汽輪機高壓調(diào)門擺動原因分析及解決方案要素分析

王永杰

摘要：汽輪機高壓調(diào)門在相關(guān)機械運行安全質(zhì)量維護方面輔助功效深刻，其調(diào)節(jié)能效將直接對汽輪機轉(zhuǎn)速以及機組負荷穩(wěn)定狀態(tài)造成影響，任何細節(jié)處理不當都將令機組安全地位受損。因此，本文具體結(jié)合300MW抽汽供熱汽輪機在特殊工作狀況下出現(xiàn)的高壓調(diào)門異常擺動隱患進行深度解析，同時匹配優(yōu)質(zhì)化解決方案，相信會對其余電廠長久科學(xué)化運行奠定深刻適應(yīng)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：汽輪機；高壓調(diào)門；閥門曲線；擺動狀況；解決方案

前言：依照新疆天電瑪納斯發(fā)電有限責任公司相鄰300MW供熱機組布置狀況觀察，涉及鍋爐設(shè)備主要利用直吹式制粉系統(tǒng)、液態(tài)排渣以及塔式直流爐搭建；而汽輪機高壓進氣部分借助主汽門與調(diào)速汽門組建，運行方式也同步延展為單閥與順序閥兩種格式，由于后者節(jié)流損失相對較小，能夠確保汽輪機運轉(zhuǎn)效率，所以目前各類發(fā)電廠中心都具體應(yīng)用順序閥運行模式。機組操控系統(tǒng)DCS部分主要配合國電智深EDPF-NT系統(tǒng)引導(dǎo)，而DEH與EDPF-NT系統(tǒng)綁定，AGC方式會在系統(tǒng)正常運行期間投入，而DEH系統(tǒng)便依賴硬線信號接收DCS汽機主控器提供設(shè)定值，合理轉(zhuǎn)化為單個高壓調(diào)氣門的對應(yīng)開度指令，實現(xiàn)此類裝置的科學(xué)流程運行指標。

一、汽輪機高壓調(diào)門擺動問題背景研究

結(jié)合特定電廠相鄰機組在投入順序閥控制流程狀況觀察，涉及現(xiàn)場汽輪機對應(yīng)各類調(diào)門控制動作仍算正常，即便存在突發(fā)異常狀況也是伺服器卡塞與零漂矛盾現(xiàn)象導(dǎo)致，基本上可以實現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)停。但是后期機組運行時間加長，高調(diào)門工作期間衍生大面積振動隱患，一旦說DEH閥門總體指令在順序閥內(nèi)部相鄰交叉位置產(chǎn)生小范圍波動反應(yīng)時，振動狀況就立即出現(xiàn)，令機組負荷、門體以及EH油壓同時波動，情況危急時更會導(dǎo)致高壓調(diào)門彈簧過度疲勞甚至直接斷裂。須知汽輪機高壓調(diào)門作為設(shè)備核心調(diào)節(jié)媒介，其可靠程度將直接決定機組安全質(zhì)量，尤其是在高壓調(diào)節(jié)門內(nèi)部彈簧運行期間突然斷裂過程中，現(xiàn)場控制秩序必將紊亂，在機組跳閘環(huán)節(jié)中，高壓調(diào)節(jié)門必須透過彈簧力實現(xiàn)快速關(guān)閉目標，但是相關(guān)輔助設(shè)備失效變提升調(diào)速系統(tǒng)反應(yīng)時間，放縱不管勢必造成汽輪機超速運行狀況，后果將十分嚴重。所以，針對此類高壓調(diào)節(jié)門振動問題進行細致解析，同時聯(lián)合高科技手段進行根源遏制，絕對是抑制相同事件滋生的最佳途徑。

二、上述問題產(chǎn)生原因分析

機組在正常運作期間，DEH系統(tǒng)將直接進入到遙控控制格式，透過DCS汽機主控器提供的負荷設(shè)定節(jié)點進行負荷偏差調(diào)頻疊加，經(jīng)過負荷流量曲線多遠轉(zhuǎn)換形成特殊指令內(nèi)容。這部分總流量指令會利用順序閥開啟需求，聯(lián)同函數(shù)有機轉(zhuǎn)換成單個高壓調(diào)門的流量指令，之后借由閥門特性曲線變換規(guī)則進行任意閥門開度指令匹配，以此實現(xiàn)對高壓調(diào)門動作的科學(xué)校正。機組在初始運行階段，由于電網(wǎng)AGC指令不存在調(diào)頻項目，供熱負荷與調(diào)整范圍不大，加上主汽壓力控制水準較高，所以DEH與AGC指令相對穩(wěn)定期間形成的閥門指令相對統(tǒng)一，直至閥門開度負荷相同狀況下都不會滋生任何差異效果，而機組時常運作的負荷節(jié)點也不至于與順序控制閥相鄰閥門交叉點相碰撞。須知當機組經(jīng)過重復(fù)調(diào)頻且電網(wǎng)AGC指令調(diào)頻功能激活后期，機組實際電負荷指令將隨之波動，DEH接收的設(shè)定點也開始發(fā)生變化；另外，供熱負荷調(diào)整范圍急劇加大，令相同電負荷對應(yīng)閥門總體開度差異現(xiàn)象廣布。因為此類型號汽輪機高壓調(diào)門存在六個，且順序閥運作時GV1、GV2持續(xù)開滿，并與其他閥門依次交接，自然就會產(chǎn)生三個交叉節(jié)點，如若內(nèi)部曲線設(shè)置精度不達標，閥門在交叉點滋生擺動隱患的幾率就相當之高。

三、汽輪機高壓調(diào)門擺動問題解決方案要素有機補充

因為制約負荷對應(yīng)閥門總體開度的源點在于主汽壓力功效，結(jié)合初期設(shè)計方案進行局部滑壓曲線進行調(diào)試，就是汽輪機閥門實際開度作用引起調(diào)門擺動時，令主汽壓力設(shè)定點自行疊加某類偏置量，實現(xiàn)主汽壓力設(shè)定轉(zhuǎn)換，進而調(diào)整汽機閥門總體開度，令衍生擺動現(xiàn)象的閥門盡量遠離對應(yīng)特性曲線放大核心位置，就是說在經(jīng)過設(shè)定死區(qū)轉(zhuǎn)移過后，在完成主汽壓力原設(shè)計曲線的恢復(fù)工作。這類手段相對地遏制高壓調(diào)門擺動危機，但是實際布置中因為新疆天電瑪納斯發(fā)電有限責任公司2X300MW與容量結(jié)構(gòu)存在限制，實踐起來未免困難重重。

后期經(jīng)過技術(shù)員工多次論證與實踐解析，有關(guān)DEH側(cè)閥門控制邏輯修正方案正式頒布。其主張透過原有閥門曲線函數(shù)進行額外函數(shù)內(nèi)容增加，結(jié)合高限塊實施兩項要素有機轉(zhuǎn)換。如若完成此類功能必須結(jié)合以下文本塊進行有機搭配。

結(jié)合上述修改程序進行解析，有關(guān)閥門曲線函數(shù)在閥門放大區(qū)域內(nèi)部減小會相應(yīng)地遏制調(diào)門在臨界中心的擺動狀況，這樣能夠有效適應(yīng)調(diào)門非常態(tài)負荷狀態(tài)下調(diào)門擺動頻率，避免內(nèi)部彈簧受力過大并產(chǎn)生斷裂危機。再就是進行各類參數(shù)調(diào)試過程中，需要細心關(guān)注以下細節(jié)因素：首先，修改既定邏輯主要配合DPU引導(dǎo)，并有序開展靜態(tài)測驗。具體就是先針對邏輯結(jié)構(gòu)進行動態(tài)試驗預(yù)測，包括調(diào)門擺動頻率與調(diào)試品質(zhì)下降期間，筆者一般選擇將DPU切換至工作狀態(tài)，并使得邏輯控制層恢復(fù)改前狀態(tài)。其次，參數(shù)運行方式指引，機組并網(wǎng)過程中夾雜負荷效應(yīng)并投入UCC，而DEH投入遙控并利用順序閥控制，增負荷使GV4在臨界，GV1處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，觀察調(diào)門擺動情況。微調(diào)負荷指令，觀察調(diào)門擺動情況，后續(xù)一直重復(fù)此類工序。后期結(jié)合實踐經(jīng)驗輔導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)當高限塊檢測出各閥門流量指令大于98℅時，將發(fā)切換指令GV4T、GV3T、GV2T、GV1T將流量函數(shù)切至新流量函數(shù)，使得流量指令在閥門曲線放區(qū)上升和下降間產(chǎn)生一個死區(qū)，從而減小因閥門曲線在放大區(qū)造成的油動機大幅度擺動。

結(jié)語：綜上所述，針對高調(diào)門控制邏輯實施修正并在后期完成靜態(tài)測試流程，發(fā)現(xiàn)各類調(diào)門在調(diào)門非常態(tài)負荷環(huán)境下調(diào)節(jié)功能施展較為流暢，尤其在GV趨勢曲線角度下能夠輕松界定調(diào)門在特定負荷空間下對于擺動隱患的克制實效，其中控制邏輯在修正前后期進行對比，調(diào)門結(jié)構(gòu)總算獲得平穩(wěn)。但是此類方案在閥門內(nèi)部流量特性突變過程中，必須時常進行曲線、特性匹配關(guān)聯(lián)重新驗證，否則各類隱患問題必將重生。

參考文獻：

[1]梁秀珍.高效節(jié)能330MW超臨界空冷供熱汽輪機組的研制[J].節(jié)能技術(shù)，2010，13（02）：56-64.

[2]李萌.DEH系統(tǒng)高壓調(diào)門故障原因分析[J].電力技術(shù)，2010，20（03）：107-113.

[3]張久鋒.300MW汽輪機擴容改造及經(jīng)濟效益分析[J].節(jié)能技術(shù)，2010，28（01）：106-119.

[4]萬杰.超臨界機組順序閥優(yōu)化改造研究[J].節(jié)能技術(shù)，2011，25（02）：58-67.

[5]曾琦.330MW汽輪機單多閥切換時軸承振動原因分析[J].華電技術(shù)，2011，14（02）：116-128.