[发明专利]一种喷嘴配汽汽轮机流量特性试验方法

摘要

一种喷嘴配汽汽轮机流量特性试验方法，所述方法将汽轮机配汽端假想为一个当量喷嘴，以该当量喷嘴前压力、喷嘴后压力以及当量喷嘴压比为变量，以“间接法”或“直接法”两种不同映射方法，对汽轮机的“实际流量——流量比——调节阀阀位指令”进行间接数值映射（当去除中间转换环节‘流量比’时，即为直接映射），并通过设定“每单位进汽流量增幅下的调节阀开度限幅”和数值量化“调节阀节流损失对于汽轮机组热耗的影响程度”等双重手段实现调节阀重叠度的精细化调整，从而得到与汽轮机实际流量特性相符的配汽函数，实现汽轮机在不同阀门管理方式下进汽流量的精确控制。本发明适用于喷嘴配汽汽轮机流量特性整定以及汽轮机配汽端运行方式综合优化控制研究。

主权项

一种喷嘴配汽汽轮机流量特性整定方法，其特征在于，所述方法将汽轮机配汽端假想为一个当量喷嘴，以该当量喷嘴前压力、当量喷嘴后压力以及当量喷嘴压比为变量，以“间接法”或“直接法”两种不同映射方法，并通过设定“每单位进汽流量指令增幅下的调门开度限幅”和数值量化“调节阀节流损失对于汽轮机组热耗的影响程度”双重手段实现调节阀重叠度的精细化调整，从而得到与汽轮机实际流量特性相符的配汽函数，实现汽轮机在不同阀门管理方式下进汽流量的精确控制，以符合电网调频需求；所述方法包括以下步骤：步骤1：现场试验及原始数据整理；不论配汽函数采用“直接法”还是“间接法”组态模式，汽轮机流量特性试验项目必须完成且仅需完成初参数一定条件下的单阀方式和在去除调节阀重叠度状态下顺序阀方式的流量特性测试；以主蒸汽压力与主蒸汽温度的设计值为归一基准值，将不同试验阀位指令下的主蒸汽压力试验值与调节级压力试验值代入(1)，逐一计算得到调节级压力修正值；按固定阀位下高压缸效率近似不变为准则，相应逐一修正调节级温度，整理得到若干组配汽计算所需的主汽参数、调节级参数、总阀位指令、各调节阀阀位指令相关参数；P2=P2,P0,*P0---(1)]]>式中：P0、P0’、P2、P2’分别为主蒸汽压力设计值、主蒸汽压力试验值、调节级压力修正值和调节级压力试验值；步骤2：实际流量的计算以VWO工况数据为基准值，将试验数据代入(2)，计算通过汽轮机的实际流量标幺值；同时，将实际流量等同于调节阀组总阀位指令；G=P2P2**v2*v2*G*---(2)]]>式中：G、G*分别为汽轮机变工况和VWO工况下的实际流量；P2、为汽轮机变工况和VWO工况下的调节级压力；v2、为汽轮机变工况和VWO工况下的调节级比容；步骤3：所述配汽函数计算涵盖“直接法”组态模式和“间接法”组态模式，分别对应直接数值映射与间接数值映射；所述“间接法”组态模式中，配汽函数计算步骤为：1)“间接法”单阀方式配汽函数和无重叠度顺序阀配汽函数：分别将单阀方式和去除调节阀重叠度状态下的顺序阀方式的试验数据，代入式(3)计算得到单阀方式/顺序阀方式下的单阀流量修正函数及顺序阀背压修正函数以及既定阀序下的各个调节阀的调门流量开度函数；单阀方式下的各个调节阀的调门流量开度函数依据其在单阀方式下的试验数据来计算整理；顺序阀方式下的各个调节阀的调门流量开度函数分别依据其在顺序阀方式既定阀序下的试验数据来计算整理：G=β*Gcr=1-(ϵn-ϵcr1-ϵcr)2*Gcr---(3);]]>式中：G、Gcr分别为当量喷嘴的实际流量和临界流量；β为当量喷嘴的流量比；εn为当量喷嘴的压比,Po为当量喷嘴前压力，即主蒸汽压力；P2为当量喷嘴后压力，即调节级压力；εcr为当量喷嘴的临界压比，取值为0.546；将既定阀序下单个调节阀全关和全开时的当量喷嘴临界流量以及阀位指令进行线性折算，即可获得单个调节阀的流量分配函数KX+B的比例系数K与常数B的值；至此，可得到“间接法”单阀方式配汽函数和无重叠度顺序阀配汽函数；2)有重叠度顺序阀配汽函数：选择100％负荷和70％负荷两个工况点，事先去除调节阀重叠度，分别维持机组负荷不变，以0.1MPa/min为步率，连续变化主蒸汽压力，调门开度随之发生变化，在三阀点和两阀点前/后调节阀开启衔接区间内，实测随调门开度变化下的高压缸有效焓降的变化趋势，并数值量化调节阀节流损失对于汽轮机组热耗的影响程度；以每单位进汽流量指令增/减1％，单个调门开度指令变化不超5％为安全原则，并依照调节阀节流损失对于机组热耗的影响程度，通过单个调节阀的流量特性的反向映射，得到有重叠度顺序阀配汽函数；所述“直接法”组态模式包括，顺序阀方式配汽函数和单阀方式配汽函数；1)依据去除调节阀重叠度状态下的顺序阀方式的试验数据，由所述步骤2可整理得出“直接法”无重叠度顺序阀配汽函数；再以每单位进汽流量指令增/减1％，单个调门开度指令变化不超5％为安全原则，并依照调节阀节流损失对于机组热耗的影响程度，通过单个调节阀的流量特性的反向映射，得到有重叠度顺序阀配汽函数；2)依据单阀方式的试验数据，由所述步骤2可整理得出“直接法”单阀方式配汽函数。