CN113482733A - 汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机 - Google Patents

汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机 Download PDF

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CN113482733A CN202110744216.9A CN202110744216A CN113482733A CN 113482733 A CN113482733 A CN 113482733A CN 202110744216 A CN202110744216 A CN 202110744216A CN 113482733 A CN113482733 A CN 113482733A
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Abstract

本发明适用于电力技术领域，提供了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机，该方法包括：获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据；建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系；根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及流量指令区间；确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。采用本发明可以提高汽轮机进汽流量的控制效果，线性度及准确度较好。

Description

汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机
技术领域
本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机。
背景技术
汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机数字电液控制系统(Digital Electro-Hydraulic，DEH)作为汽轮机起动、停止、正常运行和事故工况下的调节控制器，是汽轮机发电机组的重要组成部分。
DEH通过各个进汽调节阀的配汽函数，能够控制汽轮机的进汽流量。对于采用进汽调节阀+喷嘴配汽的汽轮机而言，合理设置的配汽函数是实现机组功率控制、电网一次调频等功能的基础，其可以保证汽轮机在不同控制方式下进汽流量的精准控制。
目前，在汽轮机顺序阀配汽函数的设置方面，尚无统一的行业标准来进行规范。可以采用直接配汽模式设置配汽函数，即直接给出汽轮机的流量指令与各个进汽调节阀阀位指令的对应关系。然而，现有的直接配汽模式所设置的顺序阀配汽函数，在对汽轮机进汽流量进行控制时，线性度及准确度较差，迫切需要一种精准控制汽轮机流量的汽轮机进汽调节阀顺序阀直接配汽的设置方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机，以解决采用直接配汽模式所设置的配汽函数对汽轮机进汽流量进行控制时线性度及准确度较差的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，包括：
获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据；
根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系；
根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间；
根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
本发明实施例的第二方面提供了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽装置，包括：
数据获取模块，用于获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据；其中，试验数据至少包括流量指令、负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；预设流量特性试验为在汽轮机顺序阀工作状态去除进汽调节阀重叠度的条件下进行的流量特性试验；
对应关系建立模块，用于根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系；
区间确定模块，用于根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间；其中，第一进汽调节阀的开启次序在第二进汽调节阀之前；
开度确定模块，用于根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
本发明实施例的第三方面提供了一种汽轮机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
在本发明实施例中，给出了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽流程，即先获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据，然后根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系。之后，可以根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间。进而，可以根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
如此，可以基于现场试验，结合理论计算，并通过特定的设置操作步骤，可以确定汽轮机进汽调节阀顺序阀直接配汽方式下的阀门重叠度区域及相应阀门开度随指令的变化曲线，为电厂获取合理、准确、线性的汽轮机调节阀门特性提供了具体方法，极大地提高了汽轮机进汽流量的控制效果。
此外，还可以保证各调节阀动作中的流量特性的线性度，便于现场实施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽装置的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种汽轮机的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如背景技术所描述的，现有的直接配汽模式所设置的配汽函数，在对汽轮机进汽流量进行控制时，线性度及准确度较差。
此外，在汽轮机配汽函数的设置方面，尚无统一的行业标准来进行规范，故而也迫切需要一种用于汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，来解决目前现场面临的规范及设置问题。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法、装置和汽轮机。下面首先对本发明实施例所提供的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法进行介绍。
如图1所示，本发明实施例提供的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法可以包括以下步骤：
步骤S110、获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据。
其中，试验数据至少包括流量指令、负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；预设流量特性试验为在汽轮机顺序阀工作状态去除进汽调节阀重叠度的条件下进行的流量特性试验。
可选的，步骤S110的具体处理可以如下：
退出机组运行协调控制，退出一次调频及汽轮机遥控功能，以及去除汽轮机顺序阀工作状态下的进汽调节阀的重叠度；
在机组额定负荷、额定主蒸汽温度的条件下，调节汽轮机主蒸汽压力，以使各进汽调节阀全开，并记录此时主蒸汽压力，并保持主蒸汽压力在后续试验过程中不变；
在缓慢降低汽轮机总流量指令的过程中，逐渐关闭各个进汽调节阀，直至最后两只进汽调节阀的开度调整至预设开度，例如30％。
记录各个进汽调节阀在不同开度下处于稳定状态的负荷、主蒸汽压力、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；
根据预设流量公式，即公式(1)，计算各个进汽调节阀在不同开度下处于稳定状态的实际相对流量，并将实际相对流量确定为流量指令。
具体的，预设流量公式为：
Figure BDA0003142298490000051
其中，p2、v2、pms分别为调节级后压力、调节级后比容及主蒸汽压力，单位分别为MPa、m3/kg、MPa，带下角标“0”的参数为额定负荷状态参数。
步骤S120、根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系。
对于流量指令与调节阀开度的对应关系，其建立过程可以如下：根据各个进汽调节阀开度状态下计算得到的实际相对流量数据，绘制符合试验实际情况的流量指令-调节阀开度曲线，此时，流量指令取试验得到的实际相对流量值。
对于流量指令与调节级后压力的对应关系，其建立过程可以如下：根据多个开度下的流量指令以及调节级后压力，生成流量指令与调节级后压力的曲线；根据流量指令与调节级后压力的曲线，建立流量指令与调节级后压力的对应关系。
在一些实施例中，可以根据试验工况数据，绘制流量指令与调节级后压力的关系曲线。
对于调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系，其建立过程可以如下：首先，根据顺序阀工作状态下各个阀点工况数据计算调节级临界压比，即：根据调节级后压力和调节级前压力，获取调节级后压力对应的调节级前后压比；其中，调节级前压力为进汽调节阀后压力；在调节级前后压比小于预设压比的情况下，获取R特性值；根据调节级前后压比和R特性值，获取调节级对应的临界压比。之后，根据调节级临界压比，计算试验状态下所有部分开启调节阀对应的调节级流量，并计算对应的调节级前压力，即调节阀后压力，进而计算出调节阀前后压比。最后，根据进汽调节阀相同开度、不同压比条件下的试验数据，计算进汽调节阀此开度下的调节阀临界压比及调节阀临界流量系数，进而获得调节阀开度与调节阀临界压比及调节阀临界流量系数的对应关系。
在一些实施例中，可以通过公式(2)，计算顺序阀工作状态下各个阀点工况(进汽调节阀全开工况)时的调节级前后压比。
Figure BDA0003142298490000061
其中，εn为调节级压比；p1为调节级前压力，单位MPa。
此外，在阀点工况下进汽调节阀全开，此时调节级前压力为进汽调节阀后压力，可以采用公式(3)计算：
Figure BDA0003142298490000062
其中，PL为汽轮机进汽截止阀及进汽调节阀全开状态下的设计压降，单位为％。
在一些实施例中，当某种阀点工况的调节级前后压比小于0.5时，取此阀点工况为临界压比计算的基准阀点工况，用下角标“B”表示。同时，可以利用所有进汽调节阀全开工况数据(用下角标“VWO”表示的数据)，计算R特性值：
Figure BDA0003142298490000071
其中，p1、T1分别表示调节级级前压力及级前温度，单位为MPa及K。两种工况下的级前压力根据公式(3)计算，级前温度根据调节级级前蒸汽与主蒸汽焓值相等计算获得。
之后，可以利用公式(4)计算调节级的临界压比：
Figure BDA0003142298490000072
在一些实施例中，可以利用公式(5)计算某一状态下全开进汽调节阀的进汽流量：
Figure BDA0003142298490000073
其中，带下角标“1”的符号表示求解状态下的参数，带下角标“B”的符号表示临界压比计算时的基准阀点工况；Fr1a表示某一试验状态下通过全开进汽调节阀的实际相对流量，单位％。εn1a表示某一试验状态下通过全开进汽调节阀的相对压比，由公式(2)计算得到。
可以利用公式(6)计算某一状态下部分开启进汽调节阀的进汽流量：
Fr1b＝Fr1-Fr1a (6)
其中，Fr1为某一试验状态下通过所有进汽调节阀的实际相对流量，单位％，根据公式(1)计算得到。
之后，可以根据部分开启进汽调节阀的进汽流量，求解此时调节级对应的相对压比，开始计算时取
Figure BDA0003142298490000074
Figure BDA0003142298490000081
之后，部分开启进汽调节阀后的压力，即调节级级前压力为：
Figure BDA0003142298490000087
可以按照部分开启进汽调节阀后的焓值与主蒸汽焓值相同的原理，求解相应的调节级级前压力
Figure BDA0003142298490000088
代入相对压比计算公式，再次求解，直至两次压比计算误差值小于规定误差0.001。此时，最终得到的调节级级前压力及级前温度为此部分开启进汽调节阀后的最终压力及最终温度。
接着，取进汽调节阀相同开度、不同压比条件下的试验数据，计算进汽调节阀此开度下的调节阀临界压比及调节阀临界流量系数。
进汽调节阀的压比为：
Figure BDA0003142298490000082
式中，εcv表示进汽调节阀压比；p0表示进汽调节阀前压力，单位MPa，采用下式计算：
Figure BDA0003142298490000083
式中，PLsv为汽轮机进汽截止阀全开状态下的设计压降，单位％。
任取两种压比条件下的试验数据，计算下列系数：
Figure BDA0003142298490000084
Figure BDA0003142298490000085
Figure BDA0003142298490000086
其中，角标“1”、“2”表示进汽调节阀相同开度、两种压比状态下收集的计算数据；Fr表示调节阀进汽流量，p0、T0分别表示调节阀前压力及温度；εcvr表示在某进汽调节阀开度下的调节阀临界压比。
如此，调节阀临界流量系数按下式计算：
Figure BDA0003142298490000091
综上，将所有试验工况数据汇总，获得进汽调节阀开度与对应调节阀临界压比、进汽调节阀开度与对应调节阀临界流量系数的函数对应关系。
步骤S130、根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间。
其中，第一进汽调节阀的开启次序在第二进汽调节阀之前；
在一些实施例中，可以先获取预设流量特性试验中的相对压损值。当流量指令增加单位数值时，若第一进汽调节阀的开度增加速率超过开度增加速率限值，并且在流量指令增加单位数值之前相对压损值小于预设相对压损值，则将增加单位数值前的流量指令对应的第一进汽调节阀开度确定为重叠度区间的重叠度起始位置，将增加单位数值前的流量指令确定为流量指令区间的起始流量指令。之后，可以根据重叠度起始位置、起始流量指令以及开度增加速率限值之间的第一预设对应关系，确定流量指令区间的终止流量指令。最后，可以将流量指令与调节阀开度的对应关系中与终止流量指令对应的第二进汽调节阀开度确定为重叠度区间的重叠度终止位置。
一方面，相邻开启的两个进汽调节阀的重叠度设置起始位置的确定过程，可以如下：
观察各试验工况数据及进汽调节阀部分开度下计算的相对压损值，当流量指令增加1％时引起的前一开启进汽调节阀开度增加速率超过某一设定值(如10％，可随现场情况设定)且进汽调节阀开度增加前的相对压损值小于13％时，定义此时流量指令(FOs)下的进汽调节阀开度P1s为重叠度起始位置。
另一方面，相邻开启的两个进汽调节阀的重叠度设置结束位置的确定过程可以如下：
确定两个进汽调节阀的重叠度设置结束位置对应的流量指令为：
Figure BDA0003142298490000101
其中，FOs、FOe为相邻开启的两个进汽调节阀重叠度区域起始及结束位置对应的流量指令，单位均为％；P1s为两个进汽调节阀重叠度区域起始时前一开启调节阀的开度，单位％。SV为流量指令增加1％时进汽调节阀开度增加速率限值，单位％/％。
如此，根据重叠度设置结束位置对应的流量指令FOe，根据流量特性试验曲线查找流量指令FOe对应的后一开启调节阀的开度P2e，即为重叠度结束位置。
步骤S140、根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
在一些实施例中，还可以根据重叠度起始位置、起始流量指令、目标流量指令以及开度增加速率限值之间的第二预设对应关系，确定目标流量指令对应的开启第一进汽调节阀的开度。
其中，目标流量指令为流量指令区间中任意一个流量指令。
相应的，步骤S140的具体处理可以如下：
根据目标流量指令对应的开启第一进汽调节阀的开度，结合调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，获取目标流量指令对应的第一进汽调节阀临界压比及第一进汽调节阀临界流量系数；
根据流量指令与调节级后压力的对应关系，获取流量指令区间中目标流量指令对应的调节级后压力；
根据目标流量指令对应的第一进汽调节阀临界压比、第一进汽调节阀临界流量系数以及调节级后压力，获取第一进汽调节阀的进汽流量和第二进汽调节阀的进汽流量；
根据第二进汽调节阀的进汽流量计算第二进汽调节阀的前后压比，根据第二进汽调节阀的前后压比，确定目标流量指令对应的开启第二进汽调节阀的开度。
在一些实施例中，前一开启的进汽调节阀在设定重叠度区域时的开度变化确定过程，可以如下：
设定重叠度区域时，前一开启的进汽调节阀开度随流量指令变化函数为：
P1＝P1s+SV×(FO-FOs) (10)
其中，P1为前一开启的进汽调节阀随流量指令变化的开度指令，单位％；FO为重叠度区域的流量指令，单位％，满足FOs≤FO≤FOe。
在一些实施例中，后一开启的进汽调节阀在设定重叠度区域时的开度变化的确定过程，可以如下：
i)设重叠度区域的流量指令为FO，根据流量试验得到的流量指令-调节级级后压力曲线，获得此时对应的调节级级后压力为p2’。
ii)根据公式(10)，计算此时流量指令为FO下前一开启调节阀的开度P1，根据步骤(3)f子步骤部分获得的进汽调节阀开度与对应调节阀临界压比、进汽调节阀开度与对应调节阀临界流量系数的函数，计算前一开启调节阀临界压比及调节阀临界流量系数。
iii)计算前一开启进汽调节阀进汽流量。
假定前一开启进汽调节阀对应的调节级前压力为p1’。
前一开启进汽调节阀此时对应的调节级压比为：
Figure BDA0003142298490000111
此时前一开启进汽调节阀对应的的调节级流量通过下式计算：
Figure BDA0003142298490000112
前一开启进汽调节阀前后压比为：
Figure BDA0003142298490000113
此时前一开启进汽调节阀进汽流量通过下式计算：
Figure BDA0003142298490000121
其中，带上角标“′”的符号表示前一开启调节阀求解状态参数，带下角标“B”的符号表示调节级临界压比计算时的基准阀点工况。Fr1’表示前一开启进汽调节阀开度P1时调节级进汽相对流量(通过调节级计算)，单位％。εn1’表示前一开启进汽调节阀开度P1时的调节级压比。Frcv′表示前一开启进汽调节阀开度P1时调节阀进汽相对流量(通过调节阀计算)，单位％。εcv′表示前一开启进汽调节阀开度P1时的调节阀前后压比。
如果流量Fr1’与Frcv′差值绝对值小于0.001，则假定的调节级前压力p1’成立，进汽调节阀进汽流量取Frcv′值；否则重新假定调节级前压力p1’，直至两个流量差值绝对值小于指定值。
iv)计算后一开启进汽调节阀进汽流量。
Fr2’＝FO-Fr1’；
v).根据后一开启进汽调节阀的进汽流量，求解此时调节级对应的相对压比。计算公式为：开始计算时取
Figure BDA0003142298490000124
Figure BDA0003142298490000122
vi).后一开启进汽调节阀后的压力，即调节级级前压力为：
Figure BDA0003142298490000125
按部分开启进汽调节阀后的焓值与主蒸汽焓值相同，求解相应的调节级级前压力
Figure BDA0003142298490000126
代入上述相对压比计算公式，再次求解，直至两次压比计算误差值小于规定误差。此时，最终得到的调节级级前压力及级前温度为后一开启进汽调节阀后的最终压力及最终温度。
后一开启进汽调节阀前后压比为：
Figure BDA0003142298490000123
vii).迭代计算后一开启进汽调节阀开度。
假定后一开启进汽调节阀开度为P2’。根据步骤(3)f子步骤部分获得的进汽调节阀开度与对应调节阀临界压比、进汽调节阀开度与对应调节阀临界流量系数的函数，计算后一开启调节阀临界压比及临界流量系数。
此时后一开启进汽调节阀进汽流量通过下式计算：
Figure BDA0003142298490000131
其中，带上角标“′”的符号表示后一开启调节阀求解状态参数，Frcv2′表示后一开启进汽调节阀开度P2’时调节阀进汽相对流量，单位％。εcv2′表示后一开启进汽调节阀开度P2’时的调节阀前后压比。
如果流量Fr2′与Frcv2′差值绝对值小于0.001，则假定的后一开启进汽调节阀开度P2’成立，即流量指令为FO时后一开启调节阀的开度为P2’；否则重新假定进汽调节阀开度，直至两个流量差值绝对值小于指定值。
viii).按照前述i)至vii)步骤，对重叠度区域FOs≤FO≤FOe的流量指令，分别计算后一开启进汽调节阀的对应开度。
在本发明实施例中，给出了一种汽轮机进汽调节阀的直接配汽流程，即先获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据，然后根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系。之后，可以根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间。进而，可以根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
如此，可以基于现场试验，结合理论计算，并通过特定的设置操作步骤，可以确定汽轮机进汽调节阀直接配汽方式下的阀门重叠度区域及相应阀门开度随指令的变化曲线，为电厂获取合理、准确、线性的汽轮机调节阀门特性提供了具体方法，极大地提高了汽轮机进汽流量的控制效果。此外，还可以保证各调节阀动作中的流量特性的线性度，便于现场实施。
基于上述实施例提供的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，相应地，本发明还提供了应用于该汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽装置的具体实现方式。请参见以下实施例。
如图2所示，提供了一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽装置200，该装置包括：
数据获取模块210，用于获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据；其中，试验数据至少包括流量指令、负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；预设流量特性试验为在汽轮机顺序阀工作状态去除进汽调节阀重叠度的条件下进行的流量特性试验；
对应关系建立模块220，用于根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系；
区间确定模块230，用于根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间；其中，第一进汽调节阀的开启次序在第二进汽调节阀之前；
开度确定模块240，用于根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
可选的，数据获取模块还用于：
退出机组运行协调控制，退出一次调频及汽轮机遥控功能，以及去除汽轮机顺序阀工作状态下的进汽调节阀的重叠度；
在机组额定负荷、额定主蒸汽温度的条件下，调节汽轮机主蒸汽压力，以使各进汽调节阀全开，并记录此时主蒸汽压力，并保持主蒸汽压力在后续试验过程中不变；
在降低汽轮机总流量指令的过程中，逐渐关闭各个进汽调节阀，直至最后两只进汽调节阀的开度调整至预设开度；
记录各个进汽调节阀在不同开度下处于稳定状态的负荷、主蒸汽压力、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；
根据预设流量公式，计算各个进汽调节阀在不同开度下处于稳定状态的实际相对流量，并将实际相对流量确定为流量指令。
可选的，预设流量公式为：
Figure BDA0003142298490000151
其中，p2、v2、pms分别为调节级后压力、调节级后比容及主蒸汽压力，带下角标“0”的参数为额定负荷状态参数。
可选的，对应关系建立模块还用于：
根据在各个进汽调节阀开度状态下计算得到的实际相对流量，生成流量指令与调节阀开度的曲线，并根据流量指令与调节阀开度的曲线，建立流量指令与调节阀开度的对应关系。
可选的，区间确定模块还用于：
获取预设流量特性试验中的相对压损值；
当流量指令增加单位数值时，若第一进汽调节阀的开度增加速率超过开度增加速率限值，并且在流量指令增加单位数值之前相对压损值小于预设相对压损值，则将增加单位数值前的流量指令对应的第一进汽调节阀开度确定为重叠度区间的重叠度起始位置，将增加单位数值前的流量指令确定为流量指令区间的起始流量指令；
根据重叠度起始位置、起始流量指令以及开度增加速率限值之间的第一预设对应关系，确定流量指令区间的终止流量指令；
将流量指令与调节阀开度的对应关系中和终止流量指令对应的第二进汽调节阀开度确定为重叠度区间的重叠度终止位置。
可选的，区间确定模块还用于：
根据多个开度下的流量指令以及调节级后压力，生成流量指令与调节级后压力的曲线，并根据流量指令与调节级后压力的曲线，建立流量指令与调节级后压力的对应关系；
可选的，区间确定模块还用于：
根据调节级后压力和调节级前压力，获取调节级后压力对应的调节级前后压比；其中，调节级前压力为进汽调节阀后压力；
在调节级前后压比小于预设压比的情况下，获取R特性值；
根据调节级前后压比和R特性值，获取调节级后压力对应的临界压比；
根据调节级临界压比，计算试验状态下所有部分开启调节阀对应的调节级流量，并计算对应的调节级前压力(即调节阀后压力)和调节阀前后压比；
根据进汽调节阀相同开度、不同压比条件下的试验数据，计算进汽调节阀同一开度下的调节阀临界压比及调节阀临界流量系数；
生成调节阀开度与调节阀临界压比的曲线，并根据调节阀开度与调节阀临界压比的曲线，建立调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系；
可选的，区间确定模块还用于：
生成调节阀开度与调节阀临界流量系数的曲线，并根据调节阀开度与调节阀临界流量系数的曲线，建立调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系。
可选的，开度确定模块还用于：
根据重叠度起始位置、起始流量指令、目标流量指令以及开度增加速率限值之间的第二预设对应关系，确定目标流量指令对应的开启第一进汽调节阀的开度；
其中，目标流量指令为流量指令区间中任意一个流量指令。
可选的，开度确定模块还用于：
根据目标流量指令对应的开启第一进汽调节阀的开度，结合调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，获取目标流量指令对应的第一进汽调节阀临界压比及第一进汽调节阀临界流量系数；
根据流量指令与调节级后压力的对应关系，获取流量指令区间中目标流量指令对应的调节级后压力；
根据目标流量指令对应的第一进汽调节阀临界压比、第一进汽调节阀临界流量系数以及调节级后压力，获取第一进汽调节阀的进汽流量和第二进汽调节阀的进汽流量；
根据第二进汽调节阀的进汽流量，确定目标流量指令对应的开启第二进汽调节阀的开度。
在本发明实施例中，给出了一种汽轮机进汽调节阀的直接配汽流程，即先获取预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据，然后根据试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系。之后，可以根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间。进而，可以根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
如此，可以基于现场试验，结合理论计算，并通过特定的设置操作步骤，可以确定汽轮机进汽调节阀直接配汽方式下的阀门重叠度区域及相应阀门开度随指令的变化曲线，为电厂获取合理、准确、线性的汽轮机调节阀门特性提供了具体方法，极大地提高了汽轮机进汽流量的控制效果。
此外，还可以保证各调节阀动作中的流量特性的线性度，便于现场实施。
图3是本发明一实施例提供的汽轮机的示意图。如图3所示，该实施例的汽轮机3包括：处理器30、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序32。所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述各个汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法实施例中的步骤。或者，所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器31中，并由所述处理器30执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序32在所述汽轮机3中的执行过程。例如，所述计算机程序32可以被分割成图2所示的模块210至240。
所述汽轮机可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是汽轮机3的示例，并不构成对汽轮机3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述汽轮机还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器31可以是所述汽轮机3的内部存储单元，例如汽轮机3的硬盘或内存。所述存储器31也可以是所述汽轮机3的外部存储设备，例如所述汽轮机3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器31还可以既包括所述汽轮机3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器31用于存储所述计算机程序以及所述汽轮机所需的其他程序和数据。所述存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，包括：
获取试验数据，并根据试验数据建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系；
根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与重叠度区间相对应的流量指令区间；
根据流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定流量指令区间中各流量指令对应的开启第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。
2.如权利要求1所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述试验数据为预设流量特性试验中各个进汽调节阀在多个开度下的试验数据，所述试验数据至少包括流量指令、负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；所述预设流量特性试验为在汽轮机顺序阀工作状态去除进汽调节阀重叠度的条件下进行的流量特性试验；
所述获取试验数据，包括：
退出机组运行协调控制，退出一次调频及汽轮机遥控功能，以及去除汽轮机顺序阀工作状态下的进汽调节阀的重叠度；
在机组额定负荷、额定主蒸汽温度的条件下，调节汽轮机主蒸汽压力，以使各所述进汽调节阀全开，并记录此时主蒸汽压力，并保持所述主蒸汽压力在后续试验过程中不变；
在降低汽轮机总流量指令的过程中，逐渐关闭各个所述进汽调节阀，直至最后两只所述进汽调节阀的开度调整至预设开度；
记录各个所述进汽调节阀在不同开度下处于稳定状态的负荷、主蒸汽压力、调节级后压力、调节级后温度以及各个所述进汽调节阀的开度；
根据预设流量公式，计算各个所述进汽调节阀在不同开度下处于稳定状态的实际相对流量，并将所述实际相对流量确定为所述流量指令。
3.如权利要求2所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述预设流量公式为：
Figure FDA0003142298480000021
其中，p2、υ2、pms分别为调节级后压力、调节级后比容及主蒸汽压力，带下角标“0”的参数为额定负荷状态参数。
4.如权利要求1至3任一项所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述根据所述试验数据，建立所述流量指令与调节阀开度的对应关系，包括：
根据在各个进汽调节阀开度状态下计算得到的实际相对流量，生成所述流量指令与所述调节阀开度的曲线，并根据所述流量指令与所述调节阀开度的曲线，建立所述流量指令与调节阀开度的对应关系。
5.如权利要求4所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述第一进汽调节阀的开启次序在所述第二进汽调节阀之前；
所述根据预设相对压损值、进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与所述重叠度区间相对应的流量指令区间，包括：
获取所述预设流量特性试验中的相对压损值；
当所述流量指令增加单位数值时，若所述第一进汽调节阀的开度增加速率超过所述开度增加速率限值，并且在所述流量指令增加单位数值之前所述相对压损值小于所述预设相对压损值，则将增加单位数值前的所述流量指令对应的第一进汽调节阀开度确定为所述重叠度区间的重叠度起始位置，将增加单位数值前的所述流量指令确定为所述流量指令区间的起始流量指令；
根据所述重叠度起始位置、所述起始流量指令以及所述开度增加速率限值之间的第一预设对应关系，确定所述流量指令区间的终止流量指令；
将所述流量指令与所述调节阀开度的对应关系中与所述终止流量指令对应的第二进汽调节阀开度确定为所述重叠度区间的重叠度终止位置。
6.如权利要求1所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述根据所述试验数据，建立所述流量指令与所述调节级后压力的对应关系，包括：
根据多个开度下的所述流量指令以及所述调节级后压力，生成所述流量指令与所述调节级后压力的曲线，并根据所述流量指令与所述调节级后压力的曲线，建立所述流量指令与所述调节级后压力的对应关系；
所述根据所述试验数据，建立所述调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系，包括：
根据所述调节级后压力和调节级前压力，获取所述调节级后压力对应的调节级前后压比；其中，所述调节级前压力为进汽调节阀后压力；
在调节级前后压比小于预设压比的情况下，获取R特性值；
根据所述调节级前后压比和所述R特性值，获取所述调节级对应的所述临界压比；
根据调节级临界压比，计算试验状态下所有部分开启调节阀对应的调节级流量，并计算对应的调节级前压力和调节阀前后压比；
根据进汽调节阀相同开度、不同压比条件下的试验数据，计算进汽调节阀同一开度下的调节阀临界压比及调节阀临界流量系数；
生成所述调节阀开度与调节阀临界压比的曲线，并根据所述调节阀开度与调节阀临界压比的曲线，建立所述调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系；
所述根据所述试验数据，建立所述调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，包括：
生成所述调节阀开度与调节阀临界流量系数的曲线，并根据所述调节阀开度与调节阀临界流量系数的曲线，建立所述调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系。
7.如权利要求6所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述确定所述流量指令区间中各流量指令对应的开启所述第一进汽调节阀的开度，包括：
根据所述重叠度起始位置、所述起始流量指令、目标流量指令以及所述开度增加速率限值之间的第二预设对应关系，确定所述目标流量指令对应的开启所述第一进汽调节阀的开度；
其中，所述目标流量指令为所述流量指令区间中任意一个流量指令。
8.如权利要求7所述的汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽方法，其特征在于，所述确定所述流量指令区间中各流量指令对应的开启所述第二进汽调节阀的开度，包括：
根据所述目标流量指令对应的开启所述第一进汽调节阀的开度，结合所述调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及所述调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，获取所述目标流量指令对应的第一进汽调节阀临界压比及第一进汽调节阀临界流量系数；
根据所述流量指令与所述调节级后压力的对应关系，获取所述流量指令区间中目标流量指令对应的所述调节级后压力；
根据所述目标流量指令对应的第一进汽调节阀临界压比、第一进汽调节阀临界流量系数以及所述调节级后压力，获取所述第一进汽调节阀的进汽流量和所述第二进汽调节阀的进汽流量；
根据所述第二进汽调节阀的进汽流量，确定所述目标流量指令对应的开启所述第二进汽调节阀的开度。
9.一种汽轮机进汽调节阀的顺序阀直接配汽装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取预设流量特性试验中各个所述进汽调节阀在多个开度下的试验数据；其中，所述试验数据至少包括流量指令、负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级后压力、调节级后温度以及各个进汽调节阀的开度；所述预设流量特性试验为在汽轮机顺序阀工作状态去除进汽调节阀重叠度的条件下进行的流量特性试验；
对应关系建立模块，用于根据所述试验数据，建立流量指令与调节阀开度的对应关系、流量指令与调节级后压力的对应关系、调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系；
区间确定模块，用于根据预设相对压损值、所述进汽调节阀的开度增加速率限值以及流量指令与调节阀开度的对应关系，确定各个进汽调节阀中任意相邻的第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的重叠度区间，以及与所述重叠度区间相对应的流量指令区间；其中，所述第一进汽调节阀的开启次序在所述第二进汽调节阀之前；
开度确定模块，用于根据所述流量指令与调节级后压力的对应关系、所述调节阀开度与调节阀临界压比的对应关系以及所述调节阀开度与调节阀临界流量系数的对应关系，确定所述流量指令区间中各流量指令对应的开启所述第一进汽调节阀和所述第二进汽调节阀的开度。
10.一种汽轮机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
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