一種未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法，經(jīng)濟投資小、預(yù)測結(jié)果準確、計算方法容易實現(xiàn)。通過測試結(jié)果大數(shù)據(jù)對測出的數(shù)據(jù)進行計算從而得到以下數(shù)據(jù)：機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間與測量線路的長短的關(guān)系系數(shù)；閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間與閥門行程的關(guān)系系數(shù)；蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)和同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)；采用一元線性回歸分析法預(yù)測未來更大蒸汽流量、主蒸汽壓力、負荷機組的閥門關(guān)閉時間是否滿足要求,完成機組調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計決策，分析是否需要更多閥門以減少閥門行程。
【專利說明】
一種未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法。
【背景技術(shù)】
[0002]《DL/T 824-2002汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能驗收導(dǎo)則》對汽輪機各個主汽閥門和調(diào)節(jié)閥門的關(guān)閉時間做了嚴格規(guī)定，并且未來設(shè)計的機組這個規(guī)定的時間會更嚴格。確立汽輪機調(diào)節(jié)閥開關(guān)時間的合格標準十分必要，調(diào)節(jié)閥正常關(guān)閉時間與汽輪機轉(zhuǎn)速飛升存在定量關(guān)系。國家標準《固定式發(fā)電用汽輪機規(guī)范》(GBT5578)明確指出，設(shè)計的調(diào)節(jié)器和蒸汽閥門的操縱機構(gòu)應(yīng)做到，在額定參數(shù)或規(guī)定的非正常工況下，即使甩去能達到的最大負荷的任何負荷，都不應(yīng)引起能導(dǎo)致汽輪機跳閘的瞬時超速。建立汽輪機調(diào)節(jié)閥開關(guān)時間的標準，可以使汽輪機調(diào)節(jié)閥的設(shè)計、制造與運行有據(jù)可依，減少油動機在設(shè)計與制造過程中的隨意性，最大程度的避免汽輪機超速等惡性事故的發(fā)生。
[0003]閥門關(guān)閉時間是透平機組的一個重要參數(shù)，不論在機組的設(shè)計中還是在汽輪機運行時，都要求閥門關(guān)閉時間有一個合格值。閥門關(guān)閉時間對汽輪機的超速影響權(quán)重較大。
[0004]由于早期的技術(shù)水平所限和投資的控制，閥門關(guān)閉時間的測量只用于機組的靜態(tài)測試，如申請?zhí)枮?00920209312.8的中國專利，但沒有用于調(diào)速系統(tǒng)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法，經(jīng)濟投資小、預(yù)測結(jié)果準確、計算方法容易實現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:一種未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法，其特征在于:包括如下步驟:
步驟一、測試以下數(shù)據(jù):
(1)、機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間；
(2)、閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間；
(3)、有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后分別測量的閥門關(guān)閉時間；
(4)、有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后分別測量的閥門關(guān)閉時間； 步驟二、通過測試結(jié)果大數(shù)據(jù)對步驟一測出的數(shù)據(jù)進行計算，從而得到以下數(shù)據(jù):
(1)、機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間與測量線路的長短的關(guān)系系數(shù)；
(2)、閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間與閥門行程的關(guān)系系數(shù)；
(3)、有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)；
(4)、有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)； 步驟三、采用一元線性回歸分析法，預(yù)測未來更大蒸汽流量、更大主蒸汽壓力、更大負荷機組的閥門關(guān)閉時間是否滿足要求，完成機組調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計決策，分析是否需要更多的閥門數(shù)量以減少閥門行程，從而解決防止在各種打閘方式下機組超速的問題。
[0007]本發(fā)明步驟一中還需要測試以下數(shù)據(jù):
汽輪機閥門關(guān)閉時間參數(shù)；
汽輪機的DEH、TS1、ETS各系統(tǒng)的用于跳閘的測點的信號由測點傳輸?shù)紸ST電磁閥的時間。
[0008]本發(fā)明汽輪機調(diào)速系統(tǒng)在甩負荷時動態(tài)最大轉(zhuǎn)速飛升值A(chǔ)nmax可用式(I)估算:
Anmax= (n0/Ta) X θ X [Τν+αΗ(ΤΗ1+ΤΗ2/2)+Ο?(Τ?1 +Τ12/2) ] ,(I)
式中:η。為額定工作轉(zhuǎn)速，單位為r/min;
1為轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，單位為s;
Θ為甩負荷相對值，單位為％;
Tv為蒸汽容積時間常數(shù)，單位為s;
αΗ和ai分別為高、中壓缸功率比例系數(shù)，單位為％；
ThJPTi1分別為高、中壓油動機延遲時間，單位為s;
TH2和Ti2分別為高、中壓油動機工作行程等值關(guān)閉時間或工作行程關(guān)閉時間，單位為s;機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間設(shè)為Tl;閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間設(shè)為Τ2為;有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力，壓力單位變化設(shè)為P，主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)設(shè)為a ；有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量，流量單位變化設(shè)為f，主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)設(shè)為b;機組有蒸汽的實際運行狀態(tài)的閥門關(guān)閉時間為:
T=EtA-1 T =Tl+T2+ap+bf ；
當預(yù)測的T大于國標規(guī)定的時間時，設(shè)計的調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)該分析各個時間分項，解決能在哪一分項實際減少時間，為設(shè)計決策提供基礎(chǔ)；
當預(yù)測時間T小于國標規(guī)定時間時，將時間分項帶入公式(I)進行修正，形成公式(2):
Anmax= ( n。/Ta) X θ X [Tv+oh(Thi+Th2/2+ apH+bft)+ai(Tii +T12/2+ api+bfi) ] ； (2)
預(yù)測超大機組最大負荷的最終最大飛升轉(zhuǎn)速是否滿足要求，是否在控制范圍之內(nèi)。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:本發(fā)明效果顯著，投入資金量少，預(yù)測準確，對超大機組的調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計有十分重要的意義。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明應(yīng)用實施例某電廠I閥門關(guān)閉時間測試圖。
[0011]圖2為本發(fā)明應(yīng)用實施例某電廠2閥門關(guān)閉時間測試圖。
[0012]圖3為本發(fā)明應(yīng)用實施例某電廠I閥門關(guān)閉時間測試結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0014]本發(fā)明實施例包括如下步驟: 步驟一、使用高頻錄波儀測試以下數(shù)據(jù):
(I )、汽輪機閥門關(guān)閉時間參數(shù)；
(2 )、汽輪機的DEH、TS1、ETS各系統(tǒng)的用于跳閘的測點的信號由測點傳輸?shù)紸ST電磁閥的時間(包括汽輪機電液控制(DEH)系統(tǒng)伺服卡的控制參數(shù))；
(3)、機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間(包括伺服閥的特性參數(shù))；
(4)、閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間；
(5)、有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后分別測量的閥門關(guān)閉時間；
(6)、有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后分別測量的閥門關(guān)閉時間。
[0015]步驟二、通過目前使用的各種負荷等級的機組的測試結(jié)果的大數(shù)據(jù)對步驟一測出的數(shù)據(jù)進行計算，從而得到以下數(shù)據(jù):
(1)、機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間與測量線路的長短的關(guān)系系數(shù)；
(2)、閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間與閥門行程的關(guān)系系數(shù)；
(3)、有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)；
(4)、有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)。
[0016]步驟三、采用一元線性回歸分析法，預(yù)測未來更大蒸汽流量、更大主蒸汽壓力、更大負荷機組的閥門關(guān)閉時間是否滿足要求，完成機組調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計決策，分析是否需要更多的閥門數(shù)量以減少閥門行程，從而解決防止在各種打閘方式下機組超速的問題。
[0017]應(yīng)用實施例:
汽輪機調(diào)速系統(tǒng)在甩負荷時動態(tài)最大轉(zhuǎn)速飛升值A(chǔ)rwx可用式(I)估算:
Anmax= (n0/Ta) X θ X [Τν+αΗ(ΤΗ1+ΤΗ2/2)+Ο?(Τ?1 +Τ12/2) ] ,(I)
式中:η。為額定工作轉(zhuǎn)速，單位為r/min;
1為轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，單位為s;
Θ為甩負荷相對值，單位為％;
Tv為蒸汽容積時間常數(shù)，單位為s;
αΗ和ai分別為高、中壓缸功率比例系數(shù)，單位為％；
ThJPTi1分別為高、中壓油動機延遲時間，單位為s;
TH2和Ti2分別為高、中壓油動機工作行程等值關(guān)閉時間或工作行程關(guān)閉時間，單位為S。
[0018]機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間Tl為69ms;閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間T2為128 ms;有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力，壓力單位變化為P(例如0.5MPA)，主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)為a;有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量，流量單位變化為f，主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)為b;超大型機組有蒸汽的實際運行狀態(tài)的閥門關(guān)閉時間為:
T=EtA-1 T =Tl+T2+ap+bf0
[0019]當預(yù)測的T大于國標規(guī)定的時間時，設(shè)計的調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)該分析各個時間分項，解決能在哪一分項實際減少時間，為設(shè)計決策提供基礎(chǔ)。當預(yù)測時間T小于國標規(guī)定時間時，將時間分項帶入公式(I)進行修正，形成公式(2):
Anmax= (n0/Ta) X θ X [Tv+aH(THi+TH2/2+apH+bft)+ai(Tii+Ti2/2+ api+bfi) ] ； (2)
預(yù)測超大機組調(diào)速系統(tǒng)最大負荷的最終最大飛升轉(zhuǎn)速是否滿足要求，是否在控制范圍之內(nèi)(公式形式依據(jù)機組形式改變，例如雙再熱，公式再熱部分應(yīng)該有兩部分)。
[0020]以上各公式中，參數(shù)下標H代表高壓油動機，下標I代表中壓油動機。
[0021]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。
【主權(quán)項】
1.一種未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、測試以下數(shù)據(jù): (1)、機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間； (2)、閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間； (3)、有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后分別測量的閥門關(guān)閉時間； (4)、有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后分別測量的閥門關(guān)閉時間； 步驟二、通過測試結(jié)果大數(shù)據(jù)對步驟一測出的數(shù)據(jù)進行計算，從而得到以下數(shù)據(jù): (1)、機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間與測量線路的長短的關(guān)系系數(shù)； (2)、閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間與閥門行程的關(guān)系系數(shù)； (3)、有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力后主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)； (4)、有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量后主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)； 步驟三、采用一元線性回歸分析法，預(yù)測未來更大蒸汽流量、更大主蒸汽壓力、更大負荷機組的閥門關(guān)閉時間是否滿足要求，完成機組調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計決策，分析是否需要更多的閥門數(shù)量以減少閥門行程，從而解決防止在各種打閘方式下機組超速的問題。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法，其特征在于:步驟一中還需要測試以下數(shù)據(jù): 汽輪機閥門關(guān)閉時間參數(shù)； 汽輪機的DEH、TS1、ETS各系統(tǒng)的用于跳閘的測點的信號由測點傳輸?shù)紸ST電磁閥的時間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的未來超大型汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)研究方法，其特征在于: 汽輪機調(diào)速系統(tǒng)在甩負荷時動態(tài)最大轉(zhuǎn)速飛升值A(chǔ)rwx可用式(I)估算: Anmax= (n0/Ta) X θ X [Τν+αΗ(ΤΗ1+ΤΗ2/2)+α?(Τ?1 +Τ12/2) ] ,(I) 式中:η。為額定工作轉(zhuǎn)速，單位為r/min; 1為轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，單位為s; Θ為甩負荷相對值，單位為％; Tv為蒸汽容積時間常數(shù)，單位為s; αΗ和ai分別為高、中壓缸功率比例系數(shù)，單位為％; ThJPTi1分別為高、中壓油動機延遲時間，單位為s; TH2和Ti2分別為高、中壓油動機工作行程等值關(guān)閉時間或工作行程關(guān)閉時間，單位為s;機組無蒸汽狀態(tài)下遙控跳閘到閥門開始關(guān)閉的延遲時間設(shè)為Tl;閥門在無蒸汽狀態(tài)下克服油缸摩擦阻力關(guān)閉的時間設(shè)為Τ2;有蒸汽狀態(tài)下，同一蒸汽流量下調(diào)整主蒸汽壓力，壓力單位變化設(shè)為P，主蒸汽壓力對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)設(shè)為a;有蒸汽狀態(tài)下，同一主蒸汽壓力下調(diào)整主蒸汽流量，流量單位變化設(shè)為f，主蒸汽流量對閥門關(guān)閉時間的影響系數(shù)設(shè)為b;機組有蒸汽的實際運行狀態(tài)的閥門關(guān)閉時間為: T=EtA-1 T =Tl+T2+ap+bf ； 當預(yù)測的T大于國標規(guī)定的時間時，設(shè)計的調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)該分析各個時間分項，解決能在哪一分項實際減少時間，為設(shè)計決策提供基礎(chǔ)； 當預(yù)測時間T小于國標規(guī)定時間時，將時間分項帶入公式(I)進行修正，形成公式(2): Anmax= ( n。/Ta) X θ X [Tv+oh(Thi+Th2/2+ apH+bfH)+ai(Tii +Tu/2+ api+bfi) ] ； (2) 預(yù)測超大機組調(diào)速系統(tǒng)最大負荷的最終最大飛升轉(zhuǎn)速是否滿足要求，是否在控制范圍之內(nèi)。
【文檔編號】G06F17/50GK106096155SQ201610435048
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】張士龍, 趙玉柱, 鄒曉輝, 徐厚達, 郭佳雷, 龐樂, 邴漢昆, 柴保桐, 郭容赫
【申請人】華電電力科學(xué)研究院