大唐韩城第二发电有限责任公司配汽优化设计方案

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1、大唐韩城二电机组阀门管理优化实施方案撰写：审核：批准：哈尔滨工业大学先进动力控制与可靠性研究所2007年8月1.InstituteofAdvancedPowerControlandReliabilityHarbinInstituteofTechnology.Harbin,China哈尔滨工业大学先进动力控制与可靠性研究所1.问题的提出大唐韩城二电的#1、#2号机组均为日本东芝公司引进的TC4F—42型、单轴、四缸四排汽、亚临界、中间一次再热、冲动式、凝汽式600MW机组。四只调节汽阀对应四组喷嘴，机组原设计的高压调节阀开启顺序为#3+#4à#1à#2（见图1），最小部分进汽度

2、50%（进汽弧段连续）。机组的DEH系统采用了东芝公司配套的TOSMAP-DS(Dynastream)系统。#1、#2机组于2005年投运至今，一直以单阀方式运行，。在机组投运后，国华台山电厂进行了多次顺序阀试验，并通过改变顺序阀开启顺序使#1、#2机投入顺序阀运行。在后3台机上进行顺序阀试验时，切换过程中出现了阀门和负荷大幅度波动，EH油压大幅降低，最高达1.5MPa，试验中止。因此#3、#4、#5机一直无法投入顺序阀运行。因此3#~5#机组一直采用单阀方式运行，严重影响机组的经济性，需要分析导致顺序阀切换过程中调门摆动的原因，并提出解决方案。图1阀门配置和开启顺序（原设计

3、方案）（从调速器端向发电机方向看）-13-InstituteofAdvancedPowerControlandReliabilityHarbinInstituteofTechnology.Harbin,China哈尔滨工业大学先进动力控制与可靠性研究所2.故障原因分析大唐韩城二电的#1—5#机组均为上海汽轮机有限公司（STC）生产的引进型亚临界600MW汽轮机组，机组本体的结构基本相同，所不同之处在#1、#2机组的DEH系统采用了新华公司的DEHIIIA，组态逻辑采用的是新华公司的逻辑，而#3、#4、#5号机组的DEH系统采用的是SIEMENS公司的PC-S7，采用的是西屋公

4、司原厂的组态逻辑。因此造成机组运行时出现的问题的主要原因应在于DEH系统的设计中。因此经过详细分析#3、#4、#5号机组的DEH逻辑，其中存在着一些缺陷，具体如下所述：2.1阀门特性曲线的线性度不好在DEH系统中非线性函数是由多段直线拟合的，由于PC-S7系统设计的限制，最多只能用8个点来拟合一个非线性函数（相比较而言，新华公司的DEHIIIA则可以用12个点来拟合一个非线性函数），由于点数较少，因此在某些区段与原函数的曲差可能较大。同时DEH系统中，从流量指令FDEM到调门开度指令的计算需要经过多个计算块，由于非线性拟合函数计算块的误差，导致最终计算的结果有较大的误差。图2

5、中给出了3#机DEH系统中顺序阀下流量指令与高调门阀位指令的关系曲线，如图中所示该曲线在某些区间的线性度较差，因此在该负荷区间附近机组的调门开度有可能发生摆动，影响机组运行的稳定性。2.2单阀—顺序阀切换中调节级压力回路参数整定与逻辑不合理通过对国华沧东电厂#1、#2机（与大唐韩城二电#3、#4、#5机的主机和DEH均相同）顺序阀切换过程中阀门波动问题的深入研究，并通过与上海汽轮机有限公司（STC）自控中心、国华沧电和大唐韩城二电相关技术人员交流，发现顺序阀切换过程中阀门波动的部分原因在于PC-S7控制逻辑结构和参数设置存在缺陷。其原因在于，上海汽轮机有限公司（STC）的DE

6、H系统的控制逻辑沿用的是美国西屋公司的逻辑，在单阀—顺序阀切换过程中，为了保证切换过程中主汽流量稳定，减少负荷的波动，系统会自动投入一个调节级压力控制回路。但是，该回路的相关调节参数未经动态测试，PI调节器的参数太强，导致在切换过程中系统失稳，使得高调门开度呈振荡发散。同时由于高调门的剧烈摆动，也导致了系统EH油压的急剧降低。进一步分析PC-S7的逻辑可以发现，在单阀—-13-InstituteofAdvancedPowerControlandReliabilityHarbinInstituteofTechnology.Harbin,China哈尔滨工业大学先进动力控制与可靠

7、性研究所顺序阀切换过程中投入调节级压力控制回路后，却没有对机炉协调（CCS）系统的指令作跟踪，这直接导致在投入了机炉协调（CCS）的情况下进行单阀—顺序阀切换过程，由于机炉协调和调节级压力控制两个回路的指令不一致，从而在切换完成，系统切换回协调的同时，高调门的开度会产生一个跳变，从而引起负荷的摆动，对机组的稳定运行不利。该现象在在沧东电厂的#1和#2机组上均出现过。图2原DEH系统中的阀杆升程曲线-13-InstituteofAdvancedPowerControlandReliabilityHarbi