基于AMESim和Simulink联合仿真的阀控马达神经元PID调速系统控制

为了研究阀控马达调速系统的控制性能,首先介绍了AMESim和Simulink联合仿真的技术,通过AMESim软件建立系统精确的模型,以PID作为控制器,应用神经网络控制理论解决传统PID参数调节困难的问题,并采用神经元PID控制器的改进算法,在Simulink中搭建基于S函数的控制系统仿真模型,最终对阀控马达调速系统进行控制。仿真结果表明:输入阶跃信号时系统的响应速度加快,超调减少,调节时间缩短;施加负载时,转速震荡减小,系统抗干扰能力提高;输入正弦信号时,幅值超调减小,相角滞后减小,跟随性能提高。

多基地汽轮机调节系统保护油卸载阀卡涩原因分析

高压调节阀是核电汽轮机的关键设备之一,其动作的可靠性直接影响汽轮机的运行安全。已有10台ALSTOM半速汽轮机投入运行,其中8台机组存在保护油卸载阀(CVS)卡涩导致高压汽阀定期带负荷活动试验失败的问题,且该问题重复发生将对于机组安全运行造成严重影响。基于CVS结构特点,从阀门加工装配质量工艺、表面沉积产物、运行环境等方面,查明CVS频繁卡涩的关键影响因素以及故障机理;针对性地提出CVS装配间隙标准优化、驱动机构维修周期优化、油品漆膜关键指标管控等改进措施。新改进措施在多基地实施,结果表明:高压汽阀定期带负荷活动试验成功率大幅度提高,同时创造了巨大的经济效益。

古田溪水力发电厂轴流转桨式调速系统改造

针对古田溪水力发电厂轴流转桨式调速系统更新改造问题,介绍了WZT-100型轴流转桨式调速系统组成及其控制,根据接力器行程与导叶开度和桨叶角度的关系,精确计算导叶开度和桨叶角度,应用水轮机的特性曲线,提高调节性能和安全性。目前该系统已稳定运行2年多。实践表明:改造后机组功率调节性能、机组效率及运行稳定性均有提升。

基于SPE的660 MW超临界汽轮机阀控方案数值模拟研究

超临界汽轮机更为突出的固体颗粒侵蚀问题,已成为限制其运行灵活性的障碍。在汽轮发电机组深度调峰和频繁调峰运行模式下,优化阀控方案是减少固体颗粒侵蚀对汽轮机的危害的有效途径。论文以某660 MW超临界汽轮机为研究对象,建立调节级固体颗粒侵蚀模型,对机组在滑压运行和定压运行两种方式下、对应不同工况下,固体颗粒对汽轮机调节级动叶的侵蚀情况进行了数值模拟。通过数值模拟,确定了该型超临界汽轮机调节级固体颗粒侵蚀的主要发生部位,得到了机组分别在定压和滑压运行时,调节级固体颗粒侵蚀密度随负荷变化的规律。通过对模拟结果的分析,提出了降低调节级动叶固体颗粒侵蚀的阀控方案。

汽轮机调节汽阀抖动原因分析及处理

A核电厂机组大修后升功率期间因为汽轮机进汽阀门开度抖动导致功率异常波动,影响机组安全运行。经过系统的检查确定阀门开度抖动原因为定位器响应过于灵敏,频繁调节导致异常抖动。通过理论分析和试验验证在保持定位器整体性能的前提下通过减少伺服阀阀芯坡口打磨等工艺改进可以有效降低定位器抖动。

基于特征通流面积的汽轮机流量特性辨识方法

对于长期运行后的机组,经常出现汽轮机某些阀位区间负荷响应良好而某些阀位区间负荷响应不理想,究其原因为汽轮机调节阀组的流量特性发生偏离。为使汽轮机流量特性的设定与实际相匹配,本文通过对某660 MW机组汽轮机运行历史数据的挖掘和分析,结合其特征通流面积的特点,提出了一种新的流量特性曲线辨识方法。应用结果表明:该方法可有效辨识出汽轮机额定主蒸汽压力下的流量特性曲线;分段线性优化了流量管理函数;提高了顺序阀模式下汽轮机整体流量特性线性度;重新确定了阀间重叠度,为同类机组汽轮机的流量特性曲线辨识优化提供了参考。

大型汽轮机顺序阀方式投运试验

大型汽轮机顺序阀方式投运时可能会出现诸多异常现象,它们的存在威胁着机组的安全运行。从3个方面扼要地总结了顺序阀方式投运时出现异常现象的原因,提出了在顺序阀方式正式投运前要进行顺序阀方式投运试验,该试验共包括6项子试验,都一一对此进行了详细阐述。应用实例表明,大型汽轮机顺序阀方式投运试验能提早暴露顺序阀投运过程中的众多问题,确保顺序阀方式投运过程的安全。

600MW汽轮机的阀门管理与调节级特性

DEH调节系统的阀门管理提供了改善调节级特性的空间。选择合适的调节阀重叠度能够提高调节级效率;合理的开启顺序可以减轻轴承载荷。给出了合适的阀门管理参数。

基于带死区投影分段线性化方法建模的汽轮机调门流量特性优化

针对火电机组运行过程中因高调门实际流量特性与DEH设定的理论流量特性函数差异过大,而导致的机组负荷跳变、调门抖动、AGC负荷控制精度和一次调频能力不佳的问题,依据调门实际流量特性,基于带死区投影算法分段建立汽机调门开度-流量指令的线性化模型,结合汽机调门进汽量和阀切换的离散化机理公式,计算单阀和顺序阀方式下的调门流量特性函数。最后,通过在某200 MW机组实际应用,验证了该方法的可行性。

新型汽轮机调节汽阀流量特性曲线优化方法

针对数字电液控制系统(DEH)流量分配函数和调节汽阀流量特性曲线预设值偏离实际工况的问题,利用流量和热双平衡法得到准确的主蒸汽流量,并采用流量-背压修正函数对调节汽阀总开度指令进行修正,得到优化后的流量分配函数和调节汽阀开度-流量特性曲线。将优化前、后的特性曲线进行对比,并将优化后的特性曲线用于DEH,同时投入自动发电控制(AGC)功能。应用结果表明:优化后的调节汽阀总开度-主蒸汽流量特性曲线的线性度优于优化前,消除了原特性曲线拐点;在增、减负荷过程中汽轮机主控指令曲线、负荷指令曲线与实际曲线较吻合,且在调节汽阀开启过程中机组负荷、主蒸汽流量等主要参数基本无波动,控制平稳。因此,该优化方法有效、可行。

基于数字插装阀技术的调速系统在水电工程中的应用优势——以白俄罗斯维捷布斯克水电站为例

针对工程实践中灯泡贯流式机组因低水头、大流量、机组转动惯量小而难以控制等问题,以白俄罗斯维捷布斯克水电站机组调速系统为研究对象,介绍了基于数字插装阀技术的调速系统结构和基本原理,分析了数字插装阀技术解决上述问题的相关策略和优势。详细地分析了维捷布斯克水电站调速系统在解决甩负荷过程中过速及低频灭磁问题的有效方法,梳理了插装阀技术在水电站调速系统中应用的优势。结果表明数字插装阀技术作为一种新型调速器控制技术,在解决贯流式机组难以控制等问题中具有较好的工程应用价值。

具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程计算

在水电站设计中,以新型调压阀及其控制系统替代传统调压井具有显著经济效益。基于自行研制的带调压阀的水轮机调速器实时仿真系统和包含水轮机、发电机、引水系统、水轮机调速器等环节在内的水轮机调节系统过渡过程计算软件,采用水轮机流量、力矩特性矩阵法表征水轮机动态特性,建立了刚性水击条件下一洞多机输水系统的数学模型;对带有主配压阀非线性特性的PID调速器,建立了带调压阀的转桨式水轮机调节系统数学模型。研究表明:通过计算只要保证水轮发电机组启动、空载扰动、带负荷、甩负荷自动调节工况下,水轮机调节系统过渡过程满足稳定运行要求,水电站就可以采用调压阀而不设调压井。最后,计算了某具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程,该电站水流惯性时间常数高达27 s,装有2台转桨水轮机、1台定桨式水轮机。计算结果表明,以调压阀代替调压井后,该水轮机调节系统稳定,满足调节保证要求。

调节阀特性非线性补偿对动态特性影响的仿真研究

调节阀特性非线性将影响机组的稳定运行,必须通过非线性补偿,使机组的静态特性线性化。液压调节系统通过凸轮转角与阀门升程特性的调整实现线性化,数字电液调节系统通过非线性补偿函数实现系统特性的线性化。通过计算机仿真,对不同补偿方式时系统的动态特性进行了研究,结果表明,当油动机滑阀没有限幅时,两种系统的补偿环节对动态特性没有影响;当油动机滑阀具有限幅时,数字电液调节系统补偿特性对系统的动态特性具有重要的影响,为了保证系统的稳定,必须限制补偿环节的斜率或者负荷扰动的幅值。为调节系统补偿环节的设计提供了理论依据。

喷嘴+补汽新型调节技术的经济性分析

为了保持喷嘴调节汽轮机组部分负荷工况下主蒸汽压力高的优点,同时减弱调节级效率低对高压缸通流效率的影响,有效提高汽轮机组部分负荷工况下的经济性,本文在分析研究了现有汽轮机进汽调节技术的基础上,提出了喷嘴+补汽新型调节技术。以超临界660 MW机组为例,分别分析喷嘴+补汽调节和单一补汽调节对汽轮机热力特性和经济性的影响。结果表明:喷嘴+补汽调节机组和补汽调节机组在90%THA工况附近经济性相当,随着负荷的降低,喷嘴+补汽调节机组经济性优于补汽调节机组,且这种优势逐步加大;全年负荷范围为40%THA～85%THA的机组,采用喷嘴+补汽调节的经济性更高。

10MW工业汽轮机速关阀与调阀内流动和噪声计算分析

针对改进进汽段的设计、提高机组经济性、降低机组噪声的目的,用数值方法研究了10 MW给水泵汽轮机组速关阀和调阀系统的全开工况下的流动和噪声。求解了全三维N-S方程和k-ε湍流模型得到进汽系统内部的稳态流场,从流场的速度分布云图、湍动能分布云图和涡量分布云图出发,分析了压力损失产生的原因,将瞬态分析得到的流体边界压力随时间的脉动通过傅里叶变换,转换成频域下的声压值,得到进汽系统内各个壁面的二级子噪声源的分布云图,并分析了调阀喉部处各频率下的声压大小。研究结果表明,进汽系统内的总压损达6.06%,其中速关阀部分产生的压损为1.98%,调阀部分产生的压损为4.08%,调阀喉部及折弯处为气动噪声辐射的主要位置,噪声辐射能量最大的频率为30 Hz。

600MW汽轮机滑压运行调节阀运行方式的研究

以N600-16.7/537/537型机组为例,研究滑压运行时不同的调节阀运行方式的经济性,计算比较机组由三阀全开转换到四阀全开时,调节级理想焓降的变化;计算比较由三阀全开转换到前3只阀门全开,4号阀部分开启时,综合考虑调节级理想焓降和节流损失得出其经济性变化;计算比较由三阀全开转换到四阀均部分开启,且保持相同的开度时的经济性;再比较机组由三阀全开转换为只开两阀时的经济性,发现调节阀并不是开的越多越好,确定了该机组最佳滑压运行时的阀序运行方式,也为理性地定义滑压调节和调节阀控制面积的设计提供参考。

基于超平面原型聚类的水轮机调速系统模糊模型辨识

针对水轮机调速系统的辨识难题,提出了1种基于超平面原型聚类的T-S模糊模型辨识方法.基于局部模糊模型线性度的重要性,推导出1种基于超平面的模糊聚类算法.该算法以优化局部模型线性度为目标,进行模糊模型前提结构辨识,能使局部模型具有良好的线性度;它应用变尺度混沌优化方法搜索最优聚类结果,避免陷入局部极小;应用最小二乘法实现模糊模型结论参数辨识.以某水电厂水轮机调速系统为对象,采用该方法建立了T-S模糊模型,并对其进行了辨识和对比试验.结果表明:建立的T-S辨识模型具有较高的辨识精度及较强的泛化能力,提出的模型辨识方法有效可行.

东芝600MW汽轮机DEH性能对比分析

通过对北仑电厂和韩城第二发电有限责任公司引进的东芝600MW汽轮机DEH的比较,展示了汽轮机液压控制系统的技术发展。新一代的汽轮机DEH控制简单、调节灵活、快速,使汽轮机液压控制水平得到很大提高。

汽轮机调节阀门波动的原因分析

针对采用数字电液控制系统的汽轮发电机组在运行中出现调节汽门波动的问题,通过对数字电波控制系统调节回路各环节的分析,找出了阀位反馈装置工作不正常是造成该问题的主要原因,并结合位移传感器的结构和运行中可能出现的问题,提出解决方法。

合理确定汽轮机调节阀开关时间的标准

确立汽轮机调节阀开关时间的合格标准十分必要。介绍了影响汽轮机调节阀正常开关时间的因素,讨论了调节阀正常关闭时间与汽轮机转速飞升的定量关系,给出了合理确定汽轮机调节阀开关时间标准的方法,结合当前实际情况,确定了汽轮机调节阀开关时间的合格标准。