一种大型汽轮机DEH调节阀开度指令控制系统

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种控制系统，具体涉及一种大型汽轮机DEH调节阀开度指令控制系统。

背景技术

发电厂汽轮机调速系统是确保机组安全经济稳定运行的关键设备，也是实现汽轮发电机组涉网控制的主要执行环节，因汽轮机调速系统异常而导致的机组能耗水平高、运行不稳定以及汽轮机超速等问题屡见不鲜。这些问题涉及热控、机务等专业，不少机组被其所困，多年得不到解决，机组运行安全不时受到威胁。中国正在大力开发利用新能源，建设新型电力系统，以传统能源为基础的火电厂正进行灵活性改造，以满足新型电力系统下的深度调峰调频，同时对汽轮发电机组的调速系统提出了更高要求。但是，调速系统的调节阀配汽曲线(流量指令—开度指令曲线)非线性特点，在一定开度后，调阀开度增大(减小)对流量的增大(减小)作用非常小，即几乎就是空行程。参与自动发电控制(AGC)和一次调频的机组，此情况下，调速系统调门开度往往快速且大幅度地增大或减小。此时，调速系统的油动机、阀杆、LVDT等也发生大幅度剧烈运动，极易发生油动机油缸EH油泄漏、阀杆机械疲劳断裂以及LVDT纤芯和线圈碰磨损坏的缺陷，造成调速系统故障甚至汽轮机事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种大型汽轮机DEH调节阀开度指令控制系统，该系统能够避免调节阀空行程带来的调速系统以及汽轮机风险。

为达到上述目的，本发明公开了一种大型汽轮机DEH调节阀开度指令控制系统，包括最终开度指令输出端、流量指令输入端、配汽函数模块及限幅函数模块，流量指令输入端与配汽函数模块的输入端相连接，配汽函数模块的输出端与限幅函数模块的输入端相连接，限幅函数模块的输出端与最终开度指令输出端相连接。

所述配汽函数模块包括第一修正函数模块、阀序函数模块、第二修正函数模块、第三修正函数模块、配汽方式选择模块以及阀门特性函数模块，其中，流量指令输入端与第一修正函数模块的输入端及第三修正函数模块的输入端相连接，第一修正函数模块的输出端与阀序函数模块的输入端相连接，阀序函数模块的输出端与第二修正函数模块的输入端相连接，第二修正函数模块的输出端及第三修正函数模块的输出端与配汽方式选择模块的输入端相连接，配汽方式选择模块的输出端与阀门特性函数模块的输入端相连接，阀门特性函数模块的输出端与限幅函数模块的输入端相连接。

所述第一修正函数模块表示实际流量与临界流量的函数关系。

阀序函数模块用于确定顺序阀方式下调节阀先后开启的顺序。

第二修正函数模块用于形成顺序阀下先后开启的调节阀之间的重叠度。

阀门特性函数模块表示临界状态下单个调节阀通过流量与开度的函数关系。

第三修正函数模块表示修正单阀方式下调节阀的开度。

限幅函数模块的限幅值为55％。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的大型汽轮机DEH调节阀开度指令控制系统在具体操作时，流量指令通过配汽函数模块进行处理，其中，配汽函数模块输出的调节阀开度指令与单阀方式下汽轮机的流量特性相匹配，然后再经限幅函数模块进行限幅处理后作为最终的开度指令，以避免调节阀空行程带来的调速系统以及汽轮机风险，可适应在新型电力系统下对调峰调频汽轮发电机组的快速响应要求下，在不影响调阀线性工作区的情况下，有效减少汽轮机调速系统阀门的失效故障率，同时，本发明采用模块化设计，便于维护人员理解，各环节构成采用模块化，参数可视化，只需要对模块的参数修改即可调整所需的任务。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为配汽函数模块1的结构图；

图3为本发明的调门流量特性曲线图；

图4为限幅函数模块2的原理图。

其中，1为配汽函数模块、2为限幅函数模块、11为第一修正函数模块、12为阀序函数模块、13为第二修正函数模块、14为第三修正函数模块、15为配汽方式选择模块、16为阀门特性函数模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1及图4，本发明所述的大型汽轮机DEH调节阀开度指令控制系统包括最终开度指令输出端、流量指令输入端、配汽函数模块1及限幅函数模块2，流量指令输入端与配汽函数模块1的输入端相连接，配汽函数模块1的输出端与限幅函数模块2的输入端相连接，限幅函数模块2的输出端与最终开度指令输出端相连接。

所述配汽函数模块1包括第一修正函数模块11、阀序函数模块12、第二修正函数模块13、第三修正函数模块14、配汽方式选择模块15以及阀门特性函数模块16，其中，流量指令输入端与第一修正函数模块11的输入端及第三修正函数模块14的输入端相连接，第一修正函数模块11的输出端与阀序函数模块12的输入端相连接，阀序函数模块12的输出端与第二修正函数模块13的输入端相连接，第二修正函数模块13的输出端及第三修正函数模块14的输出端与配汽方式选择模块15的输入端相连接，配汽方式选择模块15的输出端与阀门特性函数模块16的输入端相连接，阀门特性函数模块16的输出端与限幅函数模块2的输入端相连接。

需要说明的是，所述第一修正函数模块11表示实际流量与临界流量的函数关系；阀序函数模块12用于确定顺序阀方式下调节阀先后开启的顺序；第二修正函数模块13用于形成顺序阀下先后开启的调节阀之间的重叠度；阀门特性函数模块16表示临界状态下单个调节阀通过的流量与开度的函数关系；第三修正函数模块14表示修正单阀方式下调节阀的开度，使得输出结果与单阀方式下汽轮机的流量特性相匹配。

图3为调门流量特性曲线图，曲线中阀门的开度为10％-40％范围内开度与流量指令为线性，在阀门开度50％以上基本为空行程，开度增大而流量却无明显变化，在实际中，参与AGC及一次调频的机组在采用顺序阀方式时，运行在曲线拐点处时，发生调门大幅度快速开大关小情况，此时油动机、阀门及LVDT的大幅度运动，容易造成油动机油缸EH油泄漏、阀杆机械疲劳断裂以及LVDT纤芯和线圈碰磨损坏的缺陷，导致调速系统故障甚至汽轮机事故。

图4为限幅函数模块2的示意图，限幅函数模块2采用可视化的模块化功能块，维护人员便于调整限幅值，在阀门流量特性曲线有改变的情况下，可以结合实际进行修改和优化，例如，阀门流量特性曲线可考虑限幅值为55％，这样既能够满足流量调节，又能够避免设备的缺陷发生。

需要说明的是，本发明便于维护人员的维护及调整，可以根据具体情况调整。在使用本发明后，可以有效避免汽轮机调速系统阀门的快速大幅度空行程运动，有效减少调速系统阀门的失效故障率。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。