[发明专利]减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法

说明书

减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，属于汽轮机技术领域。解决了现有汽轮机顺序阀启闭方案存在安全性差或经济成本高的问题。本发明采集汽轮机组的轴振信号，当轴振信号幅值超过安全阈值，三阀组合优化调整策略、双对角预开启策略、顺序阀预开启策略、优化顺序阀策略或单/顺序阀结合策略，利用不平衡汽流力来改变高中压转子在汽缸中的位置，达到优化通流间隙的目的，最大限度地减小密封激振力和叶顶间隙激振力。本发明适用于汽轮机技术领域。

技术领域

本发明属于汽轮机技术领域。

背景技术

汽轮机作为发电厂中重要的原动机，其安全、稳定地运行是工业生产和发展的前提。近年来，火电机组为提升自身效率，逐渐向高参数、大容量方向发展，这也导致了机组运行过程中产生的问题不断增多。其中一个日益突显的问题就是汽轮机叶片在高速旋转的过程中受到汽流激振力的影响，当叶片的自振频率和激振力频率相同时，叶片发生共振，振幅激增，并产生相当大的交变动应力，为电厂带来了巨大的安全隐患。

而不均匀的汽流流经汽轮机的通流部分时将在叶片上产生激振力。造成汽流流场不均匀的原因可归结为两大类：一类是叶珊尾迹扰动，即汽流在动静叶珊间隙中的速度和压力在轮周方向上的分布不均；另一类是结构扰动，较为常见的是由于部分进汽、制造和安装误差引起的汽流流场不均匀，从而引发周期性的激振力，使叶片振动。其中，一种由于部分进汽引发的振动突增问题较为常见。为降低机组在低负荷工况下调节级的进汽损失，所以汽轮机的调节级通常采用喷嘴组的形式，如图1所示。在汽轮机出厂前，制造商在设计制造时会将高调阀门在不同开度和配合状态下，进汽产生的汽流激振力频率与叶片的自振频率相比较，防止机组在运行过程中出现叶片共振。但是，在实际投运后，许多电厂为了提高机组运行的热效率，会对汽轮机进行通流部分改造，如：调整汽轮机的调节级面积、调速汽门的形式、高压调阀的阀芯、阀座及操纵座等。这样的改造有可能改变进汽阀的通流特性，使机组在运行过程中、在某些阀门开度和配合状态下出现汽流激振力频率与叶片自振频率相近的情况，并导致轴系振动突增。

以现有发电厂改造后的汽轮机运行情况为例：其高调门启闭采用顺序阀方式，阀序为GV1+GV4—GV2—GV3，如图6所示，投运后，瓦温运行良好，但当第四个开启的阀门开度在8％开度附近运行时存在轴振明显突增的跳变现象，比较敏感的为1Y与2X振动，经常性的超出报警值。所以顺序阀启闭方式在通流改造后未能正常投运，而只能采用单阀运行的方式，这也导致了机组运行的经济性较差。因此，有必要对顺序阀方式进行相关研究，调整顺序阀启闭规律，提高机组运行的经济性与安全性。

发明内容

本发明目的是为了解决现有汽轮机顺序阀启闭方案存在安全性差或经济成本高的问题，提出了一种减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法。

本发明所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，它包括：

采集汽轮机组的轴振信号，当轴振信号幅值超过安全阈值时，执行三阀组合优化调整策略；

所述三阀组合优化调整策略包括：

开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％之前，达到全开，然后保持主蒸汽高调阀门GV1和GV4中一个阀门为全开状态，另一个阀门开始逐渐减小开度；

在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开启过程中，当开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至全开，且当主蒸汽高调阀门GV3的开度达到B％时，所述另一个阀门开度减小到A％；并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程中轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将三阀组合优化调整策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用双对角预开启策略进行优化控制；其中，A和B均为正整数，B小于A，且均小于100。

优选地，本发明中，三阀组合优化调整策略中所述的A为45，B为8。