汽轮机高调门流量特性优化试验方案
汽轮机阀门流量特性优化
汽轮机阀门流量特性优化作者：刘世军来源：《中国科技纵横》2014年第22期【摘要】如果汽轮机阀门流量特性曲线与实际流量特性相差较大，在一次调频动作或变负荷时，容易造成负荷变化过大或不足；同时在阀门单、顺序阀切换时造成负荷波动较大，影响机组的稳定运行。
DEH阀门流量特性试验就是通过试验的方式得到阀门流量特性曲线，以解决机组变负荷和一次调频时，可能出现负荷突变和调节缓慢以及单、顺序阀切换过程中出现的负荷摆动的现象，优化机组负荷控制精度，保证机组的安全运行。
本文以某135MW机组为例，介绍了流量特性曲线的优化试验和计算方法。
【关键词】阀门流量特性优化安全经济1 前言阀门流量特性曲线就是阀门开度与通过阀门的蒸汽流量的对应关系。
在生产过程中，汽轮机运行一段时间后或高调门解体检修后，高调门的流量特性都会发生改变，与原调门流量开度修正函数产生偏差。
DEH系统阀门流量特性曲线如果与实际阀门流量相差较大，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，造成机组控制困难，影响了机组的安全性和变负荷能力。
在顺序阀方式下，如果调节阀门重叠度设置不合理，也会影响机组投入顺序阀的经济性。
因此，当出现阀门流量特性曲线不合适时，必须对汽轮机高压调门的流量特性进行测试，根据实际情况对其控制参数进行优化整定，提高发电机组的控制品质和调节性能，保障发电机组安全、稳定运行。
2 某135MW机组阀门管理简介某电厂135MW汽轮机组高压调节汽门有4个，每个调节汽门均配有一个独立的伺服控制系统，阀门的调节方式有单一阀门调节方式（全周进汽）和顺序阀门调节（部分进汽）两种。
单阀方式时所有高压调节汽门同时启闭，控制机组的转速和负荷，适用于节流调节、全周进汽，该方式使得汽轮机第一级汽室内温度分布均匀，负荷变化时汽轮机转子和静子之间温差小，机组能承受最大的负荷变化率，但从经济性角度看，主蒸汽通过调节汽门时的节流损失较大，降低了机组的效率；顺序阀控制方式是随机组负荷的改变逐个开启或关闭调节汽门的，一般只有一个汽门处于半开启的调节状态，其它的调节汽门或处于全开状态或处于全关状态，这种调节方式下汽轮机的效率较高，但在机组变负荷时机组所能承受的负荷变化率较小。
高调门流量特性曲线修正试验怎么做？【试验学习笔记10】
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在这样的情况下机组的调节特性可能会无法满足电网的一次调频、AGC或者其他技术要求，严重的会出现调门在某一拐点负荷突变的情况。
这个时候就需要对高调门的流量特性进行试验，根据试验结果对控制参数进行调整，提升汽轮机的调节品质。
【DEH控制系统讲解学习】高调门特性曲线修正试验一般都是由电科院牵头完成，那么试验时都需要运行人员做些什么工作？试验分为两个部分，一是在顺序阀方式下测试高调门总体流量特性，二是各个高调门的流量特性测试。
（一）两个部分的共同操作都需要将四个高调门全开，即：1.保持机组协调控制方式，将机组负荷逐渐增加至90%左右的额定负荷。
【什么是协调控制系统？】2.保持机组负荷稳定，逐渐降低主蒸汽压力，使高调门逐渐全部开启。
此时应注意维持压力稳定，因为高调门全部开启，一旦压力波动将会造成机组过负荷。
【汽轮机能不能过负荷运行？】3.高调门全开后，把机组协调切除，锅炉投自动，汽机切至手动控制，即炉跟随模式。
让锅炉控制主汽压力不变，若锅炉自动调节不稳定，也可以切至手动维持主汽压稳定。
【为什么事故处理退协调时总是切至机跟随？】4.然后把DEH的一次调频、功率回路、压力回路都切除。
（二）进行高调门总体流量特性试验时：1.按（一）所述操作完成后，在DEH画面上逐渐降低机组负荷至60%的额定负荷（负荷变化率按照试验要求给定）。
西屋机型高调门特性及流量曲线优化
西屋机型高调门特性与流量曲线优化一、DEH阀门管理程序优化的必要性：随着汽轮发电机组自动化水平的提高，越来越多的机组采用DEH控制器作为汽轮机控制系统。
DEH是数字式控制系统，其核心是采用分散式过程控制器（PC），通过编程组态，实现对汽轮机的控制。
其主要的功能是通过对汽轮机进汽阀门开度的调节，实现汽轮机的转速和负荷控制。
汽轮机的转速和负荷改变，都与进入汽轮机的蒸汽流量有关。
对应当前的转速和负荷所需要的蒸汽流量已经在DEH的其他程序中计算获得，并以“流量指令”的形式输出，一般转速和负荷的改变来自三个方面的因素：1、来自电厂在运行中改变汽机负荷的主观愿望；2、来自AGC的信号，实现电网对汽机负荷的调度；3、来自一次调频，由于电网频率的偏离，要求快速改变负荷，纠正偏离的频率。
DEH中“阀门管理程序”正是根据这个“流量指令”，来计算汽轮机各进汽阀门的开度，在这个开度下，让汽轮机的实际流量与流量指令相一致。
为了兼顾运行的经济性以及启动的合理性，进汽阀门大都有多个阀门组成，数量有4个或6个不等，用调节这些阀门的开度，以喷嘴调节和节流调节两种形式来实现对汽轮机进汽流量的控制。
所谓喷嘴调节，就是将这些阀门按预定的次序逐个开启，来调节流量，通常也称顺序阀控制方式；节流调节就是所有阀门象一个阀门一样，同时开启，来调节流量，通常也称单阀控制方式。
对大容量机组而言，出于运行的考虑，在整个运行期间，既需要使用单阀控制方式也需要顺序阀控制方式。
并要求在不停机的情况下，能对这二种方式进行在线无扰切换。
鉴于上述的要求，需要DEH的“阀门管理程序”实施“管理”。
不管顺序阀控制方式还是单阀控制方式，“阀门管理”程序都要正确地将“流量指令”转换成各个阀门的开度，并必须具备两种控制方式在线切换的功能。
两种控制方式切换前后要做到负荷无扰，切换过程中也应做到负荷波动不允许过大，一般控制在3%范围内。
由于“阀门管理”程序在DEH中起着承上启下的作用。
1号汽轮机2瓦温度高调门优化试验措施
大唐鲁北发电有限公司1号机2瓦温度高试验高压调门进汽顺序技术措施批准：审定：审核：编写：二O一二年六月1号机2瓦温度高试验高压调门进汽顺序技术措施一、目的：现1号汽轮机2瓦受3、4号高调开度影响轴瓦温度在较大范围内迅速的变化,最高到达97℃，严重影响机组正常安全运行。
为降低2瓦温度和振动值，找到较合理的运行方式将高调门开度对2瓦温度和振动影响到最低值，经研究决定对1号机高调门阀序改变进行试验，通过试验决定是否可以将阀序由1、2、3、4改为3、4、2、1或3、4、1、2；为确保此次试验的顺利进行特制订以下技术措施，请操作人员执行。
二、措施：1、机组运行方式保持现在运行方式仍为单阀运行。
2、运行、热工人员操作过程中确保机组负荷跟随中调曲线变化，操作缓慢尽量避免负荷有较大波动。
3、在操作过程中运行、热工、汽机人员密切观察各瓦温度、振动变化，重点监视1、2、3瓦，如有瓦温度超过90℃或振动值超过140um,或瓦温升超过3℃/min，立即停止试验，恢复至各阀开度相同的单阀运行。
4、热工人员在工程师站操作，同时缓慢将1、2号高调逐渐关闭，将3、4号高调同时打开，在此操作过程中负荷跟随中调曲线，并密切观察各瓦温度和振动情况，如正常可进行下一步试验。
5、将3、4号高调全开或保持一定开度不变（根据负荷确定），2号高调全关，由1号高调开关调节负荷，在此操作过程中密切观察各瓦温度和振动情况，重点监视瓦温。
（此情况开1号高调瓦温升高，振动降低）6、将3、4号高调全开或保持一定开度变（根据负荷确定），1号高调全关，由2号高调开关调节负荷，在此操作过程中密切观察各瓦温度和振动情况，重点监视瓦温。
（此情况开2号高调瓦温降低，振动升高）。
A电厂 汽机高调门特性曲线优化试验方案
汽机高调门特性曲线优化试验方案二○一四年六月一高调门特性曲线优化试验简介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、就地设备工况点的漂移等原因，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、校正顺序阀方式下的高调门重叠度函数。
二试验参考依据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《电厂汽机运行规程》DEH厂家技术资料DCS厂家技术资料三试验技术指标1)单阀流量曲线满足DEH和CCS的标度要求。
2)单阀流量曲线满足流量指令和流量反馈的线性度要求。
3)重叠度曲线满足流量指令和拟合流量反馈的线性重叠要求。
4)重叠度曲线的启动死区特性曲线特性应该足够平滑度，以平滑执行机构的死区无功动作。
5)重叠度曲线的饱和区特性曲线应该有足够的平衡度，以减小或平滑执行机构的饱和区无功动作。
6)单阀流量曲线满足AGC及CCS的准确度要求。
7)顺阀流量曲线满足AGC及CCS的准确度和线性度要求。
四试验内容1)汽机高调门开度和蒸汽流量对应数据的试验测定。
2)汽机高调门开度/蒸汽流量特性曲线的拟合。
3)汽机高调门顺阀方式阀门重叠度的计算、试验、校正。
五试验条件1)高调门就地设备系统状况正常，可正常投入运行。
2)允许并可以进行单阀和顺阀运行方式的切换。
3)允许对单个汽机高调门的开度进行调整.4)锅炉可以投入压力控制方式，或者运行人员可手动调整锅炉的出力。
5)电网调度允许发电机组退出AGC方式，并允许机组有幅度约为（单个阀门最大的可调负荷幅度±10%Pe）的负荷变动。
超临界600MW汽轮机组调门流量特性调整及运行优化
设 备性能 直接影 响机 组 的调 节特性 、 行特 性 和 经 运 济 性和 安 全 稳 定 运 行 水 平¨ 。东 方 汽 轮 机 厂 引
进 日立 技 术 生 产 的 超 临 界 ６ ０ ＭＷ 机 组 ， 日立 原 ０ 按
１ 调 节 系统 配汽 调 整前 机 组调 门流
量 特 性
Ｖ０ ． ３ ＮＯ ４ １３ ．
Ｈｅｌｎ ｊａ ｇＥｌｃｒ ｏ ｒ ｉｏ ｇｉｎ ｅ ｔ ｃ Ｐ ｗｅ ｉ
Ａ ｇ２ １ ｕ ． ０１
超 临界 ６ＯＭＷ 汽 轮 机 组 调 门流 量 特 性 调 整 及 运 行优 化 Ｏ
李海 龙 王晋 权。 马 晓峰 ， ，
（ ．哈 尔滨 汽轮 机 厂 有 限 责任 公 司 ， １ 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ４ ； ５ １６
运 行 方 式进 行 优 化 。 经 实 际运 行 验 证 ， 轮 机 组整 体 经 济性 得 到 了明 显 提 高 。 汽
关 键 词 ： 临 界 ；流 量特 性 ； 行 优 化 超 运
中 图分 类 号 ：Ｔ ２３ ７ Ｋ ６ ．
文 献 标识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：０２—１６ （０ １Ｏ ０ ８ ０ １０ ６ ３ ２ １ ）４— ２ ０— ４
Ａｄｕ ｔ ｎ ｆｃ ｎｒｌ ａｖ ￣ｆ ｗ ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓａ ｄｏ ｅａｉｎ ｏ ｔ ｚｔ ｎ ｊ ｓｍｅ ｔｏ ｏ ｔｏ ｌｅ ｌ ｈ ｒｃｅｉ ｉ ｎ ｐ ｒ ｔ ｐｉ ａｉ ｖ ｏ ｓｃ ｏ ｍｉ ｏ
ｆ ｒ ｓ ｅ ｃ ｉｉ ａ ０ Ｗ ｕ ｂｉ ｅ ｕ ｉｓ ０ ｕｐ ｒ ｒ ｔｃ ｌ６ ０ Ｍ ｔ ｒ ｎ ｎ ｔ
Ｏ 引 言
汽轮 机配 汽机构 既是 重要 的调 节 装置 ， 是 重 也 要的热力 设 备 ， 配 汽 方 式 、 制 方 式 、 其 控 运行 方 式 、
汽轮机阀门流量特性优化分析
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
内蒙古蒙达发电有限责任公司___3机组汽轮机调门特性测试优化改造效益说明书
内蒙古蒙达发电有限责任公司
#3机组汽轮机调门特性测试项目优化改造效益说明书
哈尔滨工业大学
2014年7月
#3机组汽轮机调门特性测试项目
优化改造效益说明书
哈尔滨工业大学于2014年3月～2013年7月在内蒙古蒙达发电有限责任公司，进行了#3机组汽轮机调门特性测试项目的试运行。
通过对试验前后的历史实时数据进行了采集、处理及对比分析，本项目的成果简要如下：
1)优化后，机组顺序阀方式下变工况运行时，#1、#2瓦的瓦温和瓦振都维
持在安全水平内，并保持与优化前的水平基本相当；
2)优化后，解决了机组的负荷突变问题，机组变负荷运行性能良好；
3)优化后，消除了使机组在变负荷过程中出现的调门大幅摆动问题，减小
了EH油压的大幅波动现象；
4)优化后，机组流量特性的线性度得到改善，满足电网对机组的AGC以
及一次调频能力的两个细则要求，间接提高电厂运行效益；
5)优化后，利用机组的实际运行数据计算得到高压缸效率平均提高1%左
右，根据300MW级别机组的发电煤耗状况，折合降低机组发电煤耗大
约在0.7g/KWh左右，机组在常运行负荷点的经济性得到显著提高。
经
济性计算对比如下：。
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汽轮机高调门流量特性优化
试验方案
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皖能马鞍山发电有限公司2号机组汽轮机高调门流量特性优化试验方案
2013年4月10日
皖能马鞍山发电有限公司2号机组
汽轮机高调门流量特性优化试验方案
负责单位：安徽科讯电力技术服务中心
协作单位：皖能马鞍山发电有限公司
起日期：2013年4月10日14:00——20：00
负责人：张兴
工作人员：张兴、施壮
编写 ____________
审阅 ____________
审核____________
批准____________
皖能马鞍山发电有限公司2号机组
汽轮机高调门流量特性优化试验方案
1、试验目的
为提高皖能马鞍山发电有限公司2号机组运行的安全性和经济性，根据合同要求，我单位计划于2013年4月10日对2号机组汽轮机高调门进行流量特性测试及优化，并完成2号机组汽轮机进行单/顺阀切换试验。
2、试验条件
（1）、机组在设计的正常工况下稳定运行，负荷能从额定负荷（汽机高调门全开时）至60%左右的额定负荷范围之间变化。
（2）、试验过程中由运行人员手动控制燃料量维持主汽压力稳定。
（3）、信号测量设备应满足精度要求并有效期内的检定合格证书。
数据记录通过分散控制系统进行。
（4）、历史数据站工作正常，能完成对主汽压力、调节级压力、给定值、流量指令、阀位指令/开度、功率等参数的采集，并能生成*.csv或*.xls格
式文件，且数据分辨率满足测试要求。
3、试验内容
通过汽轮机高调门流量特性测试及参数优化试验，根据机组实际特性及标准流量参考线对多阀、单阀流量特性进行统一整定。
4、试验方法及步骤
各高调门单个流量特性测试
(1)、由运行人员将机组负荷升至90%额定负荷左右，并将所有汽机调门全开，
记录下当前机前压力值。
(2)、逐渐减小GV1阀门指令，直至该调门全关。
在此过程中其它调门一直维持
全开状态。
试验过程中由运行人员手动控制燃料维持主汽压力稳定。
(3)、GV1阀门全关且主汽压力稳定后，由热控人员逐渐将该调门调整至全开
位。
(4)、按照(2)、(3)步骤顺序依次进行GV2、GV3、GV4高调门的阀门流量特性测
试试验。
单阀方式下高调门整体流量特性测试
(1)、由运行人员将机组负荷升至90%额定负荷左右，并将所有汽机调门全开，
记录下当前机前压力值。
(2)、由运行人员在DEH画面上阶跃减小目标值（阶跃量2%），设定值变化速
率设定为%，使汽机高调门逐渐关小，直至机组负荷降至60%额定负荷左右。
每次目标值变化后需待主汽压力稳定时再进行下一负荷点的测试。
(3)、试验过程中由运行人员手动控制燃料维持主汽压力稳定。
(4)、记录上述过程中单阀运行方式下汽机高调门的整体流量特性。
单阀/多阀控制方式切换预试验
首先在70%额定负荷左右，逐渐降低主汽压力，将主汽调阀调整至全开位置，在DEH控制回路中，按下“顺序阀控制”按钮，开始由单阀向顺序阀方式切换过程，试验过程中出现轴承振动、瓦温变化大现象，应立即终止试验。
、
多阀方式下高调门整体流量特性测试
(1)、由运行人员将机组负荷升至90%额定负荷左右，并将所有汽机调门全开，
记录下当前机前压力值。
(2)、由运行人员在DEH画面上阶跃减小目标值（阶跃量3%），设定值变化速
率设定为%，使汽机高调门依次关闭，直至机组负荷降至60%额定负荷左右。
每次目标值变化后需待主汽压力稳定时再进行下一负荷点的测试。
(3)、试验过程中由运行人员手动控制燃料维持主汽压力稳定。
(4)、记录上述过程中多阀运行方式下汽机高调门的整体流量特性。
(5)、根据至的试验数据完成高调门流量特性计算与优化，并将优化结果填入控
制系统中。
单阀/多阀控制方式切换试验
(1)、不投入协调方式下切换试验：在70%额定负荷左右，机组由运行人员手动
控制，待运行工况稳定10分钟后，在DEH操作画面中，按下“顺序阀控制”按钮，开始由单阀向顺序阀方式切换过程，试验完成后待机组稳定运行10分钟，再反向进行试验。
记录下试验数据并进行分析。
(2)、投入协调方式下切换试验：在70%额定负荷左右，机组投入协调运行方
式，待运行工况稳定10分钟后，在DEH操作画面中，按下“顺序阀控
制”按钮，开始由单阀向顺序阀方式切换过程，试验完成后待机组稳定运行10分钟，再反向进行试验。
记录下试验数据并进行分析。
(3)、若试验过程中出现轴承振动、瓦温等主要参数变化大现象，应立即终止试
验。
5、注意事项
(1)、试验过程中应密切注意汽机轴承振动、轴向位移、差胀、瓦温、主再热汽
温等重要参数的变化。
(2)、在多阀方式下调门流量特性测试试验中，DEH减小负荷目标值不应太大，
以免影响机组安全运行及流量特性的精确测量。
(3)、高调门全开时，锅炉运行注意主蒸汽压力，避免主蒸汽压力太高，使汽机
超过允许负荷运行。
(4)、试验中，发现机组有重要参数越限等异常情况，立即终止试验，并由运行
人员按机组安全运行规程处理。