一、前言 現(xiàn)代大、中型發(fā)電機(jī)組中汽輪機(jī)均采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）進(jìn)行控制，各進(jìn)汽閥門是由電信號控制、高壓油動機(jī)驅(qū)動。其中進(jìn)汽閥門的管理顯然是DEH 系統(tǒng)的重要功能，特別是實(shí)現(xiàn)順序閥/單閥的無擾切換，需要準(zhǔn)確而科學(xué)的順序閥控制管理程序。從而保證機(jī)組在運(yùn)行方式的切換過程中能正常穩(wěn)定的運(yùn)行。由此可知順序閥門切換控制是DEH 調(diào)試的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 二、DEH 閥門管理功能 新建機(jī)組在試運(yùn)期間（半年時(shí)間）一般采取全周進(jìn)汽的單閥運(yùn)行方式，單閥方式下，蒸汽通過高壓調(diào)節(jié)閥和噴嘴室，在360°全周進(jìn)入調(diào)節(jié)級動葉，調(diào)節(jié)級葉片加熱均勻，有效地改善了調(diào)節(jié)級葉片的應(yīng)力分配，有利于葉根和輪緣部分的機(jī)械載荷的分布，有利于機(jī)組運(yùn)行初期的磨合。另外在機(jī)組啟動過程或調(diào)峰方式運(yùn)行時(shí)，需要較快的改變負(fù)荷，也同樣需要采用單閥控制。但單閥運(yùn)行，所有調(diào)節(jié)閥均部分開啟，節(jié)流損失較大。機(jī)組運(yùn)行要求盡量減少調(diào)節(jié)閥門的節(jié)流損失，提高汽輪機(jī)的效率。通常閥門的節(jié)流損失在閥門接近全關(guān)或全開時(shí)達(dá)到最小。順序閥方式則是讓調(diào)節(jié)閥按照預(yù)先設(shè)定的次序逐個(gè)開啟和關(guān)閉，在一個(gè)調(diào)節(jié)閥完全開啟之前，另外的調(diào)節(jié)閥保持關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽以部分進(jìn)汽的形式通過調(diào)節(jié)閥和噴嘴室，節(jié)流損失大大減小，機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性得以明顯改善。有數(shù)據(jù)表明，在50%負(fù)荷下，采用順序閥方式運(yùn)行比單閥方式運(yùn)行，機(jī)組的熱效率可提高至少3%。 因此在機(jī)組運(yùn)行過程中，為了提高機(jī)組熱效率，需要在單閥控制方式和順序閥控制方式之間相互切換。其實(shí)質(zhì)是通過噴嘴的節(jié)流配汽（單閥控制）和噴嘴配汽（順序閥控制）的無擾切換，解決變負(fù)荷過程中均勻加熱與部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性的矛盾。這樣就要求有一套完整精確的閥門管理程序來實(shí)現(xiàn)在不對機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生擾動的情況下，進(jìn)行單閥和順序閥控制的平衡切換。 三、閥門切換控制原理 單閥/順序閥切換就是按照上述思想設(shè)計(jì)的，單閥系數(shù)乘以單閥開度指令與順序閥系數(shù)乘以順序閥開度指令相加后得到的就是各個(gè)閥門實(shí)際的開度指令。單閥指令和順序閥指令是當(dāng)前負(fù)荷指令分別經(jīng)過單閥曲線和順序閥曲線轉(zhuǎn)換后得出的。 在實(shí)際的閥門切換過程中，上述分析中的假設(shè)條件是難以成立的，所以不可避免地會有負(fù)荷擾動；但如果投入閉環(huán)控制，負(fù)荷擾動在一定程度上可以得到改善，即如果投入功率閉環(huán)回路，當(dāng)實(shí)際功率與負(fù)荷設(shè)定值相差大于4%時(shí)，切換自動中止；當(dāng)負(fù)荷調(diào)節(jié)精度達(dá)到3%以內(nèi)時(shí)，切換又自動恢復(fù)。投入調(diào)節(jié)級壓力控制回路或協(xié)調(diào)控制回路與此類似。 四、應(yīng)用 華能岳陽電廠二期擴(kuò)建工程（2×300MW）汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537型亞臨界、中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽單軸反動凝汽式汽輪機(jī)組。其順序閥的開啟順序（見圖1）為GV#1/GV#2→GV#4→GV#5→GV#6→GV#3即GV#1和GV#2同時(shí)開啟，然后是GV#4、GV#5、GV#6開啟，GV#3最后開啟。關(guān)閉順序與此相反。單閥/順序閥切換時(shí)間為3.3分鐘（可調(diào)）；操作人員選擇“順序閥請求”后，發(fā)出“閥切換開始”。這時(shí)開始閥切換，單閥系數(shù)從100%逐漸減小，多閥系統(tǒng)從0%逐漸增加。在切換過程中，可以按“閥切換暫?！蓖Ｖ归y切換，保持原位；按“閥切換開始”又開始閥切換或選擇“單閥請求”，返回單閥控制方式。當(dāng)順序閥系數(shù)大于99.9％且單閥系數(shù)小于0.1%時(shí)，順序閥切換完成。圖2表示，各個(gè)閥門實(shí)際的開度指令等于單閥系數(shù)乘以單閥開度指令與順序閥系數(shù)乘以順序閥開度指令相加。其中單閥開度指令和順序閥開度指令是當(dāng)前負(fù)荷（流量）指令分別經(jīng)過單閥曲線（圖3）和順序閥曲線（圖4）轉(zhuǎn)換后得出的。 圖1 300MW汽輪機(jī)閥門/噴嘴布置 圖2 順序閥切換的邏輯程序 圖3 300MW汽輪機(jī)單閥流量曲線 圖4 300MW汽輪機(jī)順序閥流量曲線 在單閥向順序閥切換過程中或閥門已處于順序閥方式時(shí)，如果汽機(jī)跳閘或出現(xiàn)任一個(gè)GV緊急狀態(tài)，即實(shí)際閥位和閥位指令之間偏差大于設(shè)定的限值，則強(qiáng)行將閥門置于單閥方式。這種情況下強(qiáng)制成單閥方式可以減小負(fù)荷擾動。 在切換過程中，勢必有些高調(diào)門要經(jīng)歷高斜率區(qū)，此時(shí)閥門開度指令變化極快，而閥門開關(guān)速度跟不上，導(dǎo)致開度指令與閥位反饋瞬間出現(xiàn)較大偏差。程序中設(shè)定只要閥門開度指令與閥位反饋偏差達(dá)5%時(shí)即輸出閥門故障信號，終止順序閥與單閥控制之間的切換。 在順序閥控制方式下，若順序閥流量曲線不夠準(zhǔn)確，在特定的工況下，閥門會出現(xiàn)較大范圍的抖動。這時(shí)需要仔細(xì)的修正流量特性曲線。也需注意機(jī)組升負(fù)荷率的限制，減小熱應(yīng)力，延長機(jī)組壽命。 五、結(jié)束語 汽輪機(jī)閥門切換管理程序涉及到多種運(yùn)行工況，切換過程需注意負(fù)荷、汽壓的波動，也必須密切關(guān)注閥門的動作狀態(tài)等。廠方提供的流量曲線因?yàn)闄C(jī)組安裝或其它原因極可能會出現(xiàn)實(shí)際數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)出入較大的現(xiàn)象。調(diào)試時(shí)，需仔細(xì)整定各種參數(shù)，保證機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定?？傊?，汽輪機(jī)的閥門管理是DEH中較為復(fù)雜和非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦颍仨毷煜た刂圃?，注意各工況的變化，以科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度反復(fù)試驗(yàn)，認(rèn)真調(diào)試。