，系统调节性能基本呈线性，稳定性最好。
d）图2中的曲线Ⅲ选择的重叠度过大，除前面所讨论的会使经济性下降外，还会破坏升程流量特性的线性度，会使两个阀门重叠部分的流量增长过快，产生局部不等率变动，当汽机在该功率下运行时，有可能出现晃动。
2 重视调门升程流量特性的变化阀门重叠度有两种表述：行程重叠度和压力重叠度。
提高一次调频性能、降低AGC调节精度考核的措施介绍
China Science&Technology Overview/油气、地矿、电力设备管理与技术提高一次调频性能、降低AGC调节精度考核的措施介绍郑俞国（南通天生港发电有限公司，江苏南通226000）摘要：当电网频率发生变化时，机组的调节系统参与调节作用，改变机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时还尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。
结合某2X330MW火电厂#2机组一次调频性能测试、AGC调节精度多次被考核后采取的一些优化工作，总结几点提高火电机组一次调频动作合格率的具体措施。
关键词：调频负荷指令；具体措施；AGC调节精度中图分类号：TV734.4文献标识码：A文章编号：1671-2064（2020）16-0091-021.改进措施1.1增加防止AGC指令与一次调频负荷指令反向动作负荷闭锁功能当一次调频指令来时，增减机组负荷，由于同时经常发生AGC指令与一次调频负荷指令反向动作情况，导致机组实测数据一次调频不合格。
鉴于以上情况，增加了机组一次调频指令动作时AGC负荷指令闭锁逻辑。
在一次调频开始动作时，一次调频指令增负荷时闭锁CCS侧减负荷指令，一次调频指令减负荷时闭锁CCS侧增负荷指令。
这一闭锁条件不能长期保持，否则会导致机组负荷不能按照CCS、AGC指令变化，影响机组正常的负荷变化。
由于电液调节型火电机组的一次调频死区在±0.033Hz,对应土1.98r/min,因此我们设置了土2i/min 的转速死区。
当机组转速低于2998且无闭锁增条件时，AGC负荷指令、机组功率调节器闭锁减；当机组转速高于3002且无闭锁减条件时，AGC负荷指令、机组功率调节器闭锁增。
1.2优化机炉协调控制系统参数鉴于之前#2机组一次调频动作积分电量有时达不到要求和AGC调节精度不合格小时数过长的现状，我们对机炉协调控制系统参数进行了优化，放大机功率调节器的前馈作用，适当增强比例作用，使一次调频测试或AGC 调度指令波动时，机侧阀门动作更加迅速，负荷响应更快，以满足调频的积分电量和AGC调节精度的要求。
汽轮机控制系统中阀门重叠度的研究 张学伟
汽轮机控制系统中阀门重叠度的研究张学伟摘要：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，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，因而高压调门的节流损失较大，不利于机组长期经济运行。
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。
基于此。
本文主要对汽轮机控制系统中阀门重叠度进行分析探讨。
关键词：汽轮机；控制系统；阀门重叠度；研究前言随着我国电力工业的飞速发展，大多数汽轮机控制系统由原来的液压调节改造为先进的电液调节，其阀门配汽机构也由制造厂制定的凸轮(或杠杆)配汽机构改造为电子配汽机构。
凸轮(或杠杆)配汽机构由制造厂按设计的阀门开启顺序(即阀门重叠度)配置固定的凸轮(或杠杆)，在生产现场不易更改;而电子配汽机构由于采用电液伺服阀对阀门进行“一对一”控制，阀门的重叠度可由现场热控人员方便地进行更改。
1、汽轮机控制系统中阀门重叠度的相关概述在电力工业的发展过程中会用到汽轮机。
汽轮机的进气量会随着电力设备的点负荷的不断变化而进行调节。
在这个过程中，主要有两种主要的点符合调节方式，即喷嘴调节和节流调节。
节流调节的调节阀可以同时上升和下降，也能够对汽轮机进行同时加热，并让机组的启动温度保持在均匀的条件下。
喷嘴调节方式则可以分成多个调节阀，当前一个调节阀即将开足之后，将下一个调节阀打开，利用这种方式来对机组的正常运行，但是会导致机组升温加热不够均匀，也比较容易形成强大的压力，不过这种调节方法比较经济实惠，方便使用。
同时，汽轮机控制系统中，阀门的重叠度也有两个重要的类型，行程重叠度ζh=1-h1/h1max，压力重叠度ζp=1-p1/p1max。
在这个过程中，形成重叠度至具有几何意，却没有相应的热力学意义，而压力重叠度则具有热力学意义，所以，电力系统中经常用到的重叠度是压力重叠度。
调速系统,迟缓率,速度变动率,重叠度
调速系统,迟缓率,速度变动率,重叠度汽轮机调速系统的迟缓率是指在调速系统中由于各部件的摩擦、卡涩、不灵活以及连杆、绞链等结合处的间隙、错油门的重叠度等因素造成的动作迟缓程度。
机械液压型调速器最好的迟缓率ε= 0.3,0.4 %。
采用电液压式数字型调速器灵敏度很高,迟缓率(人工死区)可以调节到接近于零。
速度变动率是指汽轮机由满负荷到空负荷的转速变化与额定转速之比,其计算公式为:δ=(n1 - n2)/n×100%式中n1汽轮机空负荷时的转速, n2: 汽轮机满负荷时的转速, n汽轮机额定转速。
对速度变动率的解释如下:汽轮机在正常运行时,当电网发生故障或汽轮发电机出口开关跳闸使汽轮机负荷甩到零,这时汽轮机的转速先升到一个最高值然后下降到一个稳定值,这种现象称为"动态飞升"。
转速上升的最高值由速度变动率决定,一般应为4,5 %。
若汽轮机的额定转速为3000转/分,则动态飞升在120,150转/分之间。
速度变动率越大,转速上升越高,危险也越大。
调速系统的调差系数kδ为汽轮机调速系统的静态频率调节效应系数kf的倒数。
调差系数的计算公式为:kδ=?f(%)/?P(%)式中: ?f(%): 电网频率变化的百分数,?P(%): 汽轮发电机组有功功率变化的百分数。
调差系数的大小对维持系统频率的稳定影响很大。
为了减小系统频率波动,要求汽轮机调速系统有合理的调差系数值,一般为4%,5 % 一次调频的相关基础知识 2010-06-22 18:441、何为一次调频及二次调频,DEH的一个主要任务是通过改变调门的开度来调节汽机的转速，汽轮发电机组在并网运行期间，其转速与电网频率对应，电网中所有发电机组输出功率的总和与所有负载消耗功率的总和平衡时，电网频率保持稳定。
也就是说，并网机组的转速是由电网中所有机组共同调节的。
对于电网中快速的、小的负荷变动所引起的转速变动，汽轮机调节系统利用锅炉的蓄能，不用改变机组负荷的设定值，调节系统测到转速的变化，自动改变调门的开度，即自动改变发电机的功率，使之适应电网负荷的随机变动，达到调节汽轮机转速的目的，这就是一次调频。
汽轮机组调节阀重叠度区一次调频功能优化
汽轮机组调节阀重叠度区一次调频功能优化
于海存;殷建华;党少佳;霍红岩
【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2018(036)004
【摘要】火电机组在顺序阀方式下运行时,汽轮机重叠度区受一次调频扰动,高压调节阀摆动幅度大,易引起油管振动,影响机组的安全稳定运行.根据高压调节阀流量特性将重叠度区划分为振荡区和补偿区,处于振荡区的调节阀在一次调频动作时不响应预定的调频分量,同时采用等效补偿原理将前者未响应的调频分量叠加在处于补偿区的调节阀调频分量上.这样既保证了机组对一次调频的快速响应能力,又降低了重叠度区内调节阀的摆动幅度,提高了汽轮机组运行的安全稳定性.
【总页数】6页(P57-62)
【作者】于海存;殷建华;党少佳;霍红岩
【作者单位】内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020
【正文语种】中文
【中图分类】TM761+.2
【相关文献】
1.核电站汽轮机组一次调频逻辑优化方案 [J], 刘波
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3.汽轮机机组一次调频功能改造 [J], 沈勇;毛华
4.汽轮机组重叠度区一次调频功能的优化研究 [J], 刘志刚
5.某型核电汽轮发电机组一次调频功能试验 [J], 杨璋; 蒋彦龙
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汽轮机调节汽门重叠度与节流损失之间关系的计算分析
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失进 行计算 ， 结果表 明 ： 汽轮机在低于８ ０ ％最大负荷 工况运 行时 ， 不 同重 叠度对 汽轮机 运行经 济性 的影响较 大 ， 为
如何 选择汽轮机调 门最优重叠度提供 ； 调节汽门 ； 重 叠度 ； 节流损失 分类号 ： ６ ３ ． ７ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ １ － ５ ８ ８ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ２ ５ ５ － ０ ３
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第５ ５卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
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术
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汽轮 机 调 节 汽 门重 叠 度 与节 流损 失 之 间关 系 的计 算 分 析
李 勇 ， 单 丽清 ， 徐世 明 ， 曹丽华
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汽轮机调门重叠度的优化和调整
1 汽机调门重叠度简介
1.1 定义：
采用喷嘴调节时，多个调节汽门依次开启，在前一个调门尚未全开时，后一调门便提前打开。
当前一个调门全部打时，下一调门提前开启的量称为阀门的重叠度。
1.2 目的：
设置重叠度的目的是为了使汽机控制指令与蒸汽流量成线性关系，保证机组良好的调节特性，有利于机组滑参数运行。
1.3 作用：
a）影响调节特性：多个调门依次开启，若后阀在前阀全部开启后才开启，那么根据单个阀门的特性可以推断出多个阀门的升程与流量的关系呈波形曲线，显然这是不符合调节系统静态特性曲线的，为了使配汽机构特性曲线比较平滑，一定要设置重叠度。
b）影响机组的经济性：重叠度过大，即前一阀门开度较小时，后一阀门就已开启，会加大节流作用，此时节流损失变大，对机组的经济性影响也最大。
重叠度较小或无重叠度时，节流损失最小，能提高机组经济性，但影响调节特性。
1.4 特性：
下面图1和图2分别为单阀和多阀联合的升程流量特性：
说明：
a）图1为典型的单阀升程流量特性曲线，对于单一调门，这种特性曲线是一定的，可以通过试验方法得出。
b）从图1我们可以看出在阀门开度50％左右，出现拐点，特性逐步开始呈非线性。
c）从图1可以得出阀门的有效升程，数值在70％左右，此后阀门再开大，流量增加较少。
说明：
a）多个阀门的联合特性就只取决于阀门开启的重叠度。
b）图2中的曲线Ⅰ选择的重叠度过小，即前一阀开度很大后才开后一阀，系统在调节时会生产较大的波动，在后一阀门将开启时，会发生调门大幅窜动的情况。
c）图2中的曲线Ⅱ选择了合理的重叠度，阀门联合升程流量特性波动小，系统调节性能基本呈线性，稳定性最好。
d）图2中的曲线Ⅲ选择的重叠度过大，除前面所讨论的会使经济性下降外，还会破坏升程流量特性的线性度，会使两个阀门重叠部分的流量增长过快，产生局部不等率变动，当汽机在该功率下运行时，有可能出现晃动。
2 重视调门升程流量特性的变化
阀门重叠度有两种表述：行程重叠度和压力重叠度。
行程重叠度：ξH ＝1－H1 / H max
式中H1为后阀开始开启时的前阀行程，H max为前阀全开行程。
压力重叠度：ξp ＝1－P1 / P max
式中P max和P1为后阀开始开启时，前阀的前、后压力。
行程重叠度只有几何意义，没有热力学意义，压力重叠度才是决定调门调节特性的关键参数，一般以前一阀门开至前、后压力比P1/P max=0.85～0.90时，后一阀开启较
为合适。
然而，在DEH 调节系统中，只能对行程重合度进行设定，不计算压力重叠度。
另外，压力重叠度是会改变的，在机组大修时，由于阀门进行过行程调整和密封面的研磨，阀门各部件由于损坏而更换等情况，特性曲线会产生意想不到的偏差。
单个阀门升程流量特性发生变化，此时若行程重叠度设定不变，会使调门调节特性改变，会直接影响汽机的经济性和调节特性。
所以，应该定期的对调门的升程流量特性进行测定，对压力重叠度进行标定，保证机组调节特性满足稳定高效的要求。
3 对调门重叠度调整
最佳重叠度确定的原则是应考虑在调节系统允许的范围内，尽量减小重叠度。
下图为华能南通电厂#3机组汽轮机在部分进汽时流量指令与各调门开度的曲线：
MARK V部分进汽曲线
10005
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0510152025303540455055606570758085909510
流量指令
各C V 开度指令
从图中可见，机组各调门开启时的参数，重叠度设定为：#2调门是在#1调门开启70％时开启，#3调门是在#2调门开启60％时开启，#4调门是在#3调门开启50％时开启。
对比国内大部分机组，普遍认为后一阀门在前一阀门开启60％时开始开启，这一重叠度设置是较为合理的。
汽机四个调门对应的喷嘴弧段是相同的，升程流量特性也
基本是一样的，#4调门的重叠度设置明显偏大。
从前面的分析我们知道，重叠度过大是不利的，虽然在以往的运行中，系统稳定性没有出现过明显问题，没有发生明显的局部变动率过大现象，但经济性肯定值得商榷。
机组在额定参数下带额定负荷时机组效率最高，此时若#4调门不开，则汽机效率也是最高。
通过统计和观察发现，#3机组大修后，此工况下#4调门是有开度的，而且开度很小，在3％左右，同时#3调门开度基本上在55％左右。
可以说，汽机在高负荷时没有达到效率最高点，#3调门的有效升程没有完全发挥，#4调门的节流作用就发生了，这对汽机经济性的影响是显而易见的。
建议修改#4调门的重叠度设定为在#3调门开启60％后开启，从理论上讲是可以明显提高汽机在高负荷段的效率的。
修改后，可以使机组在额定参数下带满负荷时#4调门不开启，汽机效率就有了最高点。
调整后对机组的经济性的影响，要通过具体热力试验进行计算分析，在不改变热力系统的情况下，在推荐和允许值以内，通过简单的控制参数修改就能产生较大的经济效益，这项工作还是值得做的。
4 结论：
a）机组大修后应重视汽机调门升程流量特性的标定，改善机组调节特性，使机组阀位指令与负荷关系更接近设计点，并呈线性关系，有利于机组运行调节的稳定性，并使机组一次调频性能得以改善。
b）对#3机组大修后适当修改机组调门重叠度的设定，将#4调门的重叠度设定为在#3调门开启60％时开始开启，以使机组在额定工况下#4调门不开启，通过热力试验对改进进行验证和分析，以提高机组高负荷段的热经济性。
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