一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法与流程

本发明属于汽轮机技术领域，特别是涉及到一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法。

背景技术：

阀门流量特性是阀门开度和通过阀门的蒸汽流量的对应关系。如果汽轮机阀门流量特性曲线与实际阀门流量特性相差很大,在机组变负荷和一次调频时，可能出现负荷突变和调节缓慢的问题，导致机组控制困难，影响机组安全以及变负荷能力，带来一定的经济损失。

现存的整定方法大多是技术人员大多根据机组顺序阀运行状态下的数据凭经验进行整定，工作量大，对技术人员要求较高。有些甚至只改变了单阀函数特性，没能从整体入手，存在整定失败的风险。因此现有技术中亟需一种新的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法，利用机组单阀运行时数据计算出重叠度函数，进而得到新的阀门流量曲线，利用机组顺序阀运行时得到的数据验证新特性曲线可靠性。

一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

1、一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、数据采集

通过试验获得汽轮机组分别在单阀运行和多阀运行时的数据，具体数据包括负荷、流量指令、修正后的流量指令、主汽压力、调节级压力以及高调门开度指令；

步骤二、整定判定

选取步骤一中获得的单阀运行数据，根据弗留格尔公式

式中，g1为级组变工况前流量，g为级组变工况后流量，p01为级组变工况前压力，p0为级组变工况后压力，计算实际蒸汽流量，对比实际蒸汽流量与流量指令差异大于5时，进行整定；

步骤三、整定背压修正函数

根据机组调节级临界压比，以及公式

式中，gcr为喷嘴组临界流量，β为喷嘴组流量比，poi·ρoi为喷嘴组前蒸汽参数，εn为喷嘴组压比，εcr为调节级临界压比，ani为常数；

获得背压修正函数；

步骤四、整定流量分配函数

通过100与背压修正函数输出最大值的比值为最佳阙位常数，修改流量分配函数kx+b，在机组阀门开启顺序一定时，b为常数，k为最佳阙位常数的倍数；

步骤五、获取单阀函数

单阀函数的输入为修正后的背压修正函数，输出为阀门开度，通过matlab对实际流量进行插值，获取阀门开度大于5％，流量变化小于1％的一点作为转折点，获得单阀函数；

步骤六、获取重叠度函数

通过所述步骤五获得的单阀函数的转折点获得重叠度函数，即将单阀函数转折点作为重叠度函数的倒数第二个点，倒数第一个点输出为100，其余各点均通过步骤四获得的流量分配函数kx+b进行计算求得；

至此，一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定完成。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法，利用机组单阀运行时数据计算出重叠度函数，进而得到新的阀门流量曲线，利用机组顺序阀运行时得到的数据验证新特性曲线可靠性。

本发明的进一步有益效果在于：

1、汽轮机阀门流量特性整定过程较为系统，专业，以可靠的、丰富的理论基础知识为依据，准确度、可靠性较高；

2、使用matlab将数据处理过程程序化，简便快捷，节省时间；

3、在变负荷及一次调频动作时汽轮机能及时响应，实现进气流量精确控制，为电厂带来一定的经济效益。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法获得单阀试验数据流程示意框图。

图2为本发明一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法获得多阀试验数据流程示意框图。

图3为本发明一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法流程示意框图。

具体实施方式

一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定方法，如图3所示，包括以下步骤，

步骤一、数据采集

通过试验获得汽轮机组分别在单阀运行和多阀运行时的数据，具体数据包括负荷、流量指令、修正后的流量指令、主汽压力、调节级压力以及高调门开度指令；

步骤二、整定判定

选取步骤一中获得的单阀运行数据，根据弗留格尔公式

式中，g1为级组变工况前流量，g为级组变工况后流量，p01为级组变工况前压力，p0为级组变工况后压力，计算实际蒸汽流量，对比实际蒸汽流量与流量指令大于5％，进行整定；

步骤三、整定背压修正函数

根据机组调节级临界压比，以及公式

式中，gcr为喷嘴组临界流量，β为喷嘴组流量比，poi·ρoi为喷嘴组前蒸汽参数，εn为喷嘴组压比，εcr为调节级临界压比，ani为一常数；

获得背压修正函数；

步骤四、整定流量分配函数

通过100与背压修正函数输出最大值的比值为最佳阙位常数，修改流量分配函数kx+b，在机组阀门开启顺序一定时，b为常数，k为最佳阙位常数的倍数；

步骤五、获取单阀函数

单阀函数的输入为修正后的背压修正函数，输出为阀门开度，通过matlab对实际流量进行插值，获取阀门开度大于5％但流量变化小于1％的一点作为转折点，获得单阀函数；

步骤六、获取重叠度函数

通过所述步骤四获得的单阀函数的转折点获得重叠度函数，即将单阀函数转折点作为重叠度函数的倒数第二个点，倒数第一个点输出为100，其余各点可根据先前求得的流量分配函数kx+b进行计算求得。重叠度函数最后的输出输入点为固定值，至少分3至5点作为折线点。

至此，一种汽轮机阀门流量特性曲线的整定完成。

其中，步骤一中，试验部分，机组在额定负荷运行，定压方式，投入汽轮机数字电液控制系统deh功率回路，锅炉主控投自动调节主汽压力。高调门全开时，记下此时的主汽压力值px作为定压设定值，此后主汽压力都必须严格稳定在该值附近。

单阀试验数据获得方法如图1所示，deh开环控制，退出一次调频、自动发电控制agc，在单阀控制方式下，机组负荷在可控的最低值负荷左右，以0.5％～1％一级的速度增加阀门流量总指令(每增加一级后，稳定1～2分钟，以保持主汽压的稳定)，直到流量指令为100％时本项试验结束。

顺序阀试验数据获得方法如图2所示，deh为开环控制，退出一次调频、agc，机组在顺序阀控制方式下运行，机组为满负荷，控制主汽压力为px，保持阀门流量总指令值为100％。修改deh组态，使原顺序阀方式的调节曲线自动变为无重叠度(不能在阀门流量总指令值不为100％时取消重叠度)。然后以0.5％～1％(在机组负荷变化比较快的区段取较小值，在机组负荷变化比平缓的区段取较大值)一级的速度减少阀门流量总指令(每减少一级后，稳定1～2分钟，以保持主汽压的稳定)，直到机组负荷到能够达到的最低负荷，本项试验结束。

本发明适用于多种deh系统，如：新华deh系统，ovation的deh系统。

本发明可以完整具体的对汽轮机阀门流量特性参数进行整定，使单阀与顺序阀之间切换平稳，切换时汽流变化平缓，负荷波动小，瓦温、振动不会出现较大变化，保证机组安全稳定地运行；优化agc响应速率、提高一次调频效果；减少调节阀的重叠度以提高机组的经济性；利用matlab编程，简化了计算。