现场汽轮机调速汽门流量特性曲线的测定方法分析

　　汽轮机调节系统(DEH)是汽轮机的“心脏”，通过改变调速汽门的开度，调整进汽量，使发电机输出电功率满足用户需要。汽轮机调速汽门(简称“调门”)流量特性曲线在汽轮机调节方面的作用至关重要，一方面DEH的转速控制、负荷控制、机组功率估算均以调门流量特性曲线为基础，尤其是国产机组的控制，一般以调门特性曲线作为前馈进行调节;另一方面，机组在完成阀门切换、一次调频试验等工作时，需要调门特性曲线的支持。现场由于安装或设备改型原因，经常发生调门流量特性曲线设定与实际不一致的情况，导致机组主机调节发生响应迟缓或过度的问题，因此必须精确测定调门特性曲线。

　　一、汽轮机功率调节分析

　　汽轮机的速度级又称为调节级，对于多级汽轮机是指采用喷嘴调节汽轮机的第1个做功级。汽轮机在调节进汽量时，一般通过改变调门通流面积进行调节，调节级采用分进汽方式(其它压力级为全周进汽)直接参与汽轮机的功率调节。对于喷嘴调节的机组，其调门一般分为2个工作区间，在调门通流拐点前，其通流流量与开度变化呈线性关系，在调门线性调节范围区，机组通流量可达到85%～90%, 在调门开度超过拐点后，调门以较大的开度控制剩余的10%一15%蒸汽流量。典型调门流量特性曲线见图1。

　　根据弗留格尔公式，在汽轮机各通流情况确定的前提下，喷嘴调节多级汽轮机的调节级压力与蒸汽流量成比例关系。试验时如果能够实现单个调门的全行程活动，其调节级压力变化将反应机组负荷的变化，同时反应机组蒸汽流量变化。所以，通过记录单个调门的不同开度和机组调节级压力的变化，可以反映机组调门通流情况，这为机组现场测试机组调门流量特性曲线打下了理论基础。

　　二、常规的测定方法

　　为了准确测定调门特性曲线，现场一般采用记录汽轮机前主蒸汽压力、机组负荷、调门开度等参数，并通过调整调门开度的方式进行试验。试验过程中要求主蒸汽压力稳定，仅操作单个调门，此时机组负荷变化反应出了调门通流变化情况。如此重复试验直至得到调门全行程的通流情况及特性曲线。

　　此种试验方法一般要求机组的主蒸汽压力稳定，机组的阀门开度变化可直接改变蒸汽流量，同时改变主蒸汽压力。如果锅炉依靠燃烧稳定试验压力需要较长时间，会造成整个试验的时间很长。另外，调速汽门的开度改变会造成机组的主蒸汽流量变化，而主蒸汽流量变化需要一定的延时才会反应到机组负荷，这也是机组试验过程中必须考虑的因素，所以该试验方式在现场应用的准确性会有所下降。