汽機(jī)高壓缸閥組故障模塊自動投入邏輯優(yōu)化方案

黃耀，薛成明，陳代超

（中廣核研究院有限公司，廣東深圳518124）

1 問題描述

某電廠汽機(jī)高壓缸由4路供汽通道進(jìn)汽,每路設(shè)有1個截止閥和1個調(diào)節(jié)閥。在低功率運(yùn)行（汽機(jī)負(fù)荷低于 10%） 時，1#、2#、4# 閥組監(jiān)視模塊會產(chǎn)生故障信號，使其對應(yīng)的閥組置于手動狀態(tài)。而實(shí)際上此時1#、2#、4#閥組對應(yīng)的調(diào)節(jié)閥不需要開啟，不應(yīng)產(chǎn)生的閥組故障。由于1#、2#、4#閥組調(diào)閥被置于手動狀態(tài)，會影響機(jī)組低功率運(yùn)行時的操作，特別是在沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)運(yùn)行時，影響機(jī)組的穩(wěn)定性。

圖1 進(jìn)汽通道故障邏輯簡圖

2 問題分析

高壓缸閥組監(jiān)視模塊GME0101/0201/0301/0401KC分別用于監(jiān)視汽機(jī)負(fù)荷在10%以上時高壓缸4路進(jìn)汽通道閥門或閥位探頭是否故障，其邏輯如圖1所示。以第1#路閥組故障監(jiān)視GME0101KC為例，在汽機(jī)功率大于108.6MW、汽機(jī)未跳機(jī)、高壓缸未進(jìn)行ATT試驗(yàn)、且汽機(jī)沒有甩負(fù)荷信號時，若1#截止閥GSE0151VV關(guān)閉（閥位小于3%）、或GRE0151VV處于關(guān)閉狀態(tài)（閥位小于3%）、或1#調(diào)節(jié)閥閥位測量通道故障，其將使GME0101KC產(chǎn)生高缸1#進(jìn)汽閥組故障，且會將此通道對應(yīng)調(diào)閥與截閥置手動狀態(tài)。其余GME0201KC、GME0301KC、GME0401KC邏輯與GME0101KC類似，當(dāng)四個閥組中有一個故障時將觸發(fā)GME954KA，同時切除高壓缸入口壓力控制；當(dāng)四個閥組中有二個故障時將觸發(fā)GME955KA。

汽機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)速負(fù)荷設(shè)定值[1]，產(chǎn)生蒸汽需求量OSB值，并自動轉(zhuǎn)換成高壓缸4個進(jìn)汽通道的調(diào)閥門開度需求值，轉(zhuǎn)換過程分別經(jīng)過兩次函數(shù)的牛頓插值變換進(jìn)行。經(jīng)第一次變換，將主蒸汽需求量OSB值轉(zhuǎn)值分別轉(zhuǎn)換成四個高調(diào)節(jié)閥進(jìn)汽設(shè)定值OSFD，OSFD值再經(jīng)過第2次變換生成實(shí)際閥門開度需求值HSFD。其中1#、2#、4#號進(jìn)汽通道調(diào)閥開度生成值經(jīng)過的第一次變換函數(shù)相同，3#進(jìn)汽通道調(diào)閥開度生成值經(jīng)過的第一次變換函數(shù)存在差異。1#、2#、3#、4#號進(jìn)汽通道調(diào)閥開度生成值經(jīng)過的第二次變換函數(shù)均相同。如表1所示。

表1 閥門開度對應(yīng)關(guān)系

根據(jù)如上數(shù)據(jù)，以及以閥門開度值大于3%時表示閥門已打開，不處于關(guān)閉狀態(tài)。經(jīng)過反推，可得如式1和式2的結(jié)論。即蒸汽需要求量為28%時，高壓缸進(jìn)汽通道1#、2#、4#號調(diào)節(jié)閥才開啟，而蒸汽需求量為10%時，3#號調(diào)節(jié)閥已優(yōu)先開啟。

現(xiàn)場汽機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù)如圖2。

其中GRE0003MY為汽機(jī)負(fù)荷，GRE0160NVXQ01為主蒸汽需求量OSB的值，GRE0161MYXQ01為高壓缸1#調(diào)節(jié)閥GRE0151VV的開度，GRE0161MYXH52為用于判斷高壓缸1#調(diào)節(jié)閥GRE0151VV是否開啟，GRE0361MYXQ01為高壓缸1#調(diào)節(jié)閥GRE0351VV的開度，GRE0361MYXH52為用于判斷高壓缸1#調(diào)節(jié)閥GRE0351VV是否開啟。主蒸汽需求量OSB值為28%時對應(yīng)的汽機(jī)功率值為196MW，而主蒸汽需求量OSB值為10%時對應(yīng)的汽機(jī)功率值為14MW。

圖2 高壓缸1#、3#調(diào)節(jié)閥開度、OSB蒸汽需求量、汽機(jī)負(fù)荷的關(guān)系

而高壓缸閥組監(jiān)視模塊GME0101/0201/0301/0401KC邏輯中，若功率在10%PNOM（108.6MW）以上時，高壓缸進(jìn)汽通道調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉將產(chǎn)生閥組故障，而10%PNOM時，只有高壓缸進(jìn)汽通道3#調(diào)節(jié)閥處于開啟狀態(tài)，而1#、2#、4#調(diào)節(jié)閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，所以GME0101/0201/0401KC會產(chǎn)生閥組故障，進(jìn)而產(chǎn)生GME953KA、GME955KA報警。即在低負(fù)荷運(yùn)行時，高壓缸進(jìn)汽通道3#調(diào)節(jié)閥為先導(dǎo)閥，其優(yōu)先開啟，而其余三個調(diào)節(jié)閥在汽機(jī)功率達(dá)196MW時才開啟，因此高壓缸閥組監(jiān)視模塊GME0101/0201/0301/0401KC邏輯中的判斷條件汽機(jī)在功率為10%PNOM設(shè)置太小，導(dǎo)致汽機(jī)在負(fù)荷低于196MW的正常運(yùn)行時產(chǎn)生了高壓缸進(jìn)汽通道故障。

3 改進(jìn)方案

在由于高壓缸進(jìn)汽通道在汽機(jī)負(fù)荷達(dá)196MW以上時，且經(jīng)查詢現(xiàn)場低負(fù)荷運(yùn)行時的多次歷史數(shù)據(jù)，在此功率值以上時，1#、2#、4#號調(diào)節(jié)閥才開啟，因此在196MW以下時，1#、2#、4#號調(diào)節(jié)閥處于正常關(guān)閉狀態(tài)，不應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)通道故障。為了防止出現(xiàn)上述異常故障以及產(chǎn)生故障后將閥組置手動狀態(tài)或切除高壓缸入口壓力控制而影響汽機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，將閥組故障邏輯中的負(fù)荷閾值提高到196MW以上，根據(jù)現(xiàn)場其他機(jī)組反饋信息，最終設(shè)定為217.2MW。