漫谈汽轮机单阀-顺序阀切换！

企业 2024-11-08 18:01 中国

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之前的文章说过，汽轮机的调节或者说DEH系统的调节最终的落脚点就是到了调门上。参考汽轮机DEH控制系统学习的几点补充！合集|火电厂DEH系统讲义火电厂DEH系统那些事！汽轮机的控制主要包括升转速、升负荷、本体保护联锁等，而这三个方面都与调门的控制紧密联系。比如，升转速过程中，根据目标转速和升速率，系统会计算出调门开度，通过闭环调节完成转速升速的过程。升负荷也是如此，同样需要计算调门开度，包括本体的OPC保护，最后的执行机构也是调门。

所以，对于DEH系统来说，调门的控制就是核心。之前我们说过很多机组转速调节，负荷调节相对更复杂一些。在负荷调节过程中大家往往把注意力都放在了负荷流量曲线的计算上，其实在总阀位计算后，到达每个调门前，还有一个阀位切换概念。这里面就牵涉到了调门的单阀控制和顺序阀控制。

所谓单阀控制，就是DEH系统将当前的总阀位信号平均至各个调门，使得调门的控制保持一致。与之对应的是顺序阀控制，DEH系统根据当前的总阀位信号通过一些折线功能，分别传达给不同的调门。

单阀运行的好处是控制更为简单，采用全周进汽的方式，负荷容易调节，但是会造成进汽的节流。而顺序阀控制稍微复杂，对于每个阀门的阀位需要经过理论计算和试验得出最佳的分配折线。对于顺序阀而言，可以降低进汽损失，提高经济效益。

因此，对于单阀控制来讲，主要是参与负荷频繁变化的过程，比如机组升负荷阶段，而对于顺序阀控制，则一般是在机组高负荷阶段使用。我查了一些机组的设置，一般情况下，机组在并网后，采用功控的方式下，负荷大于50%后，可以启动单阀-顺序阀的切换。

对于一些工业汽轮机，厂家在出厂的时候一般很少考虑单顺序阀的问题，主要是很多机组调门数量只有一个，即便是两个的也几乎不会考虑。在机组调试期间，小机组的单顺序阀试验往往被忽略。当然，小机组一般也不存在单顺序阀过程的切换，主要是调门存在不同的折线运算。

对于一些参数较高的发电机组，往往设置有GV1~GV4四个调门，这时候就必须考虑单顺序阀控制了。一般情况下，四个调门首先开启顺序按照GV1和GV2、GV3、GV4，最终在顺序阀的情况下，GV1、GV2开度相同且最高（或者全开），其次是GV3，最后是GV4。而顺序阀切单阀的过程则相反。

在切换完成后，四个阀门的实际开度指令，来自流量计算后的开度经过单阀和顺序阀系数折算而来。单阀系数+顺序阀系数=1，以GV1为例，在单顺序阀切换过程中，GV1的开度指令=单阀系数*单阀开度指令+顺序阀系数*顺序阀开度指令。而这里的单阀系数和顺序阀系数，一般是一个时间比，比如我们设定单顺序切换完成时间是3min，而切换实际时间与设定时间的比例就是系数，当然也可以通过切换速率与总阀位给定之间的判断。在单阀切顺序阀过程中，单阀系数由100%切换至0，顺序阀系数由0切换至100%，反之亦然。

在这个切换过程中，GV1~GV4都会发生迅速变化，因为是在功控模式下，所以负荷基本维持稳定。当然在机组调试过程中，需要对流量曲线进行严格计算和试验，才能保证切换过程中的运行稳定。

此外，还需要明确一点的是，虽然机组单阀切顺序阀是在并网后，但也存在一些特殊情况，比如在机组突然解列的情况下，此时主汽压力比较高，也会强制顺序阀的模式。

我查了一些机组的逻辑设计，大部分的机组GV1、GV2使用的是同一切换曲线，GV3和GV4则不尽相同。对于汽轮机的一些特性设置，比如保护动作值、暖缸时间、冲转速率的，包括我们说的单顺序阀切换时间等，都需要根据汽轮机厂提供的数据进行试验和修正。

这里出现的问题也比较多，很多机组在调试阶段往往使用了一些经验算法，各专业的很多东西都是从一台机组到另一台机组不断的复制黏贴，而忽略当前机组本身的一些特性或是问题。

对于机组的单顺序阀切换问题，很多机组在切换过程中出现了负荷的大幅度摆动，甚至切换过程中引起了其他问题，不得不中止的过程。我曾经与一位运行的单元长聊过，他们担心切换过程中出问题，所以在公司允许的情况下，宁愿选择单阀运行。这种情况主要是从技术方面考虑问题，没有从一个电厂经营方面进行考虑，为了稳定放弃选择更经济的运行方式。

而实际情况是，绝大多数的机组单顺序切换出现问题或者切换后负荷调整难度加大，主要是一些流量曲线没有设定好造成的，还有是因为锅炉燃烧不稳造成的，此外也出现过一些因为调门的本身存在问题造成控制难度加大。如果对调门的特性曲线修正到位，调门的维护到位，锅炉燃烧调整及时，这样的问题完全可以避免。

对于一个电厂的运营来讲，管理当然是非常重要的方面，技术完善是管理的基础。虽然单顺序阀切换的技术并不复杂，但是由于牵涉到了相关设备的调试维护，所以造成问题的关键往往不在于当前，而在于机组投产初期阶段，包括后续的进一步维护。

从经济的角度，顺序阀是机组高负荷运行的首选，但是随着很多机组参与深度调峰，所以稳定运行又成了首选。尤其是在新能源接入数量不断增加的情况下，顺序阀的工作方式会受到一定的影响，但是只要符合投入的条件，还是建议在顺序阀的模式下实现更高的经济效益。

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