[发明专利]汽轮机单阀或多阀的一种非线性自动无扰切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机单阀或多阀的切换方法。

背景技术

汽轮机是一种以蒸汽为动力，将蒸汽的能量转化成机械功的旋转机械，广泛应用于现代大型发电系统中。为满足用户实际用电量需求，汽轮机必须经常调整其功率，以使电机功率与外界变动的负荷保持平衡。改变汽轮机功率最直接、最有效的方式就是控制其进汽量，，进汽量发生变化时汽轮机的功率也会随之发生变化，即汽轮机配汽。

一般来讲，汽轮机配汽有两种方式，即单阀和多阀(多阀也可称为顺序阀)。单阀是指在汽轮机的高压缸进汽时，各个高压调节阀门同时进汽的方式，此时各高压调节阀门的指令和开度都是一样的，汽轮机进汽均匀，汽缸和转子受热也相对均匀；并且，当在汽轮机发生负荷变化时调节级后的蒸汽温度变化也就很小，所产生的热应力就相对很小，使机组运行的灵活性较好，适合在机组起动和变换负荷时采用。但单阀方式在低负荷运行时所产生的节流损失较大，调节效率较低，机组运行的经济性就相对较差。多阀是指在汽轮机进汽时采用单个高压调节阀门逐步进汽的方式，各个高压调节阀门的指令和开度都是不一样的，各调节阀按照一定的顺序有计划地动作从而改变汽轮机的进汽面积。每个高压调节阀门的开度是根据自身的流量曲线对应的指令输出的。在低负荷运行时，只有一个(或两个)阀门有节流损失，其余阀门全开或者全关，故调节效率较高，机组运行经济性较好。因此，根据两种配汽方式的特点，一般情况下，机组启动时采用单阀方式运行，以保证汽缸转子受热均匀、机组运行灵活性好；机组日常运行时采用多阀方式运行，以保证机组较高的效率和经济性。机组启动后，负荷增加到一定程度后就要对机组配汽方式进行切换，即从单阀方式切换到多阀方式；在一些特殊情况下，还可能需要机组从顺序阀切换至单阀方式运行。

目前，电网希望机组能够在两种配汽方式之间进行无扰切换，即切换过程中尽可能减小负荷波动，避免机组负荷波动对电网造成负面影响，危及电网的安全稳定性。然而，目前的单阀/多阀切换方式是无法真正实现负荷波动最小，达到无扰切换的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽轮机单阀或多阀的一种非线性自动无扰切换方法，以解决现有单阀配汽规律和多阀配汽规律在线性切换方式下会引起机组功率较大负荷扰动的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述方法包括以下步骤：步骤一、定义χ为综合流量指令，u为阀门开度，n为阀门个数，则两种配汽方式可表示为：

顺序阀配汽规律为：

u₁＝f₁(χ)

u₂＝f₂(χ)    …

u_n＝f_n(χ)

单阀配汽规律为：

u‾=f(χ)]]>

假设在负荷点χ₀处由单阀切换到顺序阀，从t₁时刻开始，t₂时刻切换过程结束，

在切换开始，t₁时刻时

u1=u2=...=un=u‾=f‾(χ0)]]>

在切换结束，t₂时刻时

u₁＝f₁(χ₀)