2024年2月19日发(作者：)

高中压缸联合启动汽轮机组旁路方式投退探讨

摘 要: 热电厂运行的600MW汽轮机组在并网时存在中压调门波动引起功率振荡现象，依据DEH控制回路构成特点以及具体应用情况，深入分析和研粉引起中压调门波动的原因，制定出切实有效的措施进行处理，并对同类高中压缸联合启动机组的DEH旁路方式投退进行深入探讨，可供相关人员参考。

关键词: 调门波动；功率振荡；DEH；旁路模式

中图分类号： 文献标志码： 文章编号：

1引言

热电厂采用的超临界600MW汽轮机为上汽生产，是一种单轴、三缸（高中压合缸）、四排汽、一次中间再热凝汽式汽轮机，采用数字式电液调节（DEH）方式，利用艾默生ovation系统进行集中控制，DEH为标准的西屋设计，包括2个主汽门（TV）、4个高调门（GV）、2个中主门（RSV）和4个中调门（IV），其中两个中主门（RSV）不参与调节。机组启动采用高中压缸联合启动模式，DEH的旁路方式在汽轮机挂闸前投入。在汽轮机组并网运行以后,发现汽轮机4个中压调门出现波动现象并引起功率振荡,为了深入挖掘引起该现象的深层次原因，采用DEH控制逻辑对现象背后的本质问题进行分析，从逻辑角度来制出多项有针对性的解决措放，使波动引起的功率振荡问题得以彻底解决，更好地保障了汽轮机组和电网的运行安全。

2 DEH中调门波动原因分析

2.1波动现象

某上汽600MW机组AGC、一次调频投入状态，AGC指令300MW左右，旁路方式投入（bypass mode on）,中调门在37%-47%之间等幅波动，引起有功功率288MW-358MW等幅波动。向调度申请退出AGC升负荷后，中调门恢复全开，有功功率正常。

2.2波动原因分析

（1）从常规角度去分析调门波动原因，检查伺服阀是否存在卡涩现象，LVDT连杆松动或接线是否存在松动，EH油压是否波动，所有测试结果都正常，可以将上述原因都全部排除。

（2）以DEH逻辑角度对中调门波动现象进行分析，归纳出高中压缸联合启动汽轮机组在旁路方式投入（BYPASS MODE ON）情况下，从冲转到并网带负荷后中调门的动作情况：a)汽轮机挂闸前，投入旁路模式，汽轮机挂闸后，4个高调门及2中主门全开，2个高主门和四个中调门保持关闭;b)汽轮机开始冲转，转速在0-600RPM之间，中调模式（IVMODE）， 4个中调门闭环控制转速，汽轮机转速达到600RPM定速延时120s之后，记忆此时中调门的流量，自动切换为高主/中调联合模式（TV/IVMODE）；c)汽轮机转速在600-2900RPM区间，高主/中调联合模式（TV/IVMODE），2个高主门闭环控制转速，中调门的开度是在高主门开度的基础加入600RPM转速时记忆的流量折算后开度;d)汽轮机定速2900RPM延时240s后，手动切换到高调模式（GVMODE）运行，4个高调门全关后全开2个高主门，在2900RPM状态时闭锁保持当前中调门开度;e)汽轮机在2900-3000RPM时并网，此时汽轮机由高调门闭环控制，中调门保持状态，并网瞬间记忆当前中调门流量开度。气轮机组并网后DEH逻辑中判断何时全开中调门见图所示。

全开中调门逻辑判断流程图

图中标出来的<1>的DEH1-BRN并网信号会记忆DEH1-FDEM的指令，因汽轮机在2900RPM定速之后会保持中调门开度，所以实际记忆的是2900RPM时中调门的流量开度（百分比）；从图1标出的<5>上面加法器IN1为负，IN2为正，IN1就是2900RPM时记忆的中调门流量开度（百分比），IN2为当前汽轮机总流量开度（百分比），图中标出<5>的函数为（0，0）（30，30）（35，100）。从上述逻辑中可以看出IN2-IN1>=35%后汽轮机中调门全开，而且在IN2-1N1>=30%以后是个快速开启的过程。

(3)在外部检查无异常的情况下，经逻辑判断分析发现，汽轮机中调门的波动是因为汽轮机旁路方式投入（BYPASS MODE ON）情况下，汽轮机总流量开度减去汽轮机在2900RPM时记忆的中调门流量开度小于35%时会引起中调门关闭。机组在AGC控制模式下，汽轮机总流量开度接受DCS侧协调控制指令，中调门关闭后导致发电机功率降低，又会引起汽轮机总流量开度的上升，最终导致中调门波动及功率振荡。

（4）检查历史曲线发现，在中调门波动期间，DEH1-FDEM波动区间是69.704-69.765，逻辑中记忆2900RPM状态下的中调门流量开度为37.159，IN2-

IN1在32. 545-32.606之间波动，小于35%且大于30%，处于快速开启且波动较大的阶段，经图中<4>标示的阀门流量曲线函数换算处理，对应中调门开度为37%-47%。

（5）导致IN2-IN1<35%的原因在于：该台汽轮机在开机过程中降低了冲转参数，造成了2900RPM时保持的中调门流量开度过大，经查历史曲线，该台机组2900RPM定速时蒸汽压力为4.1MPa，记忆的中调门流量开度为37.159%，而另一台机组2900RPM定速时蒸汽压力为9.88MPa，记忆的中调门流量开度仅为5.758%。

2.3应对措施

汽轮机组在冲转过程中降低参数对机组具有很多益处，而且汽轮机冲转结束带负荷后高、低旁路已经关闭，此时中压调门应保持全开状态。在不改变现有DEH逻辑回路的情况下，需要把DEH的旁路方式退出（BYPASS MODE OFF）。旁路方式退出后，图1中标出的<2>中的OPENIV信号置为1，这样中调门指令始终能保持在100%。汽轮机厂DEH说明书并没有对旁路模式的投退时机进行明确说明，但是汽轮机厂DEH说明书和DEH逻辑却规定了旁路模式投退的允许条件：机组未挂闸或者中调门全开。

3总结

综上所述，为了保证在汽轮机组并网后中压调门产生波动导致功率振荡,需要深入分析DEH控制逻辑，采取有针对性的处理措施,可以更好地保障机组和电网的安全运行。建议同类西屋设计的高中压缸联合启动机组在机组并网后，高、低旁路关闭且中调门全开时，把DEH的旁路方式退出（BYPASS MODE OFF），机组停机前再将DEH的旁路方式投入（BYPASS MODE ON），以免因降参数冲转或者机组深度调峰引起机组中调门波动导致功率振荡。

参考文献

[1] 肖增弘，徐丰.汽轮机数字式电液调节系统[M].

[2] 上海汽轮机有限公司.上汽西屋600MW机组DEH系统说明书[M].

[3] 薄利明.汽轮机DEH系统调节负荷变动原因分析及处理措施研究,2012.

作者简介：王文奇(1979－)，男，安徽省怀宁人，本科，工程师，主要从事生产技术管理工作