JJF(新) 52-2021  火力發(fā)電廠汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門流量特性檢測規(guī)范

3.13蒸汽流量指令SteamFlowDemand

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥流量特性是指汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥開度與通過調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量之 間的關(guān)系。在生產(chǎn)過程中，汽輪機(jī)長期運(yùn)行或調(diào)節(jié)閥解體檢修后，調(diào)節(jié)閥的流量特 性將發(fā)生改變，在機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）變負(fù)荷和一次調(diào)頻時(shí)，可能出現(xiàn)負(fù)荷突 變而調(diào)節(jié)緩慢，或者導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)劇烈振蕩，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和 穩(wěn)定性。準(zhǔn)確獲取汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性，使汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥總閥位與總流量

路橋管理及其他4. 1 DEH中閥門控制原理

機(jī)組DEH中單閥和順序閥方式下閥門流量特性曲線均單獨(dú)設(shè)置，控制原理如圖 所。

單閥方式下CV1、CV2、CV3、CV4的閥門流量特性曲線函數(shù)，F(xiàn)(x)5、F(x)6、F(x)7、 (x)8分別為順序閥方式下CV1、CV2、CV3、CV4的閥門流量特性曲線函數(shù)

4.2閥門流量特性試驗(yàn)理論前提

為等雙買際流重 Pim一調(diào)節(jié)級(jí)壓力

同負(fù)荷下的試驗(yàn)壓力（試驗(yàn)時(shí)盡可能保證壓

Ptr一額定負(fù)荷時(shí)主蒸汽壓力 Pimr一額定調(diào)節(jié)級(jí)壓力。

4.2.1弗留格爾公式

弗留格爾公式常用來計(jì)算汽輪機(jī)級(jí)組變工況時(shí)的流量特性。弗留格爾公式不適 用于蒸汽超音速流動(dòng)以及閥門切換過程中的流量計(jì)算，并且其誤差主要來源于理想 氣體假設(shè)。 4.2.2分段線性化 總閥位是機(jī)組DCS根據(jù)當(dāng)前主蒸汽壓力及負(fù)荷指令等運(yùn)行參數(shù)通過比例積分產(chǎn) 生的計(jì)算值，汽輪機(jī)各閥門根據(jù)總閥位值確定各自開度，即閥門管理曲線。在定壓 運(yùn)行下，機(jī)組負(fù)荷與總流量近似成正比關(guān)系，因此，總閥位是連接總流量與各閥開 度（流量）的中間值。采用分段線性化的方法對(duì)閥組流量特性曲線進(jìn)行優(yōu)化，通過 改變流量拐點(diǎn)和非線性段對(duì)應(yīng)的總閥位值，達(dá)到改變總閥位與各閥位對(duì)應(yīng)關(guān)系的目 的，即優(yōu)化了DEH閥門管理曲線，實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥配汽運(yùn)行優(yōu)化，

5.1電網(wǎng)調(diào)度充許發(fā)電機(jī)組退出AGC方式，退出CCS方式，退出DEH側(cè)的一次調(diào)頻 功能。 5.2允許機(jī)組本地進(jìn)行緩慢的負(fù)荷變化，負(fù)荷整體變化幅度約為25%左右。 5.3高調(diào)門就地設(shè)備系統(tǒng)狀況正常，可正常投入運(yùn)行。 5.4允許并可以進(jìn)行單閥和順閥運(yùn)行方式的切換。 5.5允許對(duì)單個(gè)汽機(jī)高調(diào)門的開度進(jìn)行調(diào)整。 5.6測點(diǎn)（閥門指令、流量指令、閥位開度、調(diào)節(jié)級(jí)壓力、主汽壓力、實(shí)際負(fù)荷）變 送器、測量通道無故障。 5.7歷史數(shù)據(jù)站工作正常，能完成對(duì)主汽壓力、調(diào)節(jié)級(jí)壓力、流量指令、閥位指令、 功率等參數(shù)的采集。 5.8機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，無嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行安全的隱患。 5.9機(jī)組背壓維持穩(wěn)定。 5.10試驗(yàn)過程中機(jī)組主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)達(dá)標(biāo)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定， 5.11試驗(yàn)負(fù)荷變動(dòng)范圍為穩(wěn)燃負(fù)荷至額定負(fù)荷（50%一80%）

6.1單閥方式下閥門特性試驗(yàn)

6.1單閥方式下閥門特性試驗(yàn) 6.1.1預(yù)備條件的準(zhǔn)備： 6.1.2將機(jī)組負(fù)荷置于充許單個(gè)高調(diào)門全行程開啟及全關(guān)的負(fù)荷點(diǎn)（50%一80%）。 6.1.3保證機(jī)組負(fù)荷、壓力、溫度等主要參數(shù)穩(wěn)定30min。 6.1.4退出機(jī)爐協(xié)調(diào)CCS方式，退出DEH側(cè)一次調(diào)頻功能，將汽機(jī)DEH切至單閥方 式。 6.1.5停止鍋爐吹灰。 6.1.6保持供熱系統(tǒng)供汽量穩(wěn)定（試驗(yàn)期間，保證供熱抽汽門開度不變）。 手動(dòng)或強(qiáng)制緩慢關(guān)閉CV1，保持CV2、CV3、CV4、閥開度不變，機(jī)組各主參數(shù)穩(wěn) 定后運(yùn)行15分鐘，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 6.1.7按照0%、3%、6%、9%、13%、16%、20%、25%、30%、34%、38%、42%、45%、50% 55%、60%、65%、80%、100%的試驗(yàn)順序分別對(duì)CV1閥門進(jìn)行開閥測試，開閥過程中 應(yīng)盡量緩慢，通過調(diào)整鍋爐燃料量維持機(jī)前主蒸汽壓力穩(wěn)定，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（具 體的階躍開度可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整） 6.1.8機(jī)組各主要參數(shù)穩(wěn)定后，按照100%、80%、67%、60%、55%、45%、42%、38% 34%、30%、25%、20%、16%、13%、9%、6%、3%、0%的試驗(yàn)順序分別對(duì)CV1閥門進(jìn)行 關(guān)閥測試，關(guān)閥過程中應(yīng)盡量緩慢，通過調(diào)整鍋爐燃料量維持機(jī)前主蒸汽壓力穩(wěn)定 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（具體的階躍開度可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）結(jié)束CV1閥門性能測 試試驗(yàn)，運(yùn)行人員調(diào)整機(jī)組至試驗(yàn)前參數(shù)，以此方法分別進(jìn)行CV2/CV3/CV4閥門特 性測試試驗(yàn)。 6.2單閥方式高調(diào)門重疊度函數(shù)的優(yōu)化 6.2.1讀取原單閥調(diào)門特性函數(shù)，并將其進(jìn)行歸一化處理。 6.2.2在6.1.1中得出的高調(diào)閥流量曲線基礎(chǔ)上，對(duì)閥門重疊函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 6.2.3通過數(shù)值計(jì)算得出原有各個(gè)閥門流量特性曲線。 6.2.4通過計(jì)算機(jī)仿真方式，將各個(gè)閥門流量曲線進(jìn)行疊加，得出原有單閥總流量 特性曲線。

6.2單閥方式高調(diào)門重疊度函數(shù)的優(yōu)化

5.2.1讀取原單閥調(diào)特性函數(shù)，并將其進(jìn)行歸一化處理。 5.2.2在6.1.1中得出的高調(diào)閥流量曲線基礎(chǔ)上，對(duì)閥門重疊函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 5.2.3通過數(shù)值計(jì)算得出原有各個(gè)閥門流量特性曲線。 6.2.4通過計(jì)算機(jī)仿真方式，將各個(gè)閥門流量曲線進(jìn)行疊加，得出原有單閥總流量 特性曲線。

6.2.5根據(jù)上述得出的原始單閥總流量曲線中非線性部分，調(diào)整各閥特性函數(shù)，重新 擬合仿真，使其平滑化。 6.2.6將所有調(diào)閥全開后，根據(jù)優(yōu)化后的流量函數(shù)，修改DEH中的相關(guān)函數(shù)。

6.3優(yōu)化后特性曲線校驗(yàn)

6.4順序閥方式下閥門特性試驗(yàn)

6.4.2讀取原順序閥調(diào)門特性函數(shù)，并將其進(jìn)行歸一化處理。 6.4.3在6.1.1中得出的高調(diào)閥流量曲線的基礎(chǔ)上，對(duì)閥門重疊函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 6.4.4通過數(shù)值計(jì)算得出原有各個(gè)閥門流量特性曲線。 6.4.5通過計(jì)算機(jī)仿真方式，將各個(gè)閥門流量曲線進(jìn)行疊加，得出原有順序閥總流量 特性曲線。 6.4.6根據(jù)上述得出的原始單閥總流量曲線中非線性部分，調(diào)整各閥特性函數(shù)，重新 擬合仿真，使其平滑化。 6.4.7在順序閥方式下，將所有調(diào)閥全開后，根據(jù)優(yōu)化后的流量函數(shù)，修改DEH中的 相關(guān)函數(shù)。

6.5優(yōu)化后特性曲線校驗(yàn)

合閥位，每次調(diào)整后運(yùn)行人員需手動(dòng)操作保持主汽壓力、溫度穩(wěn)定，直至到額定負(fù) 荷。觀察驗(yàn)證期間的總閥位指令、機(jī)組功率、主蒸汽流量等參數(shù)趨勢(shì)圖，根據(jù)分析 決定是否對(duì)閥門流量特性參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，

6.6單閥/順序閥切換試驗(yàn)

按照6.1及6.2所得出的閥位特性曲線，進(jìn)行單閥/順序閥雙向切換試驗(yàn)。觀察 險(xiǎn)證期間的總閥位指令、機(jī)組功率、主蒸汽流量等參數(shù)趨勢(shì)圖，根據(jù)分析決定是否 對(duì)閥門流量特性參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化

6.7汽輪機(jī)閥門流量特性優(yōu)化軟件介紹

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)伐流量特性優(yōu)化軟件是基于數(shù)據(jù)挖掘的調(diào)節(jié)閥流量特性分析和優(yōu)化 軟件，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和預(yù)處理，獲得機(jī)組運(yùn)行參數(shù)范圍、運(yùn)行特性及穩(wěn)定數(shù)據(jù)；采 用基于特征通流面積的辨識(shí)方法進(jìn)行線性度分析和辨識(shí)方法的誤差分析；采用先進(jìn) 的計(jì)算方法，對(duì)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，并對(duì)本挖掘算法進(jìn)行有效分析；選用相同 分段點(diǎn)，根據(jù)分段線性化優(yōu)化方法，優(yōu)化調(diào)整實(shí)際流量特性的線性不合理問題。實(shí) 現(xiàn)了對(duì)機(jī)組閥門流量特性曲線進(jìn)行辨識(shí)及優(yōu)化。 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥流量特性優(yōu)化軟件分為四大功能塊，分別是機(jī)組建模、監(jiān)視畫面 分析優(yōu)化及運(yùn)行日志。機(jī)組建模功能分列四個(gè)小項(xiàng)：閥門參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)工況、工況數(shù) 據(jù)源配置和系統(tǒng)配置，此欄為軟件計(jì)算運(yùn)行的基礎(chǔ)；監(jiān)視畫面功能分列兩個(gè)小項(xiàng)： 分析曲線和歷史對(duì)比，此欄為監(jiān)視畫面，為日常閥門狀態(tài)監(jiān)視情況，并可與歷史分 析進(jìn)行對(duì)比，以判斷是否需要進(jìn)行閥門流量特性的分析和優(yōu)化；分析優(yōu)化功能分列 三個(gè)小項(xiàng)：分析優(yōu)化此欄共三項(xiàng)基本功能：數(shù)據(jù)分析、結(jié)果對(duì)比和閥門優(yōu)化，此欄 為軟件最核心部分，當(dāng)機(jī)組大修后或者監(jiān)測到閥門流量特性發(fā)生變化時(shí)，則需進(jìn)行 此項(xiàng)操作，通過歷史數(shù)據(jù)對(duì)閥門流量特性函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

5.8.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥流量特性優(yōu)化系統(tǒng)可通過與DCS或MIS系統(tǒng)通訊的方式存儲(chǔ)大 量的機(jī)組實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視閥門線性度，對(duì)閥門線性進(jìn)行優(yōu)化，不僅節(jié)省了 大量的人力物力，而且做到了很好的及時(shí)性，克服了常規(guī)汽輪機(jī)閥門流量特性曲線 的試驗(yàn)方法的諸多缺點(diǎn)，消除了試驗(yàn)耗時(shí)長、只能獲得特定工況下的特性、測試精 度差等缺點(diǎn)；避免了因需提前申請(qǐng)負(fù)荷及當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等影響，無法及時(shí)進(jìn)行 試驗(yàn)的問題。

6.8.2歷史數(shù)據(jù)來自于機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，具有真實(shí)性和客觀性。結(jié)合熱力學(xué)中穩(wěn)定狀 態(tài)的判斷依據(jù)和機(jī)組實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行要求，以機(jī)組采樣參數(shù)作為指標(biāo)，采用機(jī)組熱力 穩(wěn)定數(shù)據(jù)篩選原則及穩(wěn)定數(shù)據(jù)篩選方法，可保證篩選結(jié)果不失真且高效的提取到了 機(jī)組穩(wěn)定數(shù)據(jù)。 6.8.3軟件采用基于特征通流面積的辨識(shí)方法，此方法的研究對(duì)象為： 6.8.4實(shí)際進(jìn)氣量計(jì)算：調(diào)節(jié)級(jí)后第一壓力級(jí)至高壓缸排氣口之間的壓力級(jí)組： 6.8.5主汽壓力變工況：高壓缸入口至調(diào)節(jié)級(jí)后作為級(jí)組。此方法可適用于任何類 型的機(jī)組，其辨識(shí)結(jié)果的誤差小于1.8%。 6.8.6軟件除手動(dòng)補(bǔ)充數(shù)據(jù)和目標(biāo)流量曲線的端點(diǎn)在特殊情況需人工干預(yù)外，可做 到一鍵優(yōu)化，自動(dòng)生成優(yōu)化后的閥門流量特性曲線， 6.8.7軟件可定時(shí)進(jìn)行機(jī)組實(shí)際流量的辨識(shí)，如發(fā)現(xiàn)實(shí)際流量曲線與優(yōu)化后實(shí)際流 量曲線變差變大，即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示試驗(yàn)人員進(jìn)行修正， 6.8.8軟件的使用對(duì)機(jī)組協(xié)調(diào)、AGC性能、一次調(diào)頻性能的提升起到了基礎(chǔ)支撐作用 配合對(duì)應(yīng)的解決方案，可以有效減少系統(tǒng)負(fù)荷響應(yīng)工況下的參數(shù)波動(dòng)，提高了機(jī)組 的安全性、經(jīng)濟(jì)型，具有顯著地經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，機(jī)組實(shí)際運(yùn)行在40%~100%額定負(fù)荷區(qū)間，較低負(fù)荷段的運(yùn)行數(shù) 據(jù)為非穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。在無閥后壓力測點(diǎn)的情況下，對(duì)穩(wěn)態(tài)工況數(shù)據(jù)庫中的主蒸汽流量 應(yīng)用式進(jìn)行修正，同樣，對(duì)結(jié)果進(jìn)行標(biāo)么化處理。擬合曲線能夠完全表征實(shí)際的閥 組流量特性，無失真；通過與理想流量特性對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在總閥位開度為75%95%時(shí)， 流量特性曲線出現(xiàn)下凹現(xiàn)象，流量變化較小。機(jī)組總閥位開度為75%95%時(shí)對(duì)應(yīng)CV1 CV3開啟段，因此需要重新設(shè)置CV1和CV3開啟段的開度曲線以及合理的重疊度。 7.3汽輪機(jī)閥門流量曲線計(jì)算方法 7.3.1確定閥門預(yù)啟閥的行程，預(yù)啟也叫做小閥，是為了減小閥門前后壓差，使閥門 更容易開啟而設(shè)計(jì)的，其機(jī)械機(jī)構(gòu)上面有與大閥配合的凸臺(tái)，小閥的行程走完之后 凸臺(tái)與大閥貼緊，大閥才開始開啟，一般小閥的行程是大閥行程的10%，具體數(shù)值以 圖紙為準(zhǔn)。 7.3.2確定閥門的喉部直徑，喉部直徑指是是閥門的蒸汽流道的平均直徑，我們可以 通過汽輪機(jī)主機(jī)圖紙確定。 7.3.3確定閥門相對(duì)行程與流量百分比之間的函數(shù)關(guān)系，這個(gè)函數(shù)關(guān)系是汽輪機(jī)熱 力計(jì)算，需要查找現(xiàn)場汽輪機(jī)主機(jī)資料。閥門相對(duì)行程=H/D，H是閥門的實(shí)際行程 D是閥門喉部直徑。 7.3.4確定閥門閥桿總行程，這個(gè)數(shù)據(jù)可以通過查找主機(jī)資料得到，也可以查看現(xiàn) 場的安裝記錄，如果用現(xiàn)場的安裝數(shù)據(jù)計(jì)算的話會(huì)更加準(zhǔn)確。 7.3.5計(jì)算分析：需要的數(shù)據(jù)都已經(jīng)準(zhǔn)備好了，現(xiàn)在我們只要通過閥門的相對(duì)行程 H/D算出閥門實(shí)際行程H就可以，同時(shí)要將預(yù)啟閥的行程考慮在內(nèi)。 7.3.6計(jì)算方法：閥門實(shí)際行程H=A+H/D*D（其中，H為閥門實(shí)際行程，D為閥門的 喉部直徑），再利用閥門相對(duì)行程與流量百分比Q之間的函數(shù)關(guān)系，打開電腦，將 數(shù)據(jù)填寫到excel表格內(nèi)，流量曲線L計(jì)算。 7.3.7數(shù)據(jù)篩選：一般DEH的函數(shù)塊中只有11個(gè)數(shù)據(jù)框，但是往往計(jì)算出來不只11 組數(shù)據(jù)，這就需要我們進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，可以通過excel描繪出L的圖形，通過仔細(xì) 觀察找出能體現(xiàn)L形狀的11組數(shù)據(jù)出來然后填寫到DEH中。

大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，機(jī)組實(shí)際運(yùn)行在40%~100%額定負(fù)荷區(qū)間，較低負(fù)荷段的運(yùn)行數(shù) 據(jù)為非穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。在無閥后壓力測點(diǎn)的情況下，對(duì)穩(wěn)態(tài)工況數(shù)據(jù)庫中的主蒸汽流量 應(yīng)用式進(jìn)行修正，同樣，對(duì)結(jié)果進(jìn)行標(biāo)么化處理。擬合曲線能夠完全表征實(shí)際的閥 組流量特性，無失真；通過與理想流量特性對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在總閥位開度為75%95%時(shí)， 流量特性曲線出現(xiàn)下凹現(xiàn)象，流量變化較小。機(jī)組總閥位開度為75%95%時(shí)對(duì)應(yīng)CV1， CV3開啟段，因此需要重新設(shè)置CV1和CV3開啟段的開度曲線以及合理的重疊度。

7.3汽輪機(jī)閥門流量曲線計(jì)算方法

附錄A：機(jī)組高調(diào)門特性測試數(shù)據(jù)

寸錄A：機(jī)組高調(diào)門特性測試數(shù)據(jù) 時(shí)錄B：機(jī)組實(shí)測閥門開度對(duì)應(yīng)的流量

附錄C：機(jī)組單閥流量特性曲線函數(shù) 附錄D：機(jī)組順閥流量特性曲線函數(shù) 附錄E：汽輪機(jī)閥門流量特性檢測記錄 附錄F：汽輪機(jī)閥門流量特性檢測報(bào)告

房地產(chǎn)項(xiàng)目汽輪機(jī)閥門流量特性檢測記錄

機(jī)組高調(diào)門特性測試數(shù)據(jù)

機(jī)組實(shí)測閥門開度對(duì)應(yīng)的流量

機(jī)組單閥流量特性曲線函數(shù)

機(jī)組順閥流量特性曲線函數(shù)

主檢人員： 審核人員： 批準(zhǔn)人員：

阻燃標(biāo)準(zhǔn)日期: 日期: 日期:

汽輪機(jī)閥門流量特性檢測報(bào)告

3.1檢測報(bào)告至少包括以下信息： a）標(biāo)題：“檢測報(bào)告”； b）進(jìn)行檢測的地點(diǎn)（如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行檢測）； 檢測報(bào)告編號(hào)，頁碼及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)； 檢測單位檢測專用章； e 被檢測單位的名稱和地址： 被測系統(tǒng)的描述和明確標(biāo)識(shí)：系統(tǒng)的制造單位、名稱、型號(hào)及出廠編號(hào)； g）檢測日期； 檢測所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的名稱及代號(hào)； i）本次檢測所用的主要設(shè)備（包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）的名稱、測量范圍、不確定度或 確度等級(jí)或最大允許誤差、證書編號(hào)及有效期； j）檢測時(shí)的環(huán)境溫度、相對(duì)濕度； 檢測人與核驗(yàn)人的簽名； 檢測報(bào)告批準(zhǔn)人的簽名與職務(wù)； 檢測結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明； 未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書的聲明