汽轮机阀门控制方式切换引发低频振荡的实例及其机理分析

汽轮机阀门控制方式切换引发低频振荡的实例及其机理分析

崔英龙

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046

摘要：汽轮机阀流量特性是重要的因素，影响电力系统的稳定性，汽轮机及其调速系统通过建立电网发电机的数学模型，励磁系统，研究汽轮机调节阀流量特性对电网安全稳定的影响机制。数学分析和仿真结果表明，当涡轮阀的流动特性不佳时，原动力的主动功率波动较大。针对这一现象，提出了涡轮调节系统的调整控制策略，该策略可以抑制比例的功率控制方式、积分型、微分控制器的过度调节，有效地增加了系统的阻尼，抑制了原动机的功率波动。

关键词：汽轮机；阀门控制；低频振荡；机理分析

1前言

在汽轮机驱动的动力装置中，汽轮机的性能和状态是保证机组安全、经济运行的关键。近年来，对多家火电厂的调查发现，涡轮阀的故障已经发生，严重影响了发电机的安全性和经济性。故障的主要表现是：在涡轮转动后，阀门不受操作者指令的控制。阀门被卡在一个不能移动的地方；电磁阀芯或金属丝包燃烧。由于汽轮机阀故障经常发生在单位和发电过程中，故障因素，寻找困难的故障点，故障处理需要更长的时间，不仅浪费燃料，也导致延迟的并网发电和功率降低，故障严重时可能访问单位由于阀门失控，汽轮机转速的重大事故。因此，开发一个系统来自动诊断汽轮机阀门的隐患是势在必行的。

2诊断系统的实现

基于DCS系统的数据收集和分析的历史数据，诊断策略设计、编程和配置，实现功能的诊断汽轮机阀状态，分析和判断汽轮机阀门，报告故障点，提高汽轮机阀的可靠性和可维护性。诊断系统的故障诊断为主，辅以测试和智能等功能维护，状态监测，数据分析，电磁阀测试，止回阀，国家历史回忆各种方式如声、光报警，故障点，故障判断，为早期发现和准确诊断故障隐患点，引导错误的地方。

2.1故障诊断系统的核心部分是故障诊断功能，数据源分为实时数据和历史数据。实时数据分析是基于DCS系统的数据采集功能，在线收集电气阀门状态信息（包括开阀指令、阀位反馈、蒸汽压力、蒸汽流量、当前负载和其他重要参数），通过DCS系统逻辑编程，可以初步诊断当前阀门的性能和操作状态是正常的，诊断结果显示，如果不正常，程序，立即发出相应的声光点故障报告给警察。设计，可以在网上直接与DCS系统的趋势显示权力，通过操纵图像诊断程序和应用程序，汽轮机阀的状态信息的趋势图，通过人机交互，那么阀门人工故障分析和异常状态的诊断。通过C语言编程或特殊功能的DCS系统调用，开发历史数据收集和分析能力，收集近时间重要阀的性能和状态信息，阀门开度的设计程序，杆系的静态和动态特征，并立即诊断异常自发出声、光报警，当前状态和历史数据对比，状态自动诊断汽轮机阀的目的。为了提高诊断的准确性为汽轮机阀门外部监管，通过直接和汽轮机阀伺服交流，伺服内部数据，汽轮机阀的相关信息（例如，控制方式、断线、反馈错误，等等），通过程序来识别和判断，诊断结果显示直观的报警灯板。对于开关阀，添加位置开关，并确保使用3来提高信号的精度。

2.2测试为了实现的可预测性诊断系统操作、检查、诊断汽轮机阀性能和状态尽可能早，提前发现汽轮机阀门存在的隐患，结合电气系统最初的功能测试，设计的功能在开始测试之前，通过测试操作，实时诊断系统的数量根据分析和故障诊断，实现了诊断汽轮机冲转阀的性能和状态之前，参照诊断报告，变态，避免因为在汽轮机阀故障操作带来严重的经济损失。在DEH系统中，原试验包括注油试验、超速试验、高压闭塞试验、阀动试验等，这些试验是汽轮机的主要功能。在现场应用中发现，测试并没有完全覆盖DEH系统设备，容易导致在个别设备中存在的隐患无法及时发现，设备的危害暴露会产生严重的汽轮机阀门故障。结果，诊断系统的基础上，原来的测试，通过编程和软件界面设计，添加一个单一的手工测试，一个电磁阀性能测试、静态喷雾测试，静态测试操作的功能，比如超速测试，测试操作可以协助系统故障诊断，早期诊断汽轮机阀是否异常。

2.3智能维护

为了实现诊断系统的鲁棒性，其主要故障诊断功能，进一步丰富其辅助功能，方便维修故障探测器，缩短处理时间，同时设计了阀门远程校准和智能维护功能，如简单的case自动处理。对于汽轮机远程检查外部调节阀，控制伺服机构的底层，DEH系统使用图形语言，通过逻辑和屏幕配置，操作员站的人机交互界面，自动止回阀。该功能操作简单，效率高。通过远程检查以确保本质和监管的伺服控制的线性度，以满足负载阀门开度的请求，从而实现阀门的操作单元对汽轮机真正快速、精细控制，确保机组安全经济运行。此外，还设计了伺服自动异常，简单的功能，实时数据分析功能，根据程序判断，对一些简单的异常（如人们转向当地伺服控制模型，伺服控制没有设置初始参数，阀指令或反馈导致改变一大步，等等），与此同时，相应的诊断报告的结果自动处理能力，从不同的角度确定汽轮机阀门处于良好的工作状态。

3阀门控制原理

管理项目接收控制信号是蒸汽流量阀门、仪表由程序计算蒸汽流量信号转换成相应的阀门开度，单阀，开幕式的高音调相同，计算简单，顺序阀模式时，需要确保阀门打开序列，分别计算每个阀门开度。在两种方法中，也需要在流和开放之间进行转换。

3.1前馈校正的主蒸汽压力的蒸汽流量阀管理项目接受蒸汽流量设置根据主蒸汽压力等级，当主蒸汽压力不等于额定压力，所获得的相同的蒸汽流量调节阀门开度不等于所需的流量控制，导致负载调整的动态变化。当然，通过加入自动调节回路，反馈校正也可以消除偏差。但这种反馈修正有一定的延迟，超调幅度更大。如果根据当前主蒸汽压力修正的蒸汽流量信号，蒸汽流量主蒸汽压力的影响，修正后的指示流量作为阀门开启控制信号，显然可以更及时、准确地调整。

3.2顺序阀控制阀门开度的流量计算输出控制请求的前馈校正由主蒸汽压力和负载值划分到每个调节阀修理之后，并根据一组，每个阀门的流量偏差系数计算，流量，不同的偏见因素决定的顺序打开调节阀和单一方式阀门开度下的偏移量。这样，最终的阀门开启值是根据比值的流量值和偏移量计算来计算的。

3.3单阀和顺序阀控制开关阀管理程序和计算阀单阀和顺序阀流方式下的最终值，当从单阀控制开关顺序阀控制，最终将流值的每个阀门设置数值计算从单阀根据恒速率接近顺序阀的计算数值模式，与此同时，阀门开度是安排所需的阀位接近顺序阀模式。当所有调节阀位置达到其顺序阀模式所要求的阀门位置时，整个开关过程就完成了。可以想象，在转换过程中一定要有一些阀门逐渐开启大，一些阀门逐渐变小。在整个过程中任何时间的流量都应该与降低的流量相同，总的流量保持不变。因此，在转换过程中，机组的负载不会受到影响，但是由于顺序阀控制，热效率会增加，所以开关后的电力会增加。当从顺序阀控制切换到单阀控制时，原理是相同的，但过程是相反的。

4结束语

汽轮机阀门状态诊断系统的设计与实现是一个复杂的过程，通过不断的实践和完善的系统已经形成了一个平台，应用将在现有的基础上，进一步发展性能诊断等功能。涡轮阀状态诊断系统可以有效地降低汽轮机运行过程中涡轮阀的故障，并为汽轮机的安全与经济运行护航。在国家电力行业中，该诊断系统具有良好的推广价值，在其他使用汽轮机的行业具有较高的推广意义。

参考文献：

[1]王文宽.大型汽轮机阀门管理参数的现场整定[J].汽轮机技术，2008.

[2]郭伯春.汽轮机阀门状态诊断系统开发与应用[J].发电设备，2016.

[3]郭伯春，肖胜.汽轮机阀门状态诊断系统设计与实现[J].华电技术，2016.

[4]张毅超，徐衍会.分析电力系统低频振荡的汽轮机控制系统模型[J].广东电力，2013.