350MW超臨界機(jī)組DEH控制優(yōu)化分析

孫廣播 周東峰 許天星 王作成

摘要：隨著人們對電力需求越加旺盛，電廠的建設(shè)也成為保障市場電力的關(guān)鍵所在。在此以350MW超臨界機(jī)組的DEH控制為研究對象，開展數(shù)字式電液控制系統(tǒng)（DEH）的控制優(yōu)化措施分析。在此就與在某低負(fù)荷段運(yùn)行時(shí)的相關(guān)問題，具體優(yōu)化方向有再熱調(diào)節(jié)閥邏輯優(yōu)化、DEH伺服控制模件的狀態(tài)監(jiān)測優(yōu)化以及閥門管理邏輯優(yōu)化。通過上述優(yōu)化措施分析來解決閥門伺服控制模件中存在的定位難且繁雜的問題、伺服控制系統(tǒng)中所表現(xiàn)的閥門異常波動(dòng)現(xiàn)象、汽輪機(jī)中的順序閥與試驗(yàn)中的GV閥切換中所表現(xiàn)出的強(qiáng)烈振動(dòng)現(xiàn)象等，通過上述三方面的邏輯控制實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化，保障最終的DEH具有較強(qiáng)的控制性。通過對DEH伺服控制的綜合有效分析，為后續(xù)機(jī)組故障類型特征分析奠定實(shí)踐性研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;超臨界機(jī)組;DEH;優(yōu)化分析

1前言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于電力能源的需求日益旺盛。在電廠自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用也越加廣泛，尤其是對系統(tǒng)中各部分的結(jié)構(gòu)優(yōu)化要求更為苛刻，以而滿足其中各子系統(tǒng)的性能建設(shè)要求，在當(dāng)代的電廠發(fā)電機(jī)組中，DEH系統(tǒng)作為重要的火力發(fā)電汽輪機(jī)組的核心控制體系，對于保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的良好運(yùn)行具有重要的建設(shè)性作用。通過系統(tǒng)化的控制與保護(hù)措施，方便整個(gè)機(jī)組的配套建設(shè)得以有效安全運(yùn)行。通過對超臨界機(jī)組DEH控制優(yōu)化，可以保障整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)。在此以某350MW的火力設(shè)備為研究對象，在此對其超臨界機(jī)組DEH控制進(jìn)行特征分析，并提出優(yōu)化措施方便后續(xù)同類項(xiàng)目建設(shè)對機(jī)組DEH系統(tǒng)進(jìn)行的實(shí)踐升級改造。

2再熱調(diào)節(jié)閥控制邏輯優(yōu)化

在火力發(fā)電機(jī)組的臨界狀態(tài)運(yùn)行中，汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)形式上往往表現(xiàn)為沖轉(zhuǎn)和帶負(fù)荷運(yùn)行，在DEH實(shí)現(xiàn)再熱調(diào)節(jié)閥控制的工程上，要想實(shí)現(xiàn)更高的沖轉(zhuǎn)，就需要將輪機(jī)進(jìn)行掛閘調(diào)速。而調(diào)速過程通常是多閥門聯(lián)合控制的，對此閥門的很細(xì)控制方式是通過調(diào)節(jié)閥向主汽閥切換而實(shí)現(xiàn)閥門系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的。在調(diào)節(jié)閥的控制上，需先將汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制在所調(diào)轉(zhuǎn)速的1/2左右，而DEH保持調(diào)節(jié)閥開度保持穩(wěn)定后是不變的，隨后根據(jù)熱端再熱蒸汽壓力改變而對其調(diào)節(jié)閥進(jìn)行是適當(dāng)?shù)拈_度修正，在該過程中要保證中壓缸的進(jìn)汽量保持流量恒定有效。在調(diào)整調(diào)節(jié)閥的過程中要注意對調(diào)節(jié)閥切換控制方式，注意各類閥門在切換進(jìn)程中的相互配合。在調(diào)整過程中，使得汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升至最高轉(zhuǎn)速1/2時(shí)就要穩(wěn)定。

在發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)相互并網(wǎng)中，DEH對于調(diào)節(jié)閥的流量控制指令設(shè)定為Q1-GV，而經(jīng)過并網(wǎng)處置后，對于調(diào)節(jié)閥的及時(shí)流量指令QGV則需要去前面的Q1-GV進(jìn)行相減計(jì)算，將其差值作為是某函數(shù)轉(zhuǎn)換后的主汽閥的負(fù)荷流量數(shù)據(jù)，在此根據(jù)發(fā)電機(jī)組的高、中壓缸的蒸汽設(shè)計(jì)流通量占比不同，而確定的相關(guān)函數(shù)也會(huì)與之不同。在該系統(tǒng)中，對于機(jī)組并網(wǎng)的調(diào)節(jié)閥邏輯優(yōu)化控制的。

在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行過程中，依據(jù)用電的峰谷時(shí)段不同，汽輪機(jī)在實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)中也會(huì)進(jìn)行調(diào)整，尤其是長時(shí)間所處于的低負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行現(xiàn)狀。在整個(gè)體系運(yùn)行過程中，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷下降到某一下限值時(shí)，調(diào)節(jié)閥的開度也會(huì)由大變小。尤其在整個(gè)機(jī)組處于某低負(fù)荷段狀況下，其調(diào)節(jié)閥開度在進(jìn)行的長時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)下，其值波動(dòng)范圍往往在0.5-1之間，這種狀況是不利于汽輪機(jī)液壓伺服系統(tǒng)長時(shí)間有效運(yùn)轉(zhuǎn)的。

3 DEH伺服控制模件的狀態(tài)監(jiān)測優(yōu)化

DEH伺服閥控制在350MW超臨界機(jī)組中采取的是專用伺服控制模件所實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的。

在上述控制模件架構(gòu)中的核心關(guān)鍵控制器是MOOG閥控制器和LVDT控制器兩種。LVDT控制器主要實(shí)現(xiàn)傳輸信號(hào)的線性可變差動(dòng)變壓功能，該控制器會(huì)依據(jù)LVDT裝置狀態(tài)輸出狀態(tài)而明確系統(tǒng)中的閥位反饋信號(hào)。MOOG閥控制器則主要是依據(jù)DEH的特征值而進(jìn)行設(shè)定，保證閥位反饋的差值輸出被控制在合理的范圍內(nèi)。

在實(shí)踐過程中，當(dāng)DEH液壓伺服控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常性的狀態(tài)，就會(huì)直接影響到其調(diào)節(jié)閥門的開度波動(dòng)狀況，在此由于MOOG閥控制回路與LVDT控制回路相互關(guān)聯(lián)耦合，所以在對伺服控制模件進(jìn)行故障檢修時(shí)，往往是較為困難的。所以在以上背景中，對DEH閥門進(jìn)行與之相關(guān)的靜態(tài)試驗(yàn)以有效分析模件的正常運(yùn)行狀況是非常重要的，這就需要對伺服控制模件狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測，以而可以有效地對其相關(guān)的故障實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)有效把控。

在該過程優(yōu)化中，首先需要根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行，對伺服控制模件故障進(jìn)行要點(diǎn)分析，并在此過程中也需要對潛在的故障點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測，通過上述相關(guān)內(nèi)容的檢測可以有效控制整個(gè)伺服控制模件出現(xiàn)較大的故障，在維修故障中，故障維修在運(yùn)行監(jiān)控中可將原開后期維修轉(zhuǎn)化為事前行的預(yù)防性維修。

4 DEH閥門管理邏輯優(yōu)化措施分析

在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，對于閥門運(yùn)行方式主要是依靠單閥結(jié)合順序閥控制方式來是吸納的。在DEH閥門管理過程中，相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)除了需要上述兩種閥門進(jìn)行功能結(jié)合，還需要結(jié)合單閥以及順序閥控制切換來實(shí)現(xiàn)整個(gè)回路系統(tǒng)運(yùn)行。

在上圖中，圖3中，多閥流量背壓修正函數(shù)和f（x1）和f（x4）代表的意義分為順序閥和單閥，在系統(tǒng)的流量修正上的主要是想將各個(gè)函數(shù)的需求與流量進(jìn)行有效地控制，這種以指令所架構(gòu)的關(guān)系關(guān)鍵是由汽輪機(jī)特性所決定的，并且在實(shí)際應(yīng)用中并不需要試驗(yàn)整定;在該系統(tǒng)中f（x2）為閥門的流量分配函數(shù)，目的是實(shí)現(xiàn)對GV閥的順序性控制;f（x3）在實(shí)際的應(yīng)用中主要是參考GV閥的重疊度和流量曲線修正來實(shí)現(xiàn)的;f（x5）為整個(gè)系統(tǒng)的額閥門流量特性函數(shù);在整個(gè)系統(tǒng)控制上，通過單/順序閥控制方式的無擾切換和切換時(shí)間由無擾切換邏輯實(shí)現(xiàn)。

結(jié)合發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況，在此需要根據(jù)機(jī)組進(jìn)行全面性的檢修，尤其在對 DEH 系統(tǒng)改造上，進(jìn)行了系統(tǒng)全面性的升級改造。在DEH在檢修前需要根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的要求來對相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行及時(shí)充分溝通，以而確保整個(gè)系統(tǒng)框架的改造細(xì)節(jié)可以被有效落實(shí)，也可以為后期相關(guān)內(nèi)容的改造打下基礎(chǔ)。在確定系統(tǒng)各項(xiàng)功能后，就需要對其相關(guān)子系統(tǒng)的線路安裝與維修進(jìn)行及時(shí)有效系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試和測試。在完成整個(gè)系統(tǒng)中，確定整體系統(tǒng)調(diào)試后，使得DEH系統(tǒng)可以順利地被運(yùn)行，保證整個(gè)系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行、快速響應(yīng)及有更強(qiáng)的交互性。

結(jié)語

本文基于350MW超臨界機(jī)組進(jìn)行DEH控制優(yōu)化分析，對系統(tǒng)的有效運(yùn)行提供實(shí)際設(shè)備故障分析。在實(shí)際建設(shè)上，通過DEH系統(tǒng)問題優(yōu)化與應(yīng)對，確保整個(gè)系統(tǒng)的存在的安全隱患得以有效解決，并最大程度保證整個(gè)系統(tǒng)的安全、可靠性。通過諸多實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的高效利用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)總體改造效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

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