复合函数下火电330MW机组阀门流量特性试验过程分析 郭严昊

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330 MW机组高调门流量特性优化方法研究与应用

330 MW机组高调门流量特性优化方法研究与应用

330 MW机组高调门流量特性优化方法研究与应用张明杰; 王东; 李健; 柳磊【期刊名称】《《宁夏电力》》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】4页(P57-60)【关键词】高压调阀; 流量特性; 优化方法【作者】张明杰; 王东; 李健; 柳磊【作者单位】国电电力酒泉发电有限公司甘肃酒泉735000; 国电科学技术研究院有限公司银川分公司宁夏银川750011【正文语种】中文【中图分类】TK263随着西北电网“两个细则”[1-2]的实施,电网调度部门对并网火电机组自动发电控制(AGC)和一次调频功能的调节品质提出了愈加严格的要求。

并网火电机组的负荷调节水平的高低受高压调节阀流量特性影响,其中,火电机组的输出功率是进入汽轮机的蒸汽流量与蒸汽在汽轮机中的做功能力的函数,进入汽轮机的蒸汽流量又与高调门的开度存在复杂的非线性关系[3-5]。

高调门作为数字电液控制系统(DEH)的主要执行机构,其流量特性在DEH中是反应蒸汽流量指令与调门开度的函数,具体由DEH调门管理策略实现。

以某330 MW机组为例,该汽轮机为东方汽轮机厂生产的CZK330/290-16.7/0.4/538/538型亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、一级调整采暖抽汽、直接空冷凝汽式汽轮机。

汽轮机组配备4个高压调节汽门,每个高压调节汽门均配有1套独立的伺服控制机构,DEH中对高调门流量特性采用单函数管理方式,即每个高调门在单、顺序阀控制方式时均有1个调门管理函数。

2018年8月大修后在运行中发现,该机组AGC和一次调频功能响应速率和负荷控制精度不满足要求,且部分调节范围内出现负荷波动的问题,经过分析,认为引起上述问题的主要原因是DEH调门管理函数不准确。

针对上述问题,研究了机组DEH高调门管理机制和实际流量及流量指令的数学函数关系,通过应用各高调门的实际流量特性参数建立不同控制方式下实际流量、流量指令和调门开度的数学模型,以实际流量在全行程内线性化为优化目标,提出了对DEH高调门管理函数进行优化的方法。

机组阀门流量特性试验滑压曲线优化方案

机组阀门流量特性试验滑压曲线优化方案

TPRI江苏华美热电有限公司1、2号机组阀门流量特性试验及滑压曲线优化方案西安热工研究院有限公司二〇一六年十月目录1.编制目的 (2)2.适用标准 (2)3.试验内容 (2)4.试验条件 (3)5.阀门流量特性试验方法及步骤 (3)6.滑压曲线优化试验内容及步骤 (5)7.试验注意事项 (5)1. 编制目的DEH中的高调门动作情况直接影响着火电机组的实发功率和主汽压力的运行品质,恰当的高调门流量曲线和阀门重叠曲线,是提高AGC发电品质、一次调频动作质量的关键因素之一。

由于调试、安装、机组大小修、设备装置的漂移等原因,在运机组会发生高调门曲线和重叠曲线偏离理想值的现象,有时甚至会发生一次调频质量下降和AGC品质下降的情况。

汽机高调门特性曲线优化试验,通过试验确认汽机高调门开度和主汽流量的关系,拟合出高调门全行程开度流量特性,计算、试验、校正顺阀方式下的高调门重叠度函数。

滑压曲线的设置合理性,直接影响着机组效率及调功能力。

原始初设滑压曲线由设计参数得出,以机组郎肯循环热效率为优先,未考虑调门节流损失及阀门线性磨损情况。

通过滑压曲线优化,找出各个负荷点最佳压力设定值,在保证机组调功裕度的前提下,基于实际调门特性,降低节流损失,达到节能提效的目的。

编写本方案的目的是规范1、2号机组阀门流量特性试验及滑压曲线优化调试行为,确保设备、人身不受伤害。

保证系统调试保质、保量、有序进行。

2. 适用标准DL/T656—2006 火力发电厂汽机控制系统验收测试规程DL/T824—2002 汽轮机电液调节系统性能验收导则DL/T711—1999 汽轮机调节控制系统实验导则国能安全[2014]161号《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》《电厂汽机运行规程》DEH厂家技术资料DCS厂家技术资料3. 试验内容3.1 阀门流量特性试验●汽机高调门开度和蒸汽流量对应数据的试验测定。

●汽机高调门开度/蒸汽流量特性曲线的拟合。

330 MW亚临界汽轮机高压调节阀流量特性研究

330 MW亚临界汽轮机高压调节阀流量特性研究

330 MW亚临界汽轮机高压调节阀流量特性研究发表时间:2017-12-30T19:02:02.940Z 来源:《电力设备》2017年第25期作者:庞冬冬1 胡伟2 贺延枫1 姚俊彦1 焦玉明1 赵[导读] 摘要:分析330 MW亚临界燃煤火力发电机组汽轮机高压调节阀的工作原理,揭示单阀和顺序阀控制模式下,高压调节阀门开启数量、开度和顺序逻辑对主蒸汽流量的影响规律。

(1.国电内蒙古东胜热电有限公司鄂尔多斯 017000;2.国电浙江北仑第一发电有限公司宁波 315800)摘要:分析330 MW亚临界燃煤火力发电机组汽轮机高压调节阀的工作原理,揭示单阀和顺序阀控制模式下,高压调节阀门开启数量、开度和顺序逻辑对主蒸汽流量的影响规律。

结果表明,单阀开启度小于30%时,蒸汽流量和阀门开度曲线可近似地看作一条斜率一定的直线;阀门开度为30%和40%时,阀位流量与全开流量之比分别为85%和98%。

GV1&GV2阀门开度和蒸汽流量的实际应用曲线与厂家报告曲线重合度最好,GV3和GV4重合度较差。

由于单个高调阀在阀位开度大于40%时流量变化较小,顺序阀模式下的阀门开启重叠度设置避免了增大开度而流量变化小的行程段。

关键词:燃煤火力发电;顺序阀控制模式;阀门开度;阀门流量特性;阀门开启重叠度 1.引言燃煤火力发电汽轮机的主蒸汽流量通过高压调节阀控制,包括调节阀同时动作的节流全周进汽方式和喷嘴控制的部分进汽方式[1-4]。

对于喷嘴控制的部分进汽,每台机组通常配两个高压主汽门(TV)、四个高压调门(GV)、两个中压主汽门(RSV)和两个中压调门(IV)。

通过单位自动控制系统可精确控制四个高压调节阀的开度、顺序逻辑,使机组自动适应工况变化所需的主蒸汽流量和压力[2-4]。

本文拟分析亚临界燃煤火力发电机组汽轮机高压调节阀的阀门流量特性,揭示单阀和顺序阀控制模式下,高压调节阀开启数量、开度和顺序逻辑对主蒸汽流量的影响规律。

汽轮机阀门流量特性优化分析

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

国产首台330MW双抽供热机组单顺阀切换试验探讨

国产首台330MW双抽供热机组单顺阀切换试验探讨
度 ,蒸汽 流 量 是按 额 定主 汽压 力 确 定 的 ,当主 汽 压
生产 的 国 内首台 双抽供 热 机组 , E 节控 制系 统采 D H调
用 东 方汽 轮机 厂配 套 的美 国西 屋公 司 O a;o v l n系统 。 i D S调节 控 制系 统采 用杭 州和 利 时 M C V系统 。 次 C AS 首
轴 瓦 振动 随 调 门变 化上 升时 ,观 察 上 升 的速率 不 应 过 快 ,应 平 缓 , 如 发 生 跳 变 ,立 即 切 至 单 阀 控 制
( I ) SN 。
1 2 阀 门配置 .
西 固公 司 3 0W机 组 高压主 汽调节 阀由 2个 主 3M 汽 阀和 4个 调节 阀组 成 ,南侧 为 2 、4号调 节 阀 ( 上 部 2号 、下部 4号 ) ,北侧 为 1 、3号调节 阀 ( 上部 3 号 、下部 1 ) 号 ,4个 调节 阀分 别控制 高压 内缸 里相
控 制 方 式 下 ,只 有一 个 高 压 调节 阀进行 开度 调节 , 其 余 的 阀门保 持全 开或 全 关 ,这样 减 少 了节 流损 失 , 提 高 机 组热 效 率 。 由此 ,机 组运 行 过程 中 ,为 了机 组 热 效 率或 满 足 其 它工 况 ,需要 在 单 阀控 制 方式 和 顺序 阀控制 方 式之 间相 互切 换 。
控 制 时 ,即将各 个 阀门 的最 终流 量值 从单 阀方 式 计
算 的 数 值 按 设 定 速 率 向顺 序 阀方 式计 算 的数 值 靠 近 , 同时 阀 门开度 也 随之 向顺 序 阀方 式 所 要求 的 阀 位 靠 近 。当所有 的调节 阀阀位 达 到其 顺 序 阀方 式 所
门时有较大 的节流损 失。机组运行要求尽量减少调 节 阀 门的节 流 损 失 ,提 高汽 轮 机 的效率 。顺 序 阀 门

330MW火电机组阀门特性曲线优化的组态实施

330MW火电机组阀门特性曲线优化的组态实施

2019年第10期【摘要】本文针对330MW火电机组经过多年运行后阀门特性曲线与现有实际汽轮机通流流量不匹配,严重影响到机组两个细则考核指标,为提高AGC响应能力,利用机组检修后实验数据对现有阀门特性曲线进行重新组态参数优化,取得了较好效果,有效提高了汽轮机运行调节的经济性和准确性。

【关键词】AGC;DEH;阀门特性曲线中铝宁夏能源集团马莲台发电厂1号汽轮机组为北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的N330-17.75/540/540型亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机,DCS系统为GE新华能源XDPS400+系统。

自2017年宁夏电网对区内火电机组强化两个细则考核后,#2机组由于负荷响应不灵敏导致两个细则月度考核加剧,经过专业内讨论,认为#2机组经过10年各种类型检修,原有阀门特性曲线已不适合现有机组特性。

2019年#2机组C修过程中,对#2机组阀门特性曲线进行优化,现对具体优化过程进行说明。

一、DEH负荷控制原理DEH控制系统根据机组负荷要求,计算出与当时主汽参数相对应的流量值,经过高低负荷限制,输出到阀门管理程序,通过阀门管理程序换算成与之对应的阀门开度。

单阀运行时,汽轮机总的流量信号平均加到各个高压调节门上;顺序阀控制时,流入汽轮机的蒸汽流量是各阀门流量的总和,它将按顺序依次加到GV1-GV4上,各阀门按顺序启闭,相邻的两个阀门在开启时有一定的重叠度。

二、滑压曲线优化依据马莲台发电厂#2机组A级检修完后进行的#2机组热力性能试验报告中不同负荷段数据,将#2机组组态内D6P109B42F(x)内参数优化,作为新的滑压标杆值:表1主汽压力与发电机功率之间的关系原F(x)内参数:修改后F(x)参数三、阀门特性曲线优化依据马莲台发电厂#2机组A级检修完后进行的#2机组热力性能试验报告中收集到的阀门开度进行计算,获得各负荷段最佳阀门开度,如下表所示:现组态内阀门特性曲线:现组态内DEH程序的流程,从负荷指令到阀杆升程的指令经过了以下几个函数块:遥控负荷指令(REFDMDMW)—流量指令(FDEM)—流量修正指令(FDEMCOR)—阀1多阀函数(P52B2)—阀1特性曲线函数(P52B19)—阀1流量开度曲线函数(P53B39)|阀2多阀函数(P52B3)—阀2特性曲线函数(P52B20)—阀2流量开度曲线函数(P53B40)330MW火电机组阀门特性曲线优化的组态实施姻包兆文(中铝宁夏马莲台发电厂,宁夏宁东750411)科教·200·2019年第10期|阀3多阀函数(P52B4)—阀3特性曲线函数(P52B21)—阀3流量开度曲线函数(P53B41)|阀4多阀函数(P52B5)—阀4特性曲线函数(P52B22)—阀4流量开度曲线函数(P53B42)各函数参数值如下表所示:多阀函数(mul ):阀门特性曲线函数(F(X)):流量开度曲线函数(F(X)):计算公式:遥控负荷指令计算公式:遥控负荷指令=负荷指令(F(X))+CCBF (pid )负荷流量换算公式:(修正)流量指令=(遥控负荷指令/3.3);其中3.3为功率系数阀门特性曲线输入端Xf (x )计算公式:阀门1、2:Xf (x )=(修正)流量指令*2阀门3:Xf (x )=(修正)流量指令*4-200阀门4:Xf (x )=(修正)流量指令*4-300阀门特性曲线输出端Yf (x )计算公式:Yf (x )=试验最佳阀位*g (f (x ))其中g (f (x ))为流量开度曲线函数区间分段反算函数根据以上公式计算得出修正后阀门特性曲线为(见表):四尧结束语通过本次组态内对阀门特性曲线进行修改后,机组启动后一段时间内观察阀门开度与负荷响应之间灵敏度有效增强,不仅减少了汽轮机的节流损失,也有效降低了两个细则不必要考核的产生,达到了优化目的。

330 MW燃煤机组单阀、顺序阀切换导致的负荷波动分析及处理

330 MW燃煤机组单阀、顺序阀切换导致的负荷波动分析及处理

330 MW燃煤机组单阀、顺序阀切换导致的负荷波动分析及处理雷增强【摘要】Aiming at problem of power grid frequency fluctuation caused by substantial fluctuation of load and main parame-ters of the unit in progress of single valve and sequence valve switch with power circuit of the steam turbine in some power plant,this paper analyzes and verifies logic structure,algorithm parameters,valve flow characteristics and power circuit structure.Meanwhile,it proceeds optimization for valve flow characteristics of the steam turbine and finishes smooth switch of single valve and sequence valve.In addition,it realizes safe and economic operation of the unit with various control ways and greatly improve economy and rapidity of the unit.%针对某电厂汽轮机在功率回路下进行单阀、顺序阀切换过程中遇到负荷及机组主要参数大幅波动而造成整个电网频率出现波动的事件,从逻辑结构、算法参数、阀门流量特性、功率回路结构等几方面分析与验证,对汽轮机调门流量特性进行优化,顺利完成机组单阀、顺序阀平稳切换,实现机组在多种控制方式下的安全经济运行,大大提高了电厂机组的经济性和快速性。

330MW机组阀门流量特性试验研究

330MW机组阀门流量特性试验研究

5 3 7℃
再热 蒸汽 量
排 汽 压 力
8 3 1 . 4 t / h
5 . 4 k P a
给水 温度 净热 耗率 回热 级数
2 7 2 . 3 6℃ 7 9 1 3 . 4 k J / ( k W・ h ) 三级高压加热器、 四级 低
压 加 热 器 及 除 氧 器
关键词 : 火 电机 组 ; 阀 门; 流 量 ;特 性 中图 分 类 号 : TK2 6 3 . 7 2 文献 标 识 码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 一 O 8 6 x( 2 O 1 3 ) O 3 — 0 1 5 8 — 0 4
Ex p e r i me nt a l Re s e a r c h o n Va l v e Fl o w Cha r a c t e r i s t i c s 0 f a 3 3 0 M W Uni t
第 2 7卷 第 3期 2 0 1 3年 5月
发 电 淡 备
P0W E R EQUI P M ENT
Vo 1 . 2 7 ,No . 3
Ma y .2 01 3
3 3 0 M W 机 组 阀 门 流 量 特 性 试 验 研 究
张 伟 ,周 文 民 ,荆 立 坤
( 华 电潍坊发 电有 限公 司 , 潍坊 2 6 1 2 0 4 )
c har a ct er i s t i c c ur v e f i t t i ng a c t ua l o pe r a t i on c ondi t i ons of t h e u ni t ha s b e e n o bt a i ne d, w hi c h ma y s e r v e a s a r e f e r e n ce f or t es t i n g o f s i mi l a r u ni t s. Ke y wo r d s: t h er ma l powe r u ni t ;va l ve; f l o w ;c ha r a c t er i s t i c
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复合函数下火电330MW机组阀门流量特性试验过程分析郭
严昊
摘要:为了提高机组运行的稳定性和经济性,汽轮机组改造后需要对阀门的流
量特性重新进行试验,以某发电有限责任公司(以下简称“某公司”)330MW机组为例进行试验,该机组控制逻辑中阀位函数为复合函数,经过试验,得出了复合
函数下切合机组实际情况的阀门流量特性曲线,为同类型机组的试验提供参考。

关键词:火电机组;阀门;流量;特性
目前,大部分火电机组汽轮机采用数字电液控制系统(DEH)控制,DEH具
有阀门管理和单顺阀切换功能。

由于各阀门制作安装的差异、长期运行的磨损、
检修改造过程中设备和组态的变动,或者是设计行程和实际行程不一致等原因,
都可能导致阀门流量和原来流量的特性曲线不一样[1]。

如果汽轮机阀门流量特性
曲线与阀门实际流量特性不符,重叠度设置不合理,在机组变负荷和一次调频时,可能出现负荷突变和调节缓慢的问题[2],在单阀/顺序阀切换时,可能因切换前
后相同负荷指令下蒸汽流量不同而引起机组负荷大幅波动。

阀门流量特性曲线是阀门开度与通过阀门流量的对应关系,如果与实际流量
曲线相差较大,在机组变负荷和一次调频时可能会出现负荷突变和调节缓慢的问题。

某厂330MW机组大修改造后为了提高机组的运行稳定性和经济性,重新对
阀门的流量特性进行了试验,计算出切合机组实际情况的阀门流量特性曲线,使
机组在单阀/顺序阀切换过程更平稳,负荷扰动更小,AGC调节品质更高,主汽温度、主汽压力等参数更为稳定。

1 设备概况
某公司汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的N330-16.7/537/537型亚临界一次中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽轮机,高中压部分采用合缸结构,高压汽
缸为双层缸,中压汽缸为单层缸,低压缸采用双流反向三层缸结构。

高压通流部分
由1级单列调节级(冲动式)和14级压力级(反动式)所组成。

高压喷嘴组安
装于蒸汽室,14级隔板均装于高压静叶持环上,高压静叶持环由汽缸支承。

主蒸
汽经过布置在高中压缸两侧的2个主汽阀和4个调节汽阀从位于高中压缸中部的
上下各2个进汽口进入蒸汽室和调节级,然后再流经高压缸各级。

分散控制系统(DCS)是某控制工程有限公司生产的XDPS400+分散控制系统。

DCS功能包括单元机组数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、协调控制系统(CCS)、燃烧管理系统(BMS)、顺序控制系统(SCS)、旁路控制系统(BPS)、吹灰程序控制系统、厂级监控信息系统(SIS)以及发电机、变压器组
和厂用电控制功能等;DCS系统由DPU及其组件、OPU操作员站、以太网总线、
工程师站等构成。

汽轮机电液控制系统(DEH)采用了某控制工程有限公司的DEH控制系统实现其控制功能,由两个控制柜(DPU 11/31、DPU12/32)、一套DEH工程师工作站和
一套DEH操作员站组成。

DEH系统的执行机构包括4个高压调节阀油动机(GV)、2个高压主汽阀油动机(TV)、2个中压主汽阀油动机(RSV)和2个中压调节阀油动机(IV)。

其中高压调节阀、中压调节阀、高压主汽阀油动机由电液伺服阀实现连续控制;中压主汽阀油动机由电磁阀实现二位控制。

2 采集原始阀门流量特性数据
试验开始前建立趋势组,包含的参数有:DEH负荷设定、总阀位指令、机组
功率、调节级压力、主汽压力、主汽温度、GV1~GV4阀位输出指令、GV1~GV4
开度趋势组。

2.1 单阀方式下机组阀门流量特性数据采集
切除AGC与一次调频指令,机组单阀方式运行,保持机组压力设定值与变负
荷速率不变。

将机组负荷从220MW开始按照3MW/min进行升负荷采集数据试验,通过设定目标负荷的方式让4个高压调门缓慢打开到100%。

其时,机组负
荷328MW,主汽压力15.27MPa,调节级压力11.91MPa。

2.2 顺阀方式下机组阀门流量特性数据采集
切除AGC与一次调频指令,机组顺阀方式运行,保持机组压力设定值与变负
荷速率不变。

机组负荷从328MW开始按照3MW/min进行降负荷采集数据试验,通过设定目标负荷的方式让4个高压调门缓慢关闭。

GV2、GV1陆续关闭到1%。

GV3/GV4全部关闭到25%。

其时,机组负荷180MW,主汽压力16.13MPa,调节
级压力6.3MPa。

2.3 原汽机阀门流量特性检查分析
由于DEH系统中无直接的流量测量,在DEH的流量分析中,根据试验记录数据,按公式(1)进行计算单阀和顺序阀方式下各GV阀门的实际流量。

5 试验结论
5.1 通过单阀方式阀门流量特性函数的优化,实际负荷指令-流量特性线性度与理想的负
荷指令-流量特性偏差在2%以内,没有明显拐点;
5.2 通过顺阀方式阀门流量特性函数的优化,实际负荷指令-流量特性线性度与理想的负
荷指令-流量特性偏差在2%以内,没有明显拐点;
5.3 阀门特性曲线调整后,汽轮机在“单阀/顺阀”方式切换过程中,负荷、压力过渡良好,没有出现明显的流量拐点。

综上所述,阀门特性曲线调整后的单阀方式和顺阀方式的负荷指令-流量特性线性度良好,可满足机组长期投入AGC、一次调频和安全稳定运行的需要。

参考文献
[1]焦敬东. 汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制分析[J].科技创新导报, 2012, 27: 76.
[2]李劲柏, 刘复平. 汽轮机阀门流量特性函数优化和对机组安全性经济性的影响[J]. 中国电力, 2008, (12): 50~53.。

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