高压调节阀门流量运行特性研究

李滨

摘要：本文通过对某厂汽轮机高压调节阀门流量运行性能的测试，考察了高压调节阀门单阀运行及顺序阀运行时，各阀门开度、机组负荷与主蒸汽流量三者之间的变化关系，通过数据及相应曲线分析，发现机组原始设定阀门重叠度不合理，影响了机组跟负荷反应速率，针对此现象提出了整改建议

关键词：高压调节阀；阀门开度；主蒸汽流量；重叠度

汽轮机的阀门流量特性是指汽轮机调节阀门开度与通过阀门的蒸汽流量的对应关系。一般来说，并网条件下的再热凝汽式汽轮机的中压调节阀门不再参与调节，此时汽轮机的阀门流量特性指高压调节阀门与蒸汽流量的对应关系。工程实践经验和相关研究文献表明，汽轮机的阀门流量特性具有非线性特征，为了保证汽轮机的线性控制，就需要设置阀门流量函数使其用于控制高压调节阀的总阀位指令与蒸汽流量能够呈近似线性关系。汽轮机的阀门流量函数是指总阀位指令与调节阀门之间的对应关系函数，通过调整设置阀门流量函数最终达到线性控制的目的。汽轮机的阀门流量函数通常由汽轮机厂家给出，同类型机组往往采用相同的参数设置。然而由于机组个体差异以及长期运行、维护、检修等原因，可能造成原始的流量函数与实际阀门流量特性不匹配。若此不匹配达到一定程度，汽轮机功率控制的非线性加剧，进而导致实际机组的一次调频性能、自动发电控制（AGC）性能和自身稳定性下降。严重时，可能导致机组出现持续的功率波动，最終引起电网发生低频振荡事故。对此需要根据机组实际的汽轮机阀门流量特性优化阀门流量函数，以消除由非线性控制带来的种种不利影响。确定机组实际阀门流量特性的常规做法是通过汽轮机阀门流量特性试验获得。本文中，通过分析机组运行参数与阀门流量特性的关系，研究得出一套阀门流量特性在线监测优化方法。利用此方法能够实现汽轮机阀门流量特性的实时监测和在线优化，而无需进行阀门流量特性试验。最后，文中通过一个实际案例对此方法的应用效果进行了说明和验证。

1高压调节阀实际情况

某发电厂汽轮机组是上海汽轮机厂生产的N300-16.5/550/550型亚临界、四缸四排汽、中间再热、冲动式凝汽式汽轮发电机组。该汽轮机共8个高压调节阀，巳两两同步以控制主蒸汽流量，经过运行人员长期运行发现，原定高调阀重叠度设置不合理，在机组升负荷时会出现负荷迟滞现象，为验证此类现象并提出整改建议，对汽轮机进行了阀门特性试验，观察阀门开度一主汽流量特性，试验共2个工况，分别在单阀运行和顺序阀运行时进行。为保证机组安全，单阀工况试验开始负荷为166MW，顺序阀工况试验开始负荷为184MW

2单阁工况

3顺序阀工况

从顺序阀工况分析可知，负荷迟滞阶段出现在GV5，GV6阀门开度到达64%至100%时，此阶段GVS，GV6的阀门开度一直在增加，但是机组负荷及主蒸汽流量却没有明显提升，直至GV7，GV8开始打开，负荷才开始继续提升。

4结语

通过单阀工况、顺序阀工况试验可知，机组高压调节阀运行状态良好，对控制设定反应较快。机组原设定高压调节阀重叠度不合理，是造成机组升负荷过程中出现迟滞现象的主要原因，且迟滞现象出现在GVS，GV6阀门开度到达64%至100%阶段。建议厂家对高压调节阀开度控制进行重新设定，将机组重叠度设置为GVS，GV6阀门开度到达64%时，GV7，GV8开始打开。

参考文献

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（作者单位：天津联维乙烯工程有限公司）