减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法技术

减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，属于汽轮机技术领域。解决了现有汽轮机顺序阀启闭方案存在安全性差或经济成本高的问题。本发明专利技术采集汽轮机组的轴振信号，当轴振信号幅值超过安全阈值，三阀组合优化调整策略、双对角预开启策略、顺序阀预开启策略、优化顺序阀策略或单/顺序阀结合策略，利用不平衡汽流力来改变高中压转子在汽缸中的位置，达到优化通流间隙的目的，最大限度地减小密封激振力和叶顶间隙激振力。本发明专利技术适用于汽轮机技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法


[0001]本专利技术属于汽轮机


技术介绍

[0002]汽轮机作为发电厂中重要的原动机，其安全、稳定地运行是工业生产和发展的前提。近年来，火电机组为提升自身效率，逐渐向高参数、大容量方向发展，这也导致了机组运行过程中产生的问题不断增多。其中一个日益突显的问题就是汽轮机叶片在高速旋转的过程中受到汽流激振力的影响，当叶片的自振频率和激振力频率相同时，叶片发生共振，振幅激增，并产生相当大的交变动应力，为电厂带来了巨大的安全隐患。
[0003]而不均匀的汽流流经汽轮机的通流部分时将在叶片上产生激振力。造成汽流流场不均匀的原因可归结为两大类：一类是叶珊尾迹扰动，即汽流在动静叶珊间隙中的速度和压力在轮周方向上的分布不均；另一类是结构扰动，较为常见的是由于部分进汽、制造和安装误差引起的汽流流场不均匀，从而引发周期性的激振力，使叶片振动。其中，一种由于部分进汽引发的振动突增问题较为常见。为降低机组在低负荷工况下调节级的进汽损失，所以汽轮机的调节级通常采用喷嘴组的形式，如图1所示。在汽轮机出厂前，制造商在设计制造时会将高调阀门在不同开度和配合状态下，进汽产生的汽流激振力频率与叶片的自振频率相比较，防止机组在运行过程中出现叶片共振。但是，在实际投运后，许多电厂为了提高机组运行的热效率，会对汽轮机进行通流部分改造，如：调整汽轮机的调节级面积、调速汽门的形式、高压调阀的阀芯、阀座及操纵座等。这样的改造有可能改变进汽阀的通流特性，使机组在运行过程中、在某些阀门开度和配合状态下出现汽流激振力频率与叶片自振频率相近的情况，并导致轴系振动突增。
[0004]以现有发电厂改造后的汽轮机运行情况为例：其高调门启闭采用顺序阀方式，阀序为GV1+GV4—GV2—GV3，如图6所示，投运后，瓦温运行良好，但当第四个开启的阀门开度在8％开度附近运行时存在轴振明显突增的跳变现象，比较敏感的为1Y与2X振动，经常性的超出报警值。所以顺序阀启闭方式在通流改造后未能正常投运，而只能采用单阀运行的方式，这也导致了机组运行的经济性较差。因此，有必要对顺序阀方式进行相关研究，调整顺序阀启闭规律，提高机组运行的经济性与安全性。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是为了解决现有汽轮机顺序阀启闭方案存在安全性差或经济成本高的问题，提出了一种减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法。
[0006]本专利技术所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，它包括：
[0007]采集汽轮机组的轴振信号，当轴振信号幅值超过安全阈值时，执行三阀组合优化调整策略；
[0008]所述三阀组合优化调整策略包括：
[0009]开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％之
前，达到全开，然后保持主蒸汽高调阀门GV1和GV4中一个阀门为全开状态，另一个阀门开始逐渐减小开度；
[0010]在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开启过程中，当开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至全开，且当主蒸汽高调阀门GV3的开度达到B％时，所述另一个阀门开度减小到A％；并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程中轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将三阀组合优化调整策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用双对角预开启策略进行优化控制；其中，A和B均为正整数，B小于A，且均小于100。
[0011]优选地，本专利技术中，三阀组合优化调整策略中所述的A为45，B为8。
[0012]进一步地，本专利技术中，所述双对角预开启策略包括：
[0013]同时开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2和GV3直至开度达到C％，保持主蒸汽高调阀门GV3开度状态不变，主蒸汽高调阀门GV2继续逐渐开启直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，继续逐渐增大主蒸汽高调阀门GV3的开度直至全开；
[0014]实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程中轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将双对角预开启策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用顺序阀预开启策略进行优化控制；其中，C为正整数；且小于100。
[0015]优选地，本专利技术中，双对角预开启策略中C为10。进一步地，本专利技术中，所述顺序阀预开启策略包括：
[0016]开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至开度达到C％后保持不变；并开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，继续逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至全开；
[0017]并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将顺序阀预开启策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用优化顺序阀策略进行优化控制。
[0018]进一步地，本专利技术中，所述优化顺序阀策略包括：
[0019]同时开始开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4，并使主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度交错增大直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度都达到A％后，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至开度达到C％后保持不变；并开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开；在主蒸汽高调阀门GV2的开度达到A％后，继续逐渐增大主蒸汽高调阀门GV3的开度直至全开；
[0020]并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将优化顺序阀策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用执行单/顺序阀结合策略进行优化控制。
[0021]进一步地，本专利技术中，所述单/顺序阀结合策略包括：
[0022]同步开启主蒸汽高调阀门GV1、GV2、GV3和GV4至开度达到C％时；停止增大主蒸汽高调阀门GV2和GV3的开度，继续增大主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度直至全开，在主蒸汽
高调阀门GV1和GV4的开度达到A％后，开始逐渐增大主蒸汽高调阀门GV2的开度直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％后，继续逐渐增大主蒸汽高调阀门GV3的开度直至全开，完成汽轮机组的阀门控制。
[0023]进一步地，本专利技术中，在执行三阀组合优化调整策略之前，先进行三阀组合优化调整策略测试，具体过程为：
[0024]步骤21、调整汽轮机组主蒸汽压力为额定压力，主蒸汽阀门初始状态为单阀模式；
[0025]步骤22、将主蒸汽高调阀门GV1、GV2、GV3和GV4置于手动状态，调整GV1、GV2、GV3和GV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，其特征在于，它包括：采集汽轮机组的轴振信号，当轴振信号幅值超过安全阈值时，执行三阀组合优化调整策略；所述三阀组合优化调整策略包括：开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％之前，达到全开，然后保持主蒸汽高调阀门GV1和GV4中一个阀门为全开状态，另一个阀门开始逐渐减小开度；在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开启过程中，当开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至全开，且当主蒸汽高调阀门GV3的开度达到B％时，所述另一个阀门开度减小到A％；并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程中轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将三阀组合优化调整策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用双对角预开启策略进行优化控制；其中，A和B均为正整数，B小于A，且均小于100。2.根据权利要求1所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，其特征在于，所述双对角预开启策略包括：同时开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2和GV3直至开度达到C％，保持主蒸汽高调阀门GV3开度状态不变，主蒸汽高调阀门GV2继续逐渐开启直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，继续逐渐增大主蒸汽高调阀门GV3的开度直至全开；实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程中轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将双对角预开启策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用顺序阀预开启策略进行优化控制；其中，C为正整数；且小于100。3.根据权利要求2所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，其特征在于，所述顺序阀预开启策略包括：开始同步开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4开度达到A％时，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至开度达到C％后保持不变；并开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％时，继续逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至全开；并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将顺序阀预开启策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用优化顺序阀策略进行优化控制。4.根据权利要求3所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，其特征在于，所述优化顺序阀策略包括：同时开始开启主蒸汽高调阀门GV1和GV4，并使主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度交错增大直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度都达到A％后，开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV3直至开度达到C％后保持不变；并开始逐渐开启主蒸汽高调阀门GV2直至全开；在主蒸汽高调阀门GV2的开度达到A％后，继续逐渐增大主蒸汽高调阀门GV3的开度直至全开；
并实时判断在调整主蒸汽高调阀门GV1、GV4、GV2和GV3的过程轴振信号幅值是否超过安全阈值，若未超过，将优化顺序阀策略作为汽轮机组的阀门控制最优方案；否则，使汽轮机组恢复至初始状态，再采用执行单/顺序阀结合策略进行优化控制。5.根据权利要求4所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，其特征在于，所述单/顺序阀结合策略包括：同步开启主蒸汽高调阀门GV1、GV2、GV3和GV4至开度达到C％时；停止增大主蒸汽高调阀门GV2和GV3的开度，继续增大主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度直至全开，在主蒸汽高调阀门GV1和GV4的开度达到A％后，开始逐渐增大主蒸汽高调阀门GV2的开度直至全开，在主蒸汽高调阀门GV2开度达到A％后，继续逐渐增大主蒸汽高调阀门GV3的开度直至全开，完成汽轮机组的阀门控制。6.根据权利要求1所述的减小汽流激振力的顺序阀启闭方案优化方法，其特征在于，在执行三阀组合优化调整策略之前，先进行三阀组合优化调整策略测试，具体过程为：步骤21、调整汽轮机组主蒸汽压力为额定压力，主蒸汽阀门初始状态为单阀模式；步骤22、将主蒸汽高调阀门GV1、GV2、GV3和GV4置于手动状态，调整GV1、GV2、GV3和GV4，至汽轮机叶片达到激振点状态，并保持GV1、GV2、GV3和GV4，状态不变；步骤23、按照每步增大5％的步长关闭主蒸汽高调阀门GV1至A％阀位，再按每步增大5％的步长至GV1全开；在主蒸汽高调阀门GV1开度变化过程中，其他阀门的状态不变，判断在主蒸汽高调阀门GV1的阀位变化过程中机组轴振信号幅值是否超过安全阈值，若是，则测试失败；放弃该策略，否则，执行步骤24；步骤24、调整GV1、GV2、GV3和GV4达到步骤22所述使汽轮机叶片达到激振点状态，按每步减小5％的步长关闭主蒸汽高调阀门GV4至A％阀位，判断在主蒸汽高调阀门GV4阀位变化过程中机组轴振信号幅值...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪勇刚，王忠宝，龙振华，程然，杨铁强，李立言，杨茂祝，刘玉明，刘鑫，李文峰，刘金福，
申请(专利权)人：南京遒涯信息技术有限公司哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：