周口隆達(dá)發(fā)電有限公司2×135MW汽輪發(fā)電機(jī)組是采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的低壓純電調(diào)汽輪機(jī)，控制部分采用新華控制工程有限公司生產(chǎn)的DEH-IIIA控制系統(tǒng)。由于采用的是油動(dòng)機(jī)與閥門一一對(duì)應(yīng)的配置方式，因此也可以實(shí)現(xiàn)閥門的管理功能。在#1機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行1年后，為優(yōu)化機(jī)組閥門流量特性，提高經(jīng)濟(jì)效益，為此進(jìn)行了單閥至順序閥的切換，但由于汽輪機(jī)廠未提供閥門流量特性曲線，致使在切換過(guò)程中負(fù)荷波動(dòng)較大。特做#1機(jī)組調(diào)門流量特性試驗(yàn)。后通過(guò)試驗(yàn)找出閥門流量特性曲線，順利地完成單閥（節(jié)流調(diào)節(jié)）至順序閥（噴嘴調(diào)節(jié)）的切換。
　　單閥/順序閥門切換的目的是為了提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)節(jié)（單閥控制）與噴嘴調(diào)節(jié)（順序閥控制）的無(wú)擾切換，解決變負(fù)荷過(guò)程中的均熱要求與部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性的矛盾。單閥方式時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)全周進(jìn)汽，對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)葉片應(yīng)力控制有益，這樣可以以較快的速度變負(fù)荷，但另一方面，由于存在節(jié)流損失，于經(jīng)濟(jì)性上是不利的。所以單閥方式較適宜于負(fù)荷變動(dòng)工況。順序閥方式對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)級(jí)部分進(jìn)汽，由于減少了節(jié)流損失而提高了經(jīng)濟(jì)性，但同時(shí)葉片存在沖擊會(huì)產(chǎn)生部分應(yīng)力，因而對(duì)負(fù)荷變化有一定限制，由此可見這種方式適應(yīng)于高負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行工況。因?yàn)檫@時(shí)大部分閥門處于全開狀態(tài)，只是部分閥沒有開足，所以減少了節(jié)流損失。圖（一）為單閥/順序閥的流量與閥位關(guān)系圖。單閥和順序閥在不同負(fù)荷時(shí)的熱耗率如圖（二）所示。

切換原理：
一般要求在進(jìn)行閥門切換時(shí)，機(jī)組負(fù)荷在50%-70%時(shí)，汽機(jī)的工況穩(wěn)定，即凝汽器壓力不變，主蒸汽參數(shù)不變，不考慮抽汽，則汽機(jī)出力僅由蒸汽流量決定，而各個(gè)閥門所控制的蒸汽量只與閥門開度有關(guān)。設(shè)Y_w為閥門蒸汽流量，則：
Y_w=f(P、T、L)
其中P為主蒸汽壓力，T為主蒸汽溫度，L為閥門開度
當(dāng)P、T為定值時(shí)，則：
Y_w=f_i(L)為閥門的流量特性曲線，可以近似地用折線進(jìn)行表示，這在許多DEH閥門管理程序中都得到應(yīng)用，當(dāng)然，折線中取點(diǎn)越多，越能正確反應(yīng)閥門的流量特性。
設(shè)y為汽輪機(jī)出力，x為閥門開度，f為閥門開度和蒸汽流量即汽輪機(jī)功率的函數(shù)關(guān)系，則單閥方式下（汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)門為四個(gè)）：
4
y₁= Σ f_i(x_i1)
i=1
順序閥方式下：
4
y₂=Σf_i(x_i2)
i=1
單閥/順序閥方式下的任意狀態(tài)下
4
y=Σf₁(x_i)
i=1
如果要求單閥、順序閥切換過(guò)程中為無(wú)擾切換，則要求
y₁=y₂=y
新華負(fù)荷控制原理
DEH控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷要求，計(jì)算出與當(dāng)時(shí)主汽參數(shù)相對(duì)應(yīng)的流量值，經(jīng)過(guò)高低負(fù)荷限制，輸出到閥門管理程序，通過(guò)閥門管理程序換算成與之相對(duì)應(yīng)的閥門開度。單閥運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)總的流量信號(hào)平均加到各個(gè)高壓調(diào)節(jié)門上。順序閥控制時(shí)，流入汽輪機(jī)的蒸汽流量是各閥門流量的總和，它將按順序依次加到GV1-GV4上，各閥門按順序啟閉，相臨的兩個(gè)閥門在開啟時(shí)有一定的重疊度（前一閥尚未完全開啟，下一閥便提前打開，這提前開啟的量，即為閥門的重疊度）。通常認(rèn)為當(dāng)閥門前后的壓力比P2/P1=0.95~0.98時(shí)，閥門就算全開。重疊度的選取要經(jīng)過(guò)方案比較，一般以前一閥門開至閥門前、后的壓力比P2/P1=0.85~0.90時(shí)，后一閥就開始開啟為合適。而閥門流量特性曲線就是流量向閥門開度轉(zhuǎn)換的函數(shù)。如果流量曲線與實(shí)際有誤差，則在閥門切換過(guò)程中負(fù)荷變化就比較大。
閥門的流量特性，可以通過(guò)計(jì)算得到。但是，由于閥門在不同的開啟位置時(shí)，最小通流面積不是常數(shù)，又因擴(kuò)壓管的存在，使閥門喉部壓力與閥后壓力不等，加之?dāng)U壓管的擴(kuò)壓效率隨工況的變化而變化，使得蒸汽壓力沿?cái)U(kuò)壓管流程的變化規(guī)律也跟隨變化，因此，通過(guò)閥門的流量就不僅僅是閥門前后壓力比與開度的函數(shù)，這給理論計(jì)算帶來(lái)了困難。因此閥門流量計(jì)算通常借助試驗(yàn)進(jìn)行。
試驗(yàn)過(guò)程
在做試驗(yàn)前進(jìn)行了周密的組織和細(xì)致的分工，編制調(diào)門特性試驗(yàn)方案，我們?cè)谛氯A公司龍工的密切配合下，在要求工況下，于5月份分別對(duì)以下負(fù)荷(135,130,125,120,115,110,105,100,95,92,89,86,83MW)做了試驗(yàn)，運(yùn)行人員負(fù)責(zé)試驗(yàn)操作實(shí)施。
一）試驗(yàn)?zāi)康模?/STRONG>
1）測(cè)取單閥方式下，高壓調(diào)門行程h和流量（調(diào)節(jié)級(jí)壓力）特性。
2）測(cè)取多閥方式下，高壓調(diào)門行程h和流量（調(diào)節(jié)級(jí)壓力）特性。包括GV1全開（GV2、GV3、GV4全關(guān)），GV1、GV2全開（GV3、GV4全關(guān)），GV1-GV3全開（GV4全關(guān)），GV1-GV4全開工況。
3）根據(jù)以上測(cè)取的閥門行程流量特性，優(yōu)化閥門管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。
二）試驗(yàn)前提條件:
1)機(jī)組必須維持額定主汽壓力。
2)機(jī)組負(fù)荷能在額定參數(shù)閥門全開負(fù)荷到60MW負(fù)荷范圍之間變化。
3)主要測(cè)點(diǎn)變送器、測(cè)量通道校驗(yàn)合格。
4)試驗(yàn)程序、調(diào)試安裝符合試驗(yàn)要求（能去除閥門重疊度）。
三）試驗(yàn)方法:
1)蒸汽工況調(diào)整由鍋爐控制系統(tǒng)完成。
2)閥門運(yùn)行工況由DEH試驗(yàn)程序完成；DEH在閥位控制方式下（MW、IMP回路切除），改變給定值（即閥位指令）達(dá)到各試驗(yàn)工況的變化。
3)壓力、給定值、流量、閥位、功率等參數(shù)采集，由DEH完成；流量用調(diào)節(jié)級(jí)壓力代替。
4)試驗(yàn)用的管理曲線采用無(wú)重疊度曲線。
5)DEH逐點(diǎn)給定閥位，鍋爐調(diào)整汽壓穩(wěn)定后,DEH采集數(shù)據(jù),主汽壓力應(yīng)在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變。
四）試驗(yàn)注意事項(xiàng)
1）試驗(yàn)過(guò)程中DEH退出功率、調(diào)壓回路。
2）試驗(yàn)過(guò)程中撤除AGC控制方式。
3）試驗(yàn)過(guò)程中撤除CCS控制方式。
4）試驗(yàn)過(guò)程中撤除DEH遙控方式。
5）當(dāng)?shù)谝淮呜?fù)荷指令為135MW時(shí)，鍋爐側(cè)的壓力定值根據(jù)實(shí)際功率現(xiàn)場(chǎng)確定，以閥門全開，負(fù)荷不超發(fā)為準(zhǔn)。
6）試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)密切注意汽機(jī)振動(dòng)、軸向位移、差脹等參數(shù)的變化；
7）任何自動(dòng)裝置運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)生運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)較大，且無(wú)法調(diào)整至正常值時(shí)，應(yīng)立即撤出相關(guān)自動(dòng)，進(jìn)行手動(dòng)控制，調(diào)整運(yùn)行參數(shù)至正常值。
8）試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生事故，其操作按運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行相關(guān)事故處理，控制各項(xiàng)主要參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。
五）試驗(yàn)順序
單閥試驗(yàn)?閥切換?多閥試驗(yàn)?DEH恢復(fù)。從閥門全開工況開始到最低負(fù)荷，而后閥切換，由最低負(fù)荷到全開工況。
六）試驗(yàn)步驟
試驗(yàn)準(zhǔn)備：檢查試驗(yàn)條件滿足
1、單閥方式下調(diào)門特性試驗(yàn)步驟
1.1在單閥方式下，使GV1、GV2、GV3、GV4四閥全開，實(shí)際負(fù)荷為額定負(fù)荷135MW，機(jī)組維持當(dāng)前主汽壓力和主汽溫度。
1.2從單閥全開工況開始減負(fù)荷，維持主汽壓力和主汽溫度，每次調(diào)整目標(biāo)值減0.5MW負(fù)荷，等工況穩(wěn)定后再作下一步調(diào)整，變負(fù)荷率掌握在0.25MW/min，直到實(shí)際負(fù)荷降至75MW。在此過(guò)程中運(yùn)行應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視實(shí)際負(fù)荷變化, 可視情況改變變負(fù)荷率。
1.3 上一步操作結(jié)束后開始升負(fù)荷，每次調(diào)整目標(biāo)值增加0.5MW負(fù)荷，等工況穩(wěn)定后再作下一步調(diào)整，變負(fù)荷率掌握在0.25MW/min，直到GV1、GV2、GV3、GV4四閥全開。在此過(guò)程中嚴(yán)密監(jiān)視實(shí)際負(fù)荷變化, 可視情況改變變負(fù)荷率。
2、多閥方式下調(diào)門特性試驗(yàn)步驟
2.1在單閥全開穩(wěn)定工況下，在DEH組態(tài)P52頁(yè)強(qiáng)制模塊25為1，正常后切為多閥。
2.2從多閥全開工況開始減負(fù)荷，每次調(diào)整目標(biāo)值減2.5MW負(fù)荷，等工況穩(wěn)定后再作下一步調(diào)整，變負(fù)荷率設(shè)定在2.5 MW/min，直到實(shí)際負(fù)荷至75MW。在此過(guò)程中運(yùn)行應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視實(shí)際負(fù)荷變化, 可視情況改變變負(fù)荷率.
2.3 上一步操作結(jié)束后開始升負(fù)荷，每次調(diào)整目標(biāo)值增加5MW負(fù)荷，等工況穩(wěn)定后再作下一步調(diào)整，變負(fù)荷率設(shè)定在2MW/min-2.5 MW/min，直到GV1、GV2、GV3、GV4四閥全開。在此過(guò)程中運(yùn)行應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視實(shí)際負(fù)荷變化, 可視情況改變變負(fù)荷率.
3、試驗(yàn)結(jié)束
3.1 在GV1、GV2、GV3、GV4四閥全開下恢復(fù)閥門重疊度,若要恢復(fù)單閥運(yùn)行,一定要在閥門全開時(shí)切換。
3.2 試驗(yàn)結(jié)束維護(hù)部熱控人員開放被強(qiáng)制功能塊，并刻錄數(shù)據(jù)光盤交新華公司服務(wù)人員帶回新華公司。新華公司遵循"有求必應(yīng)的服務(wù)宗旨"對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并做仿真試驗(yàn)，特提出修改＃1機(jī)組DEH的部分組態(tài)； 我們?cè)?1機(jī)停運(yùn)前按在線修改組態(tài)的步驟修改了組態(tài)：
1）、備份原始組態(tài)。
2）、確認(rèn)DEH切為單閥手動(dòng)控制方式。
3）、以ENG級(jí)別連接主控＃11DPU；并上裝組態(tài)文件。
4）、按新華公司處理后的數(shù)據(jù)修改組態(tài)。（修改前后閥門流量特性曲線表見附頁(yè)1）
5）、修改完進(jìn)行校對(duì)無(wú)誤后；對(duì)組態(tài)文件寫盤，并COPY到副控。
3.3 組態(tài)修改后，DEH控制切為自動(dòng)。投入功率回路，進(jìn)行單閥升降負(fù)荷試驗(yàn)，滿足《汽機(jī)運(yùn)行規(guī)程》的要求。
3.4 100 MW負(fù)荷時(shí)，做單多閥切換試驗(yàn)，效果明顯。（閥門切換時(shí)負(fù)荷擾動(dòng)見附頁(yè)2）
閥門流量特性曲線的作用
汽輪機(jī)的功率調(diào)節(jié)是通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥門的開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。閥門流量特性是指流經(jīng)閥門的蒸汽與閥門開度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它直接影響著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)和機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，不僅要求單閥有符合要求的閥門流量特性，同時(shí)也要求順序閥聯(lián)合調(diào)節(jié)時(shí)，也符合要求的閥門流量特性。
結(jié)果分析
我廠#1機(jī)組單閥改多閥工作結(jié)束，效果明顯。修改后的單閥多閥控制特性和切換已能實(shí)現(xiàn)順利切換，在投入功率回路的情況下，負(fù)荷波動(dòng)小于3.5MW，且能滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)和機(jī)組安全運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要求，工作穩(wěn)定，在任何工況下閥門的開度和蒸汽流量均無(wú)自發(fā)的擺動(dòng)現(xiàn)象，多閥控制時(shí)也無(wú)負(fù)荷大幅度的擺動(dòng)現(xiàn)象，公司領(lǐng)導(dǎo)給予了充分的肯定。