某330MW机组阀门成组活动性实验中出现问题的处理

2022-09-10

某电厂330MW机组汽轮机是由上海汽轮机厂有限责任公司生产, 亚临界、单轴、双缸双排汽、一次中间再热直接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机调节系统为高压抗燃油型数字电液调节系统 (简称DEH) , 电子设备采用了ABB北京贝利控制有限公司的Symphony系统。

1. 试验过程:

机组在做成组的阀门活动性试验, 阀门组为TV1、GV1、GV3、GV5, 机组投入功率闭环控制, 目标值是165MW, 实际负荷为165MW。试验中GV1、GV3、GV5关闭正常, GV2、GV4、GV6在功控方式下功率PID给出开门指令要维持负荷波动不超过20MW, 但是GV2、GV4、GV6在阀位22%开到28%, 总的流量指令REFERENCE开到68%后就不在变化。此时, 机组负荷开始下降, 一直降到100MW;在GV1、GV3、GV5开始打开后, 负荷开始上升, 波动到190MW。此后GV2、GV4、GV6才又开始参与调节, 系统负荷波动超过60MW。

负荷波动过大, 不利于今后运行中的试验, 需要整改。

2. 分析原因:

通过DEH曲线分析, 在总的流量指令REFERENCE为68%时系统已经退出功率控制回路, 切到了阀位控制。由于是新建机组运行人员尚且不熟悉DEH系统的操作, 功控回路退出切到阀控后运行人员没有及时发现, 一直到负荷上升到190MW后才重新投入功控维持住了负荷。经过DEH组态检查, 功率给定与反馈偏差超过10%即实际负荷与目标负荷偏差超过33MW时, 程序自动退出功率闭环, 逻辑图如下图1, 图2:

分析后给出结论:

成组活动试验过程, 调门关闭速率过快, 功率PID调节速度跟不上负荷变化, 导致偏差大退出功控。

3. 解决办法:

3.1 调整功率PID比例积分作用, 在不影响稳定性的前提下, 尽可能增强比例、积分作用。

3.2 减小阀门成组活动试验时的阀门开关速率, 让功率PID有足够的时间克服试验对负荷产生的扰动。其逻辑图如下:

参考此图, 调整其它调门的开关速率。

3.3 偏差退出功控的条件可适当放宽, 如20%;

4. 处理过程:

因为在功控方式下, 负荷控制很稳定, 因此没有改变功控PID参数;把系统偏差退出功控的条件放到20%即负荷偏差66MW;把调门的开关速率放慢, 这样功控PID有足够的时间调节, 默认的阀门开关速率为1, 后经试验把高调阀的速率改为0.15。参数改变后, 重新做阀门成组的活动性试验, 负荷波动控制在15MW内, 试验成功。

5. 注意:

降低阀门活动试验的调门开关速率 (主汽门的不需调整) , 需综合考虑:除考虑负荷扰动对功率PID的影响之外, 还需考虑该试验对机组安全的影响。试验过程中, 机组单侧进汽, 对轴位移, 振动等的影响, 热应力、寿命损耗的影响等。延长活动试验的时间, 应以不牺牲机组安全为前提。或者在不投入功率闭环的情况下进行试验, 也是一个选择。投入功率闭环只是考虑了负荷稳定, 但却加剧了对整个机组的其他影响。

摘要：阀门成组活动试验中发现机组负荷波动较大, 后通过对DEH逻辑优化, 达到要求, 试验成功。

关键词：DEH系统,阀门活动性试验,功率控制,阀门开关速率