汽轮机调门重叠度优化和调整
汽轮机DEH系统调门控制故障及分析
汽轮机DEH系统调门控制故障及分析摘要：本文针对DEH纯电调控制系统中涉及的有关技术问题进行阐述。
从LVDT传感器、电缆及信号连接、DEH软硬件、电源、环境因素等引起的故障及处理方法，通过机务和热工两方面，重点分析了调门波动现象、产生原因，交流了处理经验，提出了DEH系统故障处理时应注意的安全技术措施。
关键词：DEH；故障分析处理；可靠性；安全技术措施引言汽轮机数字电液控制，由计算机控制部分和EH液压执行机构部分组成。
是汽轮机发电机的专用制系统，是控制汽轮机启动，停机及转速控制，功率控制的唯一手段，是电厂实现机组协调控制，远方自动调度等功能必不可少的控制设备。
DEH在电厂影响到整个电厂的可靠运行。
1．DEH系统控制原理DEH系统通过数据采集通道将反映机组状态的参数和被控量传入DEH主控器，在主控器内部，一方面对外部命令和机组状态量进行分析处理，另一方面将增、减转速（负荷）的命令变成机组所能接受的指令，经现时刻的被控量校正后，由数/模转换器转换成DEH要求的阀位指令，阀位指令与原来的LVDT阀位反馈信号综合后，得出一个位置误差信号，此误差信号经功率放大器送至电液转换器，电液转换器控制错油门改变油动机内的油量。
使蒸汽阀门动作，达到调速（调负荷）的目的。
随着LVDT反馈信号的变动，误差信号逐渐为零，电液转换器内错油门关闭，蒸汽阀门油缸既不进油也不排油，转速（负荷）也保持不变。
2．DEH系统常见故障及处理2.1电源系统故障DEH发生交流电源故障时，首先应立即判断是内部还是外部供电系统故障引起DEH失电。
如由于DEH内部引起交流电源故障或原因不明，必须切断电源，检查电源相、零线之间的负荷，与地之间的绝缘电阻，查明原因后才能上电。
如机组运行过程中DEH发生UPS交流电源供电系统失电，且失电原因不易查明，应由UPS备用电源供电继续运行，继续查找失电原因。
如不能及时处理，进行停机，待停机后进行检查处理。
2.2 伺服阀故障某个伺服阀故障后，轻则其对应的调门将不能正常响应DEH控制系统的输出指令，从而引起调速系统工作摆动，重则可能造成阀门全开或全关，导致机组停机或不能正常启动。
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。
超临界汽轮机单顺阀切换问题的一些探讨
［ 刘晓纯． 国物联 网发展 边程 中的相关 法律 问题初探 Ｕ． 园 ７ 】 我 ］ 科
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和机组振动 、瓦温等情况 ，对 曲线进行修正 ，以达到最 佳流量 曲线 。
顺序 阀 流量 曲线 Ｖ２ Ｖ 一Ｇ ，改 变 Ｖ１ Ｇ ￣Ｇ ３ Ｖ４
为 ： Ｇ ／ Ｖ －Ｇ ２ ， ４ Ｖ１ ３－ Ｖ －ＧＶ ，对称进汽 ，消除配 汽剩 Ｇ ， － － 余汽流力 ，避免产生汽流激振 ，对机组 滑压运行两种配 汽模式 的比较分析 。试验设计单 阀模式运行 ，维持负荷 在额定之５ ％１３ ０ ０ ￣ ０ ＭＷ左右稳定运一５０５ 以上。全面 Ｉ ］ ．． ｈ
根本上解决改问题 。
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２配汽特性流量 曲线改变 ，理想 的配汽特性 曲线在 ． 不同的配汽方式下表现 出来的各个高压调节汽 门虽然开 度不同 ，但通过的总蒸汽流量是相 同的，而在实 际应用
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下 ，按 同样 的主蒸汽滑参数 曲线、运行方式进行 比较试 验 ，以得 出适应该 机组 的流量特性曲线 ，并保证运行 中 不偏离该 曲线 ，达到安全运行的需要 。 （ 作者单位 ：大唐景泰发 电厂设备管理部 ）
记 录汽轮机运行各参数 ，如主、再热蒸 汽温度 、压力、 轴向位移 、高压缸胀差 、汽缸温度 、调节级压力等 ，在 单 阀模 式滑参数将机组 负荷逐 渐升至额定６ ０ ０ ＭＷ ，主
内其它机组普遍出现的问题有以下三点 ，并有针对性 的
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。
汽轮机调速系统常见故障分析解决方案探讨
汽轮机调速系统常见故障分析解决方案探讨摘要：汽轮机调速系统是汽轮机负荷控制和转速控制的关键系统，调速系统由转速传感机构、传动放大机构、配汽机构和反馈机构四部分组成，配汽机构将油动机的行程转化为各调节汽阀的开度，从而达到控制转速和改变负荷的目的。
本文主要针对机务部分的配汽机构，根据调速系统常见故障，分析故障原因，共享解决方案，逐步消除调速系统故障，保障汽轮机转速、负荷的平稳控制和安全运行。
关键词：汽轮机；调速系统；主汽阀；电磁阀引言：动力中心是炼化蒸汽、电力平稳供应的保障，因炼化催化裂化等理化反应采用多种压力等级的蒸汽，相对于锅炉出口过热蒸汽，部分所需压力等级蒸汽需通过降低温度、压力才能使用。
常态下在蒸汽平衡设计中主要通过汽轮机抽汽、排汽形式外供蒸汽，既达到了外供蒸汽平衡的目的，也使得获得了一定的电能，给工厂带来了较大的经济效益。
1.汽轮机调速系统组成汽轮机调速系统主要由高压抗燃油系统、仪控系统等共同组成，高压抗燃油系统控制执行机构，调节汽阀油动机（执行机构）带动调节汽阀阀芯开关调节给系统配汽，高压抗燃油（又称为EH油）系统由集装装置、系统管线、危机遮断控制块、油动机组成。
2.汽轮机调速系统常见故障及处理方案2.1电磁阀、伺服阀卡涩由于汽轮机抗燃油系统油压较高，如材料部分材质、硬度合格，一般关节部件出现故障频率较低，主要故障还来自于EH油系统内部，其中最为常见的一般是电磁阀的故障卡涩。
EH油系统出现卡涩的主要是电磁阀，其中AST电磁阀多为常带电模式，OPC电磁阀、主汽阀电磁阀多为常失电模式，常带电电磁阀失电开关动作时需克服一定的弹簧力。
电磁阀卡涩原因是多方面的，最为常见的是电磁阀滑阀可能因抗燃油油质颗粒度不符合设计要求或选型时电磁阀吸合电压较低导致滑阀回座能力较差，导致系统油路不畅，执行机构油动机动作不正常，影响阀门正常启闭，危机遮断模块原理图详见2.1-1。
如电磁阀卡涩，处理可以通过清洗卡涩电磁阀、更换系统滤芯、加强滤油减少杂质等方法解决；如电磁阀选型不当，可重新选型更换电磁阀。
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。
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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
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60
65
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75
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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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