?
2.3?單閥方式下閥門流量特性的優(yōu)化計(jì)算
將單閥方式下閥門流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)整理后如下表，?從表中可以看出，當(dāng)目前的流量指令在60％～90％之間時(shí)與計(jì)算得出的閥門計(jì)算流量之間差值較大，在60％左右時(shí)甚至差值達(dá)到了26.8％；特別是目前的流量指令從94％變化到91％時(shí)，其與計(jì)算流量的差值從7.7％變化到20.5％，嚴(yán)重影響了控制的穩(wěn)定性。而試驗(yàn)時(shí)各流量指令下機(jī)組負(fù)荷占額定功率的比值，與計(jì)算得出的閥門計(jì)算流量也比較接近，與目前的流量指令相差較大。這充分說(shuō)明了目前的單閥控制方式下閥門流量特性曲線與實(shí)際情況相差很大。
流量指 令(%) | 功率 (MW) | 主汽 壓力(MPa) | 調(diào)節(jié)級(jí) 壓力(MPa) | CV1～3指令(%) | CV4指令(%) | 計(jì)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(yàn)中的計(jì)算流量作為流量指令，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化及計(jì)算，保留原有的預(yù)啟開度，我們可以擬合出與實(shí)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(duì)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(duì)比圖
3?閥門流量特性優(yōu)化后安全性和經(jīng)濟(jì)性質(zhì)比較分析
如果機(jī)組在210MW左右負(fù)荷，處于單閥控制方式下，在15.2MPa的主汽壓力下，此時(shí)機(jī)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(fù)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(shí)機(jī)組負(fù)荷可能增加到260MW，增加值達(dá)到50MW，相差過(guò)大。由于在機(jī)組投入?yún)f(xié)調(diào)控制時(shí)，?DEH類似開環(huán)控制，雖然汽機(jī)主控回路可以保持機(jī)組負(fù)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(jī)組在投入一次調(diào)頻后，更可能出現(xiàn)大的超調(diào)，影響機(jī)組控制的穩(wěn)定性和安全性。
在順序閥控制方式下，如果機(jī)組在180MW左右負(fù)荷，在15.2MPa的主汽壓力下，此時(shí)機(jī)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(fù)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(shí)機(jī)組負(fù)荷可能增加到232MW，增加值達(dá)到52MW，一樣不可避免出現(xiàn)大的超調(diào)。負(fù)荷的超調(diào)，同時(shí)將引起汽機(jī)軸系振動(dòng)變化，影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
對(duì)于一臺(tái)機(jī)組來(lái)說(shuō)，如果部分區(qū)段可能發(fā)生負(fù)荷超調(diào)，那么在另一部分區(qū)段比實(shí)際曲線要平緩，該機(jī)組也有相當(dāng)一部分區(qū)段在增加流量指令時(shí)基本上沒(méi)有負(fù)荷增加，這一樣會(huì)影響機(jī)組在投入AGC和一次調(diào)頻時(shí)的性能。
該機(jī)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(fù)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(fù)荷控制的跟隨性大幅度改善。
由于機(jī)組只有在順序閥方式下才存在通過(guò)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(jī)組在60-80%負(fù)荷下的閥門開度情況：
流量指令(%) | 機(jī)組功率(MW) | 主汽壓力(MPa) | CV1、2 指令(%) | CV3 指令(%) | 實(shí)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(gè)調(diào)門節(jié)流的情況，機(jī)組實(shí)際運(yùn)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(yùn)行（在其它工況下，由于調(diào)門節(jié)流存在軸系振動(dòng)不穩(wěn)定的情況）。在新的特性曲線的情況下，通過(guò)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(yùn)行，減少了一個(gè)調(diào)門節(jié)流，加上在新的特性曲線下可以進(jìn)一步優(yōu)化主汽壓滑壓曲線，在低負(fù)荷下可以減少2g/KWh的煤耗（包括通過(guò)優(yōu)化主汽壓滑壓等措施），具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
4?結(jié)論
由于汽機(jī)制造過(guò)程中存在的差異，有相當(dāng)多的機(jī)組存在閥門流量特性曲線設(shè)置不合理的情況，有的還嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。同時(shí)機(jī)組的調(diào)門進(jìn)行檢修或更換后，都有可能改變?cè)瓉?lái)的特性曲線，需要進(jìn)行一定的再調(diào)整。為提高機(jī)組AGC和一次調(diào)頻的性能和節(jié)能降耗，需要對(duì)這些機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。從我們?cè)囼?yàn)和優(yōu)化后的某廠300MW機(jī)組和某廠200MW機(jī)組的應(yīng)用情況看,?都提高了控制穩(wěn)定性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,值得大力推廣。
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參考文獻(xiàn)：
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[3]??《大唐湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組DEH系統(tǒng)閥門流量特性優(yōu)化試驗(yàn)報(bào)告》(劉復(fù)平?朱曉星?湖南省電力公司試驗(yàn)研究院)
