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一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法发明专利

更新时间:2024-07-01
一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法发明专利 专利申请类型:发明专利;
源自:上海高价值专利检索信息库;

专利名称:一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202011462962.0

专利申请(专利权)人:上海电气电站设备有限公司
权利人地址:上海市闵行区莘庄工业区金都路3669号3幢

专利发明(设计)人:李月月,何劲,徐嗣华,胡志强,肖蕾

专利摘要:本发明提供一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,包括如下步骤:步骤1、开启主调门至设定初始开度a;步骤2、开启主汽门的预启阀,实现汽轮机机组并网;步骤3、保持主调门的设定初始开度a不变,继续开启主汽门的预启阀至最大开度;步骤4、开启主汽门的主阀碟至最大开度;步骤5、保持主汽门的预启阀和主阀碟在最大开度不变,将主调门由设定初始开度a继续开启,此时由主调门控制汽轮机机组启动,直至汽轮机机组完成启动。本启动方法,通过主汽门的预启阀和主调门的双重节流效果,实现了对全参数冲转小流量的精确控制,并且不存在阀切换过程,不会产生较大的扰动,进而保证汽轮机机组全参数启动过程中可靠性更高。

主权利要求:
1.一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,其特征在于,采用进汽阀门,所述进汽阀门包括主汽门(1)和主调门(2),所述主汽门(1)的主阀碟(11)内设置有预启阀;包括如下步骤:步骤1、开启主调门(2)至设定初始开度a,所述设定初始开度a小于主调门(2)的全开度;当主调门(2)位于设定初始开度a时,主调门(2)的通流面积为A1;
步骤2、开启主汽门(1)的预启阀,用于调控冲转过程,并实现汽轮机机组并网;
步骤3、保持主调门(2)的设定初始开度a不变,继续开启主汽门(1)的预启阀至最大开度;当预启阀位于最大开度时,预启阀的通流面积为A2;通流面积比值 且1.5≤D≤
3;
步骤4、开启主汽门(1)的主阀碟(11)至最大开度;
步骤5、保持主汽门(1)的预启阀和主阀碟(11)在最大开度不变,将主调门(2)由设定初始开度a继续开启,此时由主调门(2)控制汽轮机机组启动,直至汽轮机机组完成启动。
2.根据权利要求1所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,其特征在于,所述设定初始开度a大于汽轮机的控制系统的下限值。
3.根据权利要求1或2所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,其特征在于,所述设定初始开度a为1.5mm~5mm。
4.根据权利要求1所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,其特征在于,在汽轮机机组并网前,由主调门和主汽门的预启阀共同控制冲转流量。
5.根据权利要求1所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,其特征在于,不存在阀切换过程,主汽门和主调门先后开启。
6.根据权利要求1所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,其特征在于,所述主汽门(1)和主调门(2)均为提升式阀门。 说明书 : 一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法技术领域[0001] 本发明涉及一种汽轮机启动控制方法,特别是涉及一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法。背景技术[0002] 汽轮机的冲转流量通过进汽阀门控制,进汽阀门主要包括主汽门和主调门,其中主汽门大阀碟内置预启阀。相应地,汽轮机的冲转方式主要分为主汽门冲转和主调门冲转。[0003] 现有的技术通常会采用凝汽式火电汽轮机在降参数条件下的主汽门冲转方式,如图1所示,即主调门全开,主汽门之预启阀冲转到2900rpm左右,进行阀切换,即关闭主调门,主汽门大阀碟全部开启,然后由主调门控制并网及升负荷过程。这种启动方式下,主调门及其控制系统仍需要具有2900rpm以上的精确控制能力,即便是进汽阀门相对较小的凝汽式机组,都需要采用降参数冲转。故对于进汽阀门相对较大的背压机组,全参数冲转困难更大。其次这种启动方式需要阀切换,即关闭主汽门下游的主调门来平衡主汽门大阀碟前后压差,否则主汽门大阀碟上巨大的蒸汽作用力会使主汽门无法开启,切换过程存在较大的扰动,从而导致机组启动过程中运行可靠性较差。发明内容[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,该进汽阀协调启动方法能有效提高汽轮机机组启动过程中的可靠性。[0005] 为实现上述目的,本发明提供一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,包括如下步骤:[0006] 步骤1、开启主调门至设定初始开度a,所述设定初始开度a小于主调门的全开度;[0007] 步骤2、开启主汽门的预启阀,用于调控冲转过程,并实现汽轮机机组并网;[0008] 步骤3、保持主调门的设定初始开度a不变,继续开启主汽门的预启阀至最大开度;[0009] 步骤4、开启主汽门的主阀碟至最大开度;[0010] 步骤5、保持主汽门的预启阀和主阀碟在最大开度不变,将主调门由设定初始开度a继续开启,此时由主调门控制汽轮机机组启动,直至汽轮机机组完成启动。[0011] 进一步地,当主调门位于设定初始开度a时,主调门的通流面积为A1;当预启阀位于最大开度时,预启阀的通流面积为A2;通流面积比值 且1.5≤D≤3。[0012] 进一步地,所述设定初始开度a大于汽轮机的控制系统的下限值。[0013] 进一步地,所述设定初始开度a为1.5mm~5mm。[0014] 进一步地,所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,在汽轮机机组并网前,由主调门和主汽门的预启阀共同控制冲转流量。[0015] 进一步地,所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,不存在阀切换过程,主汽门和主调门先后开启。[0016] 进一步地,所述用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,采用进汽阀门,所述进汽阀门包括主汽门和主调门,所述主汽门的主阀碟内设置有预启阀。[0017] 进一步地,所述主汽门和主调门均为提升式阀门。[0018] 如上所述,本发明涉及的用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,具有以下有益效果:[0019] 本发明中用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,基于上述步骤实现了汽轮机机组的启动;且此种启动方法,在汽轮机机组并网前,通过主汽门的预启阀和主调门位于设定初始开度a实现了双重节流效果,进而实现对冲转流量的控制精度更高;同时,不存在阀切换过程,不会产生较大的扰动,保证汽轮机机组能更加平稳启动,进而保证汽轮机机组启动过程中可靠性更高;且在汽轮机机组并网前,主调门的开度一直维持在设定初始开度a,主调门不参与调节,简化了控制逻辑。附图说明[0020] 图1为现有技术中汽轮机启动方法流程框图。[0021] 图2为本发明实施例中用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法的流程框图。[0022] 图3为本发明实施例中进汽阀的结构示意图。[0023] 图4为本发明实施例中主调门的结构示意图。[0024] 图5为本发明实施例中主汽门的结构示意图。[0025] 图6为本发明实施例中压力不平衡系数及流量波动曲线图。[0026] 元件标号说明[0027] 1主汽门[0028] 11主阀碟[0029] 12预启阀阀碟[0030] 2主调门[0031] 21调门阀碟具体实施方式[0032] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。[0033] 须知,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语,亦仅为便于叙述明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。[0034] 如图2至图6所示,本发明提供一种用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,包括如下步骤:[0035] 步骤1、开启主调门2至设定初始开度a,设定初始开度a小于主调门2的全开度;[0036] 步骤2、开启主汽门1的预启阀,用于调控冲转过程,并实现汽轮机机组并网;[0037] 步骤3、保持主调门2的设定初始开度a不变,继续开启主汽门1的预启阀至最大开度;[0038] 步骤4、开启主汽门1的主阀碟11至最大开度;[0039] 步骤5、保持主汽门1的预启阀和主阀碟11在最大开度不变,将主调门2由设定初始开度a继续开启,此时由主调门2控制汽轮机机组启动,直至汽轮机机组完成启动。[0040] 本发明中用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,基于上述步骤实现了汽轮机机组的启动;且此种启动方法,在汽轮机机组并网前,通过主汽门1的预启阀和主调门2位于设定初始开度a实现了双重节流效果,进而实现对冲转流量的控制精度更高;同时,不存在阀切换过程,不会产生较大的扰动,保证汽轮机机组能更加平稳启动,进而保证汽轮机机组启动过程中可靠性更高;且在汽轮机机组并网前,主调门2的开度一直维持在设定初始开度a,主调门2不参与调节,简化了控制逻辑。[0041] 本用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法优先用于汽轮机机组的全参数启动,但不限于全参数启动。[0042] 主汽门1的主阀碟11的压力平衡与设定初始开度a及预启阀全开时的最大通流能力有关。如图4和图5所示,本实施例中当主调门2位于设定初始开度a时,主调门2的通流面积为A1;当预启阀位于最大开度时,预启阀的通流面积为A2;通流面积比值 且1.5≤D≤3,通流面积比值D位于此种范围内,使得主汽门1的主阀碟11在完全打开前后的压差较小,能保证主汽门1的主阀碟11开启前后压力得到良好的平衡,避免产生较大扰动,满足主汽门1的主阀碟11的提升力需求。且当通流面积比值D越大时,主汽门1的主阀碟11完成打开前后压差越小,越容易平衡。但当通流面积比值D大于3以后,增加的受益不明显,且受主汽门1结构尺寸限制,设计难度大为增加。同时,本实施例先初定A1,然后根据比值关系确定A2。另外,在主调门2节流状态下,主汽门1的预启阀全开时,压力不平衡系数和流量波动情况如图6所示,其中压力不平衡系数即主汽门1的主阀碟11前后压差与阀前压力之比,流量波动指主汽门1的主阀碟11全开后的流量增加量与主阀碟11未开时流量的比值。[0043] 本实施例中设定初始开度a为1.5mm~5mm。本实施例中设定初始开度a大于汽轮机的控制系统的下限值,以避开阀门控制死区。具体地,控制系统包括油动机,主调门2是用油动机打开的,如油动机的最小控制精度为2mm,本实施例将设定初始开度a设定在比2mm稍大的值,比如设定初始开度a为2.5mm、2.5~3mm、或3mm等。[0044] 本实施例的步骤3中保持主调门2的设定初始开度a不变,继续开启主汽门1的预启阀至最大开度,此过程中由预启阀控制负荷。本实施例的步骤5中,保持主汽门1的预启阀和主阀碟11在最大开度不变,此时,由主调门2接管控制,进而控制汽轮机机组继续完成整个启动过程。[0045] 本实施例中用于汽轮机启动的进汽阀协调启动方法,采用进汽阀门,进汽阀门包括主汽门1和主调门2,主汽门1的主阀碟11内设置有预启阀。如图3至图5所示,本实施例中主汽门1和主调门2均为提升式阀门。主汽门1的主阀碟11内置有上述预启阀。进汽阀包含上述主汽门1和主调门2。主调门2包括调门阀碟21。主汽门1包括预启阀阀碟12。主汽门1和主调门2通过执行机构来控制其开度。步骤1中,冲转开始后,主调门2的执行机构首先动作,通过提升调门阀碟21来开启主调门2,将主调门2开启到某一小开度值,该开度值为设定初始开度a,然后执行机构锁定,主调门2维持在该小开度值。随后,在步骤2中,主汽门1的执行机构开始动作,提升预启阀阀碟12来开启预启阀,预启阀阀碟12设置在阀杆上,此时由预启阀的开度调控冲转流量和汽轮机机组转速,当满足冲转过程中检查、暖机、避让临界转速的要求后,进行并网,预启阀的通流能力可以使汽轮机带有一定的负荷。步骤3中,并网带负荷后,继续提升预启阀阀碟12,使汽轮机机组负荷继续上升,当预启阀达到最大开度后,将与主汽门1的主阀碟11贴合在一起。主汽门1配置的执行机构应能够满足由图6中主汽门1的主阀碟11压力不平衡决定的最大提升能力需求,由此步骤4中仍保持主调门2的开度不变,主汽门1的主阀碟11可以开启,直到主汽门1的主阀碟11全开。主汽门1的主阀碟11的控制能力差,可以直接开到最大,此时因主调门2处于小开度,限制了最大流量,所以打开主汽门1的主阀碟11过程中流量并不会发生剧烈的变化,流量增加百分比如图6所示。步骤5中,在主汽门1的主阀碟11全开后,主调门2的开度由设定初始开度a继续开启,即可采用主调门2继续升负荷。[0046] 本实施例中启动方法具体为一种汽轮机全参数启动的进汽阀协调启动方法,适用于全参数条件下的主汽门1冲转方式。而常规的汽轮机启动方式需要降低进汽参数、由预启阀冲转后切换到调阀控制,切换过程会对机组带来较大扰动,造成汽轮机机组启动运行不平稳;且对于额定参数启动的母管制供汽机组、尤其是背压式透平,进汽阀门口径很大,转子轻,启动问题尤为突出。本发明中进汽阀协调启动方法为一种主汽门和主调门协调控制方式,大大提高全参数冲转的情况下机组启动可靠性。[0047] 本实施例中进汽阀协调启动方法,不存在阀切换过程,主汽门1和主调门2可看作先后开启的顺序。在汽轮机机组并网前,额定参数经过主汽门1的预启阀和主调门2小开度的双重节流,由主调门2和主汽门1的预启阀共同控制冲转流量,相对于现有技术的一次节流,本启动方法对流量控制更加精准,从而实现了对全参数冲转小流量的精确控制;主调门2的开度一直维持在某一小开度值、即上述设定初始开度a,不参与调节,简化控制逻辑。主调门2的设定初始开度a,取在控制系统有效区域内,高于下限值,但应保证上述步骤4中,主阀碟11的压力平衡。设定初始开度a越大,平衡越困难。现有技术中要求主调门2至少要具有并网的控制能力;而本发明中将主调门2的控制放在带负荷以后,这时进汽量已经较大,可控性要好很多,能够满足全参数、抽背压机组的控制要求;并通过合理的设定主调门2的设定初始开度a、配置主汽门1的预启阀的通流面积A2与主调门2的通流面积A1之比,实现主汽门1的主阀碟11前后压力的自动平衡,因此不需要执行现有技术中的阀切换过程,减少了冲转过程的扰动。本进汽阀协调启动方法为一种适用于抽背压机组额定参数冲转的启动方法。[0048] 综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。[0049] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

专利地区:上海

专利申请日期:2020-12-11

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN114622958B

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