[发明专利]汽轮机组自启停的控制方法

说明书

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种汽轮机组自启停的控制方法，设定汽轮机组的差胀准则控制曲线和应力准则控制曲线，在汽轮机组自启停的过程中，对汽轮机组的差胀值和温度值进行实时测量，并计算差胀裕度和温度裕度，依据差胀准则控制曲线，由差胀裕度获得差胀准则下的升速率许用值/负荷变化率许用值；依据应力准则控制曲线，由温度裕度获得应力准则下的升速率许用值/负荷变化率许用值；控制系统控制汽轮机组的升速率/负荷变化率为差胀准则下的升速率许用值/负荷变化率许用值与应力准则下的升速率许用值/负荷变化率许用值中的较小值。将差胀值纳入汽轮机组自启停的控制因素，可提高机组的自动控制智能化水平，并保障安全运行。

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种汽轮机组自启停的控制方法。

背景技术

传统汽轮机组的自动控制(ATC，Automatic Turbine Control)仅以“应力准则”为依据，即根据结构中关键部位的应力值，或部件结构中特定位置的温度以及不同位置间的温度差值大小，是否达到一定值而由数字电液(DEH，Digital Electric Hydraulic)控制系统来“指示”汽轮机进行下一阶段的动作，如升转速(率)、升负荷(率)等。DEH控制系统主要控制汽轮机组转速功率满足电厂供电要求。

差胀值信号接入汽轮机组监测仪表系统(TSI，Turbine SupervisoryInstrument)及危急遮断保护系统(ETS，Emergency Trip System)，作为安全监控与跳机保护逻辑信号。TSI系统用于监测汽轮机各项运行指标，主要与运行安全有关。ETS系统是当有危及汽轮机安全运行的状态或参数出现时，迅速关闭汽轮机进汽阀门，及时切断汽轮机所有进汽的保护系统，ETS系统可以有效避免机组设备的损坏或防止事故的进一步扩大。差胀是转子膨胀量与汽缸/静子膨胀量的差值，定义转子膨胀量多于汽缸/静子时为正，反之为负。当差胀信号数值逼近报警值时，常由现场运行人员进行人工判断并给出处理措施。如差胀值较大时，常规做法是停止升转速或升负荷操作，将机组保持当前状态，甚至是通过将转速或负荷值降低的方法以减小差胀值。经分析，差胀值较大的现象主要发生在启动升转速过程中。如图1所示，启动过程中，由于转子质量轻，热容量小，换热面积大，且转动件换热强度一般高于汽缸/静子部件，因此其膨胀量可较快达到定值或趋于定值，而静子部件的膨胀要滞后，结果是使得转子膨胀速度快于汽缸/静子部件，差胀值在启动初期会明显增大。

在冷态启动过程中，会设置图1所示的低速暖机阶段，机组在这一转速下会停留一定时间。当机组采用“应力准则”时，ATC自动控制在这一低转速阶段仅是为了让转子中心温度越过材料的韧脆转变温度FATT₅₀，如此便可认为暖机(暖转子)已完成，而后可释放升转速信号。对于部分机组，当转子材料的韧脆转变温度较低时，“应力准则”可得以很快满足，但此时若进行升转速操作，经常会发现差胀值快速增大(转速上升时，进汽量增大，转子换热增强，使得膨胀加快，差胀量增大)，甚至超过报警值的现象，影响安全运行。遇到此情况时，运行人员会采取人工介入的方式停止升转速操作，以等待汽缸/静子膨胀量增大，减小差胀值。

由上述可见，仅用“应力准则”控制汽轮机组的自动启动时，易出现差胀值增大过快而达到报警值甚至跳机值的情况，影响机组的安全和高效运行，而采用人工介入的方式会存在判断延迟甚至失误的状况，且智能性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮机组自启停的控制方法，能够提高汽轮机组运行安全性及自动化水平，以克服现有技术的上述缺陷。