2023火力发电厂汽轮机高压调节阀门流量特性检测规范

汽轮机高压调节阀门流量特性检测规范目 录引 言 II范围 1引用文件 1术语 1概述 2DEH中阀门控制原理 3阀门流量特性试验理论前提 3检测环境与条件 4检测内容 5单阀方式下阀门特性试验 5顺序阀方式下阀门特性试验 6优化后特性曲线校验 6单阀/顺序阀切换试验 7汽轮机阀门流量特性优化软件介绍 7汽轮机阀门流量特性优化软件技术特点 7仿真计算 8迭代计算 8分段线性化 8汽轮机阀门流量曲线计算方法 9检测结果 9附录A 机组高调门特性测试数据 11附录B 机组实测阀门开度对应的流量 13附录C 机组单阀流量特性曲线函数 14附录D 机组顺阀流量特性曲线函数 15附录E 汽轮机阀门流量特性检测记录 11附录F 汽轮机阀门流量特性检测报告 16汽轮机高压调节阀门流量特性检测规范范围本检测规范规定了汽轮机高压调节阀门流量特性检测的方法以及应达到的要求。125MW~1000MW各个阶段的检测，其他类型及容量的火力发电厂机组均可参照使用。引用文件本规范引用以下文件：DL/T656-2016火力发电厂汽轮机控制系统验收检测规范DL/T711-1999汽轮机调节控制系统试验导则DL/T774-2015火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规范DL/T824-2002汽轮机电液调节系统性能验收导则凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。术语汽轮机SteamTurbine蒸汽透平使蒸汽膨胀将热能转换为机械能,具有叶片的旋转式动力机械。高压调节汽阀GoverningVlaveControlVlave位于汽轮机主汽阀后，调节进汽流量以控制汽轮机功率的阀门。阀门流量特性FlowCharacteristrcofValve介质流过阀门的相对流量与相对位移（阀门的相对开度）之间的关系。节流调节ThrottleGoverning所有调节（汽）阀同步或接近同步动作，以改变汽轮机进汽流量的调节方式。喷嘴调节NozzleGoverning几个调节（汽）阀依次启闭，以改变汽轮机进汽流量的调节方式。阀门管理ValveManagement又称进汽方式切换，根据运行方式和负荷变化的要求，对汽轮机高压调节阀两种进汽的方式：即节流调节方式（又称全周进汽方式、单阀方式）和喷嘴调节方式（又称部分进汽方式、顺序阀方式）进行设置、选择和切换。协调控制系统CoordinationControlSystem，简称CCS通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉自动控制系统和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥机组的调频、调峰能力，稳定运行参数。模拟量控制系统ModulatingControlSystem，简称实现锅炉、汽机及辅助系统参数自动控制的系统。数字电液控制系统DigitalElectro-HydraulicControlSystem，简称DEH实现控制逻辑的汽轮机调节、保安系统。分散控制系统的DistributedControlSystem，简称DCS采用分布式结构的智能网络控制系统即利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。阀位控制ValvePositionControl汽轮机调节汽门开度为被调量，手动控制调节汽门的开度，简称阀控方式。功率控制LoadControl发电机的有功功率为被调量，按设定的变化率，自动控制发电机功率等于给定值。蒸汽流量指令SteamFlowDemand在汽轮机调节系统中，发出的表征汽轮机所需要的蒸汽流量的信号。4概述汽轮机调节阀流量特性是指汽轮机进汽调节阀开度与通过调节阀的蒸汽流量之间的关系。在生产过程中，汽轮机长期运行或调节阀解体检修后，调节阀的流量特变而调节缓慢，或者导致汽轮机转子系统剧烈振荡，严重影响机组运行的安全性和稳定性。准确获取汽轮机调节阀的实际流量特性，使汽轮机调节阀总阀位与总流量呈线性关系，从而实现机组的精确控制与优化运行，是汽轮机控制的重要环节。DEH中阀门控制原理机组DEH中单阀和顺序阀方式下阀门流量特性曲线均单独设置，控制原理如图1所示。顺序阀方式下阀序为CV3＆4→CV2→CV1，F(x)1、F(x)2、F(x)3、F(x)4分别为单阀方式下CV1、CV2、CV3、CV4的阀门流量特性曲线函数，F(x)5、F(x)6、F(x)7、F(x)8分别为顺序阀方式下CV1、CV2、CV3、CV4的阀门流量特性曲线函数。阀门流量特性试验理论前提在阀门DEH流量分析中，阀门实际通流流量通过如下公式计算得出：Qpimpt

ptrpimr

（1）其中：Q为等效实际流量，与DEH的总阀位指令相对应，（0-100）%Pim—调节级压力Pt—不同负荷下的试验压力（试验时尽可能保证压力稳定）Ptr—额定负荷时主蒸汽压力Pimr—额定调节级压力。弗留格尔公式弗留格尔公式常用来计算汽轮机级组变工况时的流量特性。弗留格尔公式不适用于蒸汽超音速流动以及阀门切换过程中的流量计算，并且其误差主要来源于理想气体假设。分段线性化DCSDEH检测环境与条件AGCCCSDEH25%左右。高调门就地设备系统状况正常，可正常投入运行。允许并可以进行单阀和顺阀运行方式的切换。允许对单个汽机高调门的开度进行调整。送器、测量通道无故障。功率等参数的采集。机组运行稳定，无严重影响机组运行安全的隐患。机组背压维持稳定。试验过程中机组主要调节系统调节品质达标，保证系统稳定。试验负荷变动范围为稳燃负荷至额定负荷（50%—80%）。4检测内容单阀方式下阀门特性试验预备条件的准备：将机组负荷置于允许单个高调门全行程开启及全关的负荷点（50%—80%）。30min。CCSDEHDEH停止锅炉吹灰。保持供热系统供汽量稳定（试验期间，保证供热抽汽门开度不变）。CV1CV2CV3CV4156.1.7按照0%、3%、6%、9%、13%、16%、20%、25%、30%、34%、38%、42%、45%、50%、55%、60%、65%、80%、100CV1体的阶跃开度可以根据实际情况进行调整)6.1.8机组各主要参数稳定后，按照100%、80%、67%、60%、55%、45%、42%、38%、34%、30%、25%、20%、16%、13%、9%、6%、3%、0CV1CV1CV2/CV3/CV4单阀方式高调门重叠度函数的优化读取原单阀调门特性函数，并将其进行归一化处理。6.1.1通过数值计算得出原有各个阀门流量特性曲线。通过计算机仿真方式，将各个阀门流量曲线进行叠加，得出原有单阀总流量特性曲线。拟合仿真，使其平滑化。DEH（。优化后特性曲线校验80%--100%CCS、AGC、2小汽轮机综合阀位，每次调整后运行人员需手动操作保持主汽压力、温度稳定，直102%汽轮机综合阀位，每次调整后运行人员需手动操作保持主汽压力、温度稳定，直至到额定负荷。观察验证期间的总阀位指令、机组功率、主蒸汽流量等参数趋势图，根据分析决定是否对阀门流量特性参数进一步优化。顺序阀方式下阀门特性试验顺序阀方式高调门重叠度函数的优化读取原顺序阀调门特性函数，并将其进行归一化处理。6.1.1通过数值计算得出原有各个阀门流量特性曲线。特性曲线。拟合仿真，使其平滑化。DEH相关函数。（。优化后特性曲线校验80%--100%CCSAGC2%阶跃开度手动逐步关小汽轮机综合阀位，每次调整后运行人员需手动操作保持主汽压力、温度稳定，直至到102%阶跃开度手动逐步开大汽轮机综6合阀位，每次调整后运行人员需手动操作保持主汽压力、温度稳定，直至到额定负荷。观察验证期间的总阀位指令、机组功率、主蒸汽流量等参数趋势图，根据分析决定是否对阀门流量特性参数进一步优化。单阀/顺序阀切换试验6.16.2/验证期间的总阀位指令、机组功率、主蒸汽流量等参数趋势图，根据分析决定是否对阀门流量特性参数进一步优化。汽轮机阀门流量特性优化软件介绍汽轮机调节阀流量特性优化软件是基于数据挖掘的调节阀流量特性分析和优化软件，通过数据统计和预处理，获得机组运行参数范围、运行特性及稳定数据；采用基于特征通流面积的辨识方法进行线性度分析和辨识方法的误差分析；采用先进的计算方法，对辨识结果进行数据提取，并对本挖掘算法进行有效分析；选用相同分段点，根据分段线性化优化方法，优化调整实际流量特性的线性不合理问题。实现了对机组阀门流量特性曲线进行辨识及优化。汽轮机调节阀流量特性优化软件分为四大功能块，分别是机组建模、监视画面、分析优化及运行日志。机组建模功能分列四个小项：阀门参数、标准工况、工况数据源配置和系统配置，此栏为软件计算运行的基础；监视画面功能分列两个小项：分析曲线和历史对比，此栏为监视画面，为日常阀门状态监视情况，并可与历史分析进行对比，以判断是否需要进行阀门流量特性的分析和优化；分析优化功能分列三个小项：分析优化此栏共三项基本功能：数据分析、结果对比和阀门优化，此栏为软件最核心部分，当机组大修后或者监测到阀门流量特性发生变化时，则需进行此项操作，通过历史数据对阀门流量特性函数进行优化。汽轮机阀门流量特性优化软件技术特点DCSMIS历史数据来自于机组运行时间，具有真实性和客观性。结合热力学中稳定状态的判断依据和机组实际生产运行要求，以机组采样参数作为指标，采用机组热力稳定数据筛选原则及稳定数据筛选方法，可保证筛选结果不失真且高效的提取到了机组稳定数据。软件采用基于特征通流面积的辨识方法，此方法的研究对象为：实际进气量计算：调节级后第一压力级至高压缸排气口之间的压力级组；主汽压力变工况：高压缸入口至调节级后作为级组。此方法可适用于任何类1.8%。软件除手动补充数据和目标流量曲线的端点在特殊情况需人工干预外，可做到一键优化，自动生成优化后的阀门流量特性曲线。软件可定时进行机组实际流量的辨识，如发现实际流量曲线与优化后实际流量曲线变差变大，即发出报警信号，提示试验人员进行修正。AGC配合对应的解决方案，可以有效减少系统负荷响应工况下的参数波动，提高了机组的安全性、经济型，具有显著地经济效应。仿真计算迭代计算VisualStudioMFCC++k-means（调节级平均直径），Excel：1）5%开0；2）滞后性，特定开度下的实际流量小于原设计流量。因此必须根CV1－CV4分段线性化40%~100%额定负荷区间，较低负荷段的运行数据为非稳态数据。在无阀后压力测点的情况下，对稳态工况数据库中的主蒸汽流量应用式进行修正，同样，对结果进行标幺化处理。拟合曲线能够完全表征实际的阀75%~95%时，75%~95%CV1CV3CV1CV3汽轮机阀门流量曲线计算方法更容易开启而设计的，其机械机构上面有与大阀配合的凸台，小阀的行程走完之后图纸为准。通过汽轮机主机图纸确定。确定阀门相对行程与流量百分比之间的函数关系，这个函数关系是汽轮机热力计算，需要查找现场汽轮机主机资料。阀门相对行程=H/D，HD确定阀门阀杆总行程，这个数据可以通过查找主机资料得到，也可以查看现场的安装记录，如果用现场的安装数据计算的话会更加准确。计算分析：需要的数据都已经准备好了，现在我们只要通过阀门的相对行程H/DHH=A+H/D*D（其中，H，D喉部直径）QexcelLDEH11excelLL11DEH检测结果附录A：机组高调门特性测试数据附录B：机组实测阀门开度对应的流量附录C：机组单阀流量特性曲线函数附录D：机组顺阀流量特性曲线函数附录E:汽轮机阀门流量特性检测记录附录F:附录A汽轮机阀门流量特性检测记录委托单位：报告编号：型号：出厂编号：生产厂家：检测依据：检测时间：检测地点： 环境温度： 环境湿度：附录B机组高调门特性测试数据阀门指令试验开度主汽压力电负荷主汽温度再热温度调节级压力真空%%MPaMW℃℃MPakPa开阀测试结果关阀测试结果设备说明书的要求附录C机组实测阀门开度对应的流量指令反馈流量指令反馈流量指令反馈流量指令反馈流量%%%%%%%%%%%%CV1CV2CV3CV4附录D机组单阀流量特性曲线函数F(x)1F(x)2F(x)3F(x)4流量指令CV1开度流量指令CV2开度流量指令CV3开度流量指令CV4开度%%%%%%%%附录E机组顺阀流量特性曲线函数F(x)5F(x)6F(x)7F(x)8流量指令CV1开度流量指令CV2开度流量指令CV3开度流量指令CV4开度%%%%%