秦一厂启动给水调节阀控制功能优化研究与应用

秦一厂启动给水系统支管流量调节阀未设计自动调节功能,历年来在机组启停阶段,操纵员手动调节该阀门控制蒸发器水位的难度较大,有必要对其控制方式进行自动化改造。通过仿真建模及验证,形成一套自动控制方案,并在实际机组上进行工程实施和应用,实现启动给水流量调节阀的自动调节功能,提高控制效率,减轻运行人员操作负荷。同时,该实践对其他电厂也具有较高的参考价值。

方家山核电厂并网时蒸汽发生器水位运行策略优化

方家山核电机组在并网过程中曾出现过给水调节阀开度突跳导致蒸汽发生器水位大幅度波动的现象。文中从蒸汽发生器水位控制原理出发,分析并网过程中给水调节阀开度波动原因,并经理论计算与模拟机验证,给出并网过程中避免给水调节阀开度突跳导致蒸汽发生器水位波动的有效解决方案。

超(超)临界机组主给水调节阀内部空化流场模拟

针对某超(超)临界火电机组主给水调节阀在运行过程中出现的空化汽蚀现象,结合多级节流原理和多相流技术,利用CFX流体力学计算软件,对调节阀内部流场进行模拟,分析不同笼罩级数和节流孔个数对空化流场的影响。结果表明:多级笼罩结构使得阀内最低压力由3.55 MPa升至6.58 MPa且高于空化压力,汽相最大体积分数从0.96几乎降为0,整体流场速度明显降低,有效防止了空化汽蚀对调节阀的破坏;同时,在满足调节阀工况的前提下,增加节流孔数会使降压性能提高,但却使流速控制能力降低。

基于Matlab/Simulink动态建模的600MW机组给水全程控制系统优化

采用Matlab/Simulink软件对同煤大唐塔山电厂(塔山电厂)亚临界600MW机组给水控制系统在高、低负荷下的不同动态特性进行建模和仿真。根据仿真结果,重新构造了控制器结构并优化了调节器参数,实现了机组在低负荷下汽包水位、调节阀差压的解耦和高负荷下汽包水位的精确控制,以及机组从锅炉上水到机组满负荷运行过程、RB等特殊工况下的给水全程控制。

超(超)临界主给水调节阀流场特性分析

针对某超(超)临界主给水调节阀在运行工况条件下出现的空化汽蚀现象,结合多级节流降压原理与多相流理论,采用Schnerr and Sauer空化模型和Mixture两相流模型,对调节阀内部流场进行数值模拟,研究了笼罩层数与导流槽宽度对流场空化的影响。结果表明,随着笼罩层数的增加,调节阀内的最低压强由0.015MPa上升至0.717 MPa,最大流速由147.1 m/s降至49.36 m/s,空化的汽相最大体积分数由0.979降至0.160,多级笼罩有助于实现逐级降压、限制流速及抑制空化的目的;同时在阀门结构尺寸允许条件下,适当增加导流槽宽度也有利于抑制空化。研究结果为该类调节阀的设计提供了参考。

引黄入晋北干线倒虹吸输水工程的水击压力控制

山西省万家寨引黄工程分成南干线和北干线。北干线倒虹吸输水工程全长113km左右,采用内径2～2.2m的PCCP管有压输水。研究了北干线倒虹吸输水工程的水击压力控制、调流阀安装位置对管道压力等级设计的影响及调流阀、泄压阀、检修阀的联合工作方式,以及设计了新型的多喷孔套筒调流阀以适应水击压力的控制要求。同时,也研究了该线路设计调压井或者溢流井的必要性及其参数。通过研究,不仅找出现有设计存在的安全隐患,提出了控制水击压力的工程措施,而且大大减少了工程投资。

核电站主给水隔离阀关闭引起水锤的分析

分析了核电站主给水隔离阀关闭引起的水锤,计算了阀门阀瓣受到的水锤动力载荷,讨论了降低水锤载荷的方法。

锅炉给水汽轮机调速系统中压力调节阀的仿真研究

分析锅炉给水汽轮机调速系统中压力调节阀的工作原理和静态工作特性,建立压力调节阀的AMESim仿真模型,选取实际工况的3个工作点做了仿真分析,获得的试验结果与仿真结果基本一致。

主给水调节阀节流窗口周向设计及其对流动特性的影响

安装于核电站二回路的主给水调节阀通过控制给水流量来调节蒸汽发生器内的水位高度,因此主给水调节阀的流动特性影响着核电站的运行安全与效率。首先,提出了无量纲的节流窗口周向布置不平衡度δ,进行主给水调节阀节流窗口周向设计;其次,利用经网格无关性与流量实验验证的数值模拟方法分析了阀内流场的速度和压力分布特性;最后,探讨了节流窗口周向布置不平衡度对阀芯不平衡力矩和阀门流量系数的影响。结果表明:阀芯底部不均匀的压力分布会对阀芯产生不平衡力矩,增大阀芯与套筒之间的摩擦力,进而加剧阀芯与套筒之间的磨损,可能引发阀芯动作卡滞并使阀芯和套筒的工作寿命缩短;当阀门开度小于40%时,调整节流窗口周向布置方式对阀芯不平衡力矩的影响较小;当阀门开度大于40%时,通过调整节流窗口周向布置方式可以有效改变阀芯不平衡力矩;在相同条件下,通过将节流窗口周向布置不平衡度从0增大至0.5,可使阀芯不平衡力矩最大值减小22.10%,而阀门流量系数仅减小2.74%。研究结果有助于主给水调节阀及类似阀门的设计及优化。

1000MW机组多变量协同优化一次调频

为经济有效地提升深度调峰下火电机组一次调频响应能力,提出了一种多变量协同优化一次调频方案,该方案包括主蒸汽调节阀节流、凝结水变负荷、旁路给水调节以及调节附加抽汽等技术,通过变负荷特性试验对各项技术一次调频特性进行了详细分析,充分发挥了各项技术的优势及耦合增益,并成功应用于某超超临界1 000 MW机组。优化后该机组在一次调频响应能力不降低的基础上,主蒸汽调节阀的运行开度平均提高了5.3%,高压缸运行效率平均提高3.1%,折合供电煤耗降低约1.5 g/(kW·h),节能效果显著。该技术可应用于火电机组一次调频和自动发电控制(AGC)优化,以及提高机组灵活性等技术改造项目。

FCB工况下的给水控制系统改进与优化

针对快速切负荷(FCB)工况下巨大负荷波动对给水系统带来冲击,分析未配置全压电泵的给水系统在FCB工况时的控制难点与要点。对汽源切换方式及控制策略进行相应优化,以维持给水系统正常运行。通过相关试验验证由FCB预备性试验时给水控制系统的响应情况。根据切换阀蒸汽流量计算原理对FCB工况下切换阀开启的开度进行计算定位,进一步优化了给水系统控制策略和汽源切换控制方法,实现了FCB工况时蒸汽汽源的平稳切换。该方法避免了给水流量因蒸汽流量突变而发生大幅度波动,最终达到了预期的控制效果,顺利完成了100%负荷下的FCB试验。该次给水系统控制策略优化的技术总结,对其他同类型机组给水控制系统的设计与优化具有一定的借鉴意义。

330MW循环流化床机组自动控制系统优化实践

介绍了内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司2×330 MW机组的协调控制系统,分析了机组一次调频反调、主蒸汽温度控制严重偏离设计值、2台或单台给水泵运行时某台给水泵跳闸后备用给水泵联启控制逻辑等问题,并对控制系统进行了优化,确保了机组的安全经济运行。

给水泵再循环阀门无法开启原因的分析及采取措施

针对某电厂300 MW机组2台汽动给水泵和1台电动给水泵再循环阀门经常关闭后无法开启的现象,阐述了300 MW汽轮机组的给水系统组成及作用,以及设置再循环门、再循环管的作用,分析了给水泵再循环阀门打不开的原因(阀芯密封件损坏导致给水泵再循环阀门无法正常工作),提出采取增加大压差调节阀、在最小流量调节阀前加装节流保护装置等措施,解决了给水泵再循环阀门无法开启的问题,保证了300 MW机组给水泵安全经济运行。

改进回滞函数在给水泵最小流量阀中的应用

针对传统比例-积分-微分(proportion-integral-differential,PID)、单函数、回滞函数在最小流量阀控制中的不足,导致最小流量阀抖动严重、影响给水系统稳定性的问题,分析一阶低通滤波和滞后校正在控制策略中的作用和优、缺点,提出一种基于一阶低通滤波和滞后校正的改进回滞函数控制策略,即在最小流量阀控制逻辑中增加Smooth平滑模块和RATELMT限速模块,增加K值修正。优化后的控制策略有效减少最小流量阀抖动的问题,大大提高给水系统控制的稳定性。

高背压供热改造中给水泵汽轮机控制方式研究

华电青岛发电有限公司#2机组高背压循环水供热改造过程中,将给水泵汽轮机控制改为由高压调节阀控制低压调节阀前压力,低压调节阀控制转速的控制方式。介绍了给水泵汽轮机电液控制(MEH)系统高压调节阀控制改造的关键技术,对改造实施后的运行状况进行测试和分析。改造后的良好效果证明了改造的合理性和有效性。

汽动给水泵调门反馈杆断裂事故的分析与处理

描述了某发电厂一台单列运行的汽动给水泵低压进汽调门由于门杆和LVDT连接件断裂引起的故障现象及其后续处理过程,通过对整个动态过程的分析,总结了处理该类故障的合理检修方法。同时,通过对控制系统和机械连接件的改进优化,有效预防了类似故障的再次发生。由于调门反馈联杆断裂在运行中时有发生,因此,这类事故的处理方法和预防措施对其他机组有一定的借鉴意义。

基于Simerics MP+的核电厂主给水调节阀流量特性数值模拟

核电调节阀的流量特性是核电厂应用时最为关注的问题之一。文章基于Simerics MP+对核电厂主给水调节阀流量特性进行数值模拟,并与传统通用CFD软件(Fluent软件)计算结果和试验结果进行对比。其结果表明:此核电主给水调节阀相对开度小于70%时,为等百分比流量特性;相对开度大于70%时,接近线性流量特性;Simerics MP+的计算结果与试验结果的相对误差较小,接近调节阀流量特性真实值,证明基于Simerics MP+的方法表现更优。Simerics MP+在阀门动态研究方面具有易实现的优势,可为核电调节阀动态研究提供参考。

给水泵汽轮机高压汽源控制逻辑的改进

某电厂600 MW机组3B给水泵汽轮机运行中后轴承x方向振动不断增大,最终达到跳闸值,导致给水泵汽轮机保护动作。通过分析对比跳闸前、后给水泵汽轮机运行参数,结合配汽方式和控制逻辑,确定振动原因为给水泵汽轮机高压汽源控制方式存在问题。根据分析结果,对控制逻辑进行了改进,消除了汽轮机的振动问题。

核级主给水控制阀流道结构优化设计与分析

运用分段节流型面的设计方法,实现了核级主给水控制阀高可调比的"等百分比-线性"流量特性。建立并证明了高阀阻比系数S值可以增强流通能力,改善流量特性和提高可调比等调节性能。基于数值模拟计算方法,分析并优化了核级主给水控制阀流道结构。通过开展样机试制和流量试验,验证了流道设计方法和优化方案的正确性。该研究成果具有其普适性,可为其他控制阀的应用起到指导作用。

核电站主给水气动调节阀的设计

核电站主给水气动调节阀作为主给水系统的重要阀门,是核电机组的关键设备之一。介绍了主给水气动调节阀的技术要求,结合阀门的功能要求,解决了高压差、高调节精度、高稳定性、高使用寿命等设计难点,并通过试验验证了产品设计的合理性,为气动调节阀的设计及试验验证提供了思路和经验。