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2.3?單閥方式下閥門流量特性的優(yōu)化計算
將單閥方式下閥門流量特性試驗數(shù)據(jù)經(jīng)整理后如下表，?從表中可以看出，當目前的流量指令在60％～90％之間時與計算得出的閥門計算流量之間差值較大，在60％左右時甚至差值達到了26.8％；特別是目前的流量指令從94％變化到91％時，其與計算流量的差值從7.7％變化到20.5％，嚴重影響了控制的穩(wěn)定性。而試驗時各流量指令下機組負荷占額定功率的比值，與計算得出的閥門計算流量也比較接近，與目前的流量指令相差較大。這充分說明了目前的單閥控制方式下閥門流量特性曲線與實際情況相差很大。
流量指 令(%) | 功率 (MW) | 主汽 壓力(MPa) | 調(diào)節(jié)級 壓力(MPa) | CV1～3指令(%) | CV4指令(%) | 計算流量(%) | 流量差值(%) |
100.0? | 296.1? | 15.066? | 12.404? | 100.5? | 99.5? | 100.0? | 0.0? |
98.0? | 286.8? | 15.129? | 11.984? | 47.0? | 44.0? | 96.2? | 1.8? |
97.0? | 283.6? | 15.248? | 11.828? | 42.9? | 39.8? | 94.2? | 2.8? |
96.0? | 273.8? | 15.091? | 11.405? | 40.2? | 35.6? | 91.8? | 4.2? |
95.0? | 265.1? | 15.016? | 11.011? | 37.6? | 33.6? | 89.1? | 5.9? |
94.0? | 260.1? | 15.335? | 10.891? | 35.8? | 32.2? | 86.3? | 7.7? |
93.0? | 248.9? | 15.292? | 10.302? | 34.1? | 30.8? | 81.8? | 11.2? |
92.5? | 242.0? | 15.423? | 10.030? | 33.2? | 30.1? | 79.0? | 13.5? |
92.0? | 228.4? | 15.261? | 9.483? | 32.3? | 29.5? | 75.5? | 16.5? |
91.5? | 220.2? | 15.148? | 9.025? | 31.4? | 28.8? | 72.4? | 19.1? |
91.0? | 209.0? | 15.085? | 8.757? | 31.0? | 28.5? | 70.5? | 20.5? |
90.5? | 205.5? | 14.960? | 8.541? | 30.7? | 28.2? | 69.3? | 21.2? |
90.0? | 202.8? | 14.966? | 8.402? | 30.5? | 28.0? | 68.2? | 21.8? |
89.0? | 198.5? | 15.035? | 8.168? | 30.0? | 27.6? | 66.0? | 23.0? |
88.0? | 192.0? | 15.167? | 7.948? | 29.5? | 27.1? | 63.6? | 24.4? |
87.0? | 186.0? | 15.295? | 7.714? | 29.0? | 26.7? | 61.3? | 25.7? |
86.0? | 182.5? | 15.523? | 7.562? | 28.5? | 26.3? | 59.2? | 26.8? |
以試驗中的計算流量作為流量指令，經(jīng)過簡化及計算，保留原有的預啟開度，我們可以擬合出與實際情況較吻合的單閥方式下新閥門流量特性函數(shù)如下表所示，新閥門特性曲線圖與原閥門特性曲線圖的對比如圖2所示：
流量指令(%) | CV1～CV3指令(%) | 流量指令(%) | CV4指令(%) |
0.0 | -3.0 | 0.0 | -3.0 |
0.1 | 9.53 | 0.1 | 9.5 |
7.424 | 10.89 | 7.424 | 10.735 |
59.2 | 28.5 | 68.2 | 28.0 |
70.5 | 31.0 | 70.5 | 28.5 |
81.8 | 34.1 | 81.8 | 30.8 |
86.3 | 35.8 | 86.3 | 32.2 |
89.1 | 37.6 | 89.1 | 33.6 |
94.2 | 42.9 | 91.8 | 35.6 |
96.2 | 47.0 | 94.2 | 39.8 |
100.0 | 100.5 | 96.2 | 44.0 |
? | ? | 100.0 | 100.5 |
圖2 單閥方式下閥門流量原特性曲線與新特性曲線對比圖
3?閥門流量特性優(yōu)化后安全性和經(jīng)濟性質(zhì)比較分析
如果機組在210MW左右負荷，處于單閥控制方式下，在15.2MPa的主汽壓力下，此時機組的流量指令在91％左右，在原特性曲線的情況下，如果要求增加9MW負荷，也就是3％的流量指令，在DEH開環(huán)控制下，流量指令將增加到94％左右，此時機組負荷可能增加到260MW，增加值達到50MW，相差過大。由于在機組投入?yún)f(xié)調(diào)控制時，?DEH類似開環(huán)控制，雖然汽機主控回路可以保持機組負荷一定的穩(wěn)定性，但也不可避免出現(xiàn)大的超調(diào)。如果機組在投入一次調(diào)頻后，更可能出現(xiàn)大的超調(diào)，影響機組控制的穩(wěn)定性和安全性。
在順序閥控制方式下，如果機組在180MW左右負荷，在15.2MPa的主汽壓力下，此時機組的流量指令在68％左右，在原特性曲線的情況下，如果要求增加9MW負荷，也就是3％的流量指令，在DEH開環(huán)控制下，流量指令將增加到71％左右，此時機組負荷可能增加到232MW，增加值達到52MW，一樣不可避免出現(xiàn)大的超調(diào)。負荷的超調(diào)，同時將引起汽機軸系振動變化，影響了機組的安全經(jīng)濟運行。
對于一臺機組來說，如果部分區(qū)段可能發(fā)生負荷超調(diào)，那么在另一部分區(qū)段比實際曲線要平緩，該機組也有相當一部分區(qū)段在增加流量指令時基本上沒有負荷增加，這一樣會影響機組在投入AGC和一次調(diào)頻時的性能。
該機組采用優(yōu)化后的閥門流量特性曲線后，控制的穩(wěn)定性明顯改善，負荷的穩(wěn)定也使鍋爐的燃燒更加穩(wěn)定，以前一直不能投入的一次調(diào)頻也能夠正常投入了，AGC負荷控制的跟隨性大幅度改善。
由于機組只有在順序閥方式下才存在通過閥門流量特性曲線改變節(jié)能的情況，下面是順序閥控制方式下，機組在60-80%負荷下的閥門開度情況：
流量指令(%) | 機組功率(MW) | 主汽壓力(MPa) | CV1、2 指令(%) | CV3 指令(%) | 實際流量(%) | 修正的CV1-2 指令(%) | 修正的CV3 指令(%) |
68.0 | 184.4 | 15.411 | 39.2 | 0.1 | 58.7 | 39.2 | 0 |
68.2 | 188.7 | 15.354 | 40.3 | 0.6 | 60.7 | ? | ? |
68.6 | 199.6 | 15.504 | 42.8 | 1.8 | 64.6 | ? | ? |
69.2 | 214.8 | 15.617 | 45.8 | 3.3 | 68.8 | 45.8 | 0 |
70.1 | 225.3 | 15.630 | 51.0 | 6.0 | 72.3 | 51.0 | 0 |
71.1 | 232.0 | 15.379 | 56.5 | 8.5 | 74.8 | 56.5 | 0 |
72.1 | 237.0 | 15.421 | 62.1 | 11.0 | 76.3 | 62.1 | 0 |
73.1 | 237.8 | 15.379 | 67.2 | 11.4 | 77.1 | 67.2 | 5 |
75.1 | 241.9 | 15.298 | 78.7 | 12.1 | 78.1 | 78.7 | 11 |
77.1 | 244.9 | 15.454 | 88.7 | 12.8 | 78.5 | 98 | 13 |
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在原特性曲線的情況下，從180MW～240MW區(qū)段都存在三個調(diào)門節(jié)流的情況，機組實際運行中，為了避開流量突變區(qū)，一般選擇在CV1、CV2開度62%，CV3開度11%的工況下變壓運行（在其它工況下，由于調(diào)門節(jié)流存在軸系振動不穩(wěn)定的情況）。在新的特性曲線的情況下，通過減少CV1、CV2和CV3的重疊度，一般只選擇在CV1、CV2開度比較大，CV3全關(guān)的工況運行，減少了一個調(diào)門節(jié)流，加上在新的特性曲線下可以進一步優(yōu)化主汽壓滑壓曲線，在低負荷下可以減少2g/KWh的煤耗（包括通過優(yōu)化主汽壓滑壓等措施），具有相當可觀的經(jīng)濟效益。
4?結(jié)論
由于汽機制造過程中存在的差異，有相當多的機組存在閥門流量特性曲線設(shè)置不合理的情況，有的還嚴重影響了機組的安全經(jīng)濟運行。同時機組的調(diào)門進行檢修或更換后，都有可能改變原來的特性曲線，需要進行一定的再調(diào)整。為提高機組AGC和一次調(diào)頻的性能和節(jié)能降耗，需要對這些機組進行優(yōu)化試驗。從我們試驗和優(yōu)化后的某廠300MW機組和某廠200MW機組的應(yīng)用情況看,?都提高了控制穩(wěn)定性和運行經(jīng)濟性,值得大力推廣。
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參考文獻：
[1]??唐培全，《DEH閥門流量特性試驗》，《山東省電力高等專科學校學報》第4期2004年
[2]??《DEH系統(tǒng)閥門流量特性優(yōu)化試驗總結(jié)報告》(劉復平等?湖南省電力公司試驗研究院)
[3]??《大唐湘潭發(fā)電有限責任公司1號機組DEH系統(tǒng)閥門流量特性優(yōu)化試驗報告》(劉復平?朱曉星?湖南省電力公司試驗研究院)
