（呼和浩特热电厂内蒙古呼和浩特010080）
摘要：随着人类生活水平的提高，人们对电力系统的要求也就随之增高。汽轮机阀门的流量特性是维持电力系统稳定的关键性因素，是当下电力系统中需要尤其控制的要素。文章从实际出发，结合大量的理论研究背景，研究了汽轮机阀门的流量特性对于电力系统的相关影响，并针对其中存在的一些问题提出了相应的改进措施和方案，希望能够推动电力系统的进步与发展。
关键词：汽轮机；流量；电力系统；影响；控制措施
前言
我国电力系统在近年来由于低频振荡多次引发了电网事故。电网以及并网机组的安全稳定性会受到电力系统的低频振荡的严重影响。当电网的稳定性遭到一定程度的破坏时，人民生活水平以及国民经济都会受到严重损失。目前，还不能明确电力系统低频振荡的机理和起因。从电力系统强迫振荡理论来看，当系统持续的周期性功率扰动频率接近于系统功率振荡固有频率时，会产生大幅度的功率振荡，扰动引起的响应在与扰动变化规律相关的同时，还与电力系统本身的特性相关。因此，对汽轮机阀门流量的特性进行相应的分析相当关键。
1汽轮机的阀门流量特性分析
我厂2×350MW供热机组，汽轮机采用哈尔滨有限责任公司制造的CZK350/320-24.2/0.4/566/566型超临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷、采暖供热抽汽式汽轮发电机组。
从汽轮机的组成来看，汽轮机的流通部分则是主要根据经济功率而进行设计的，喷嘴配气的方式是其最重要的顺阀形式，汽轮机的第一级是调节级，调节级的主要形式是喷嘴组，当系统中的蒸汽在经过主汽门后才能慢慢同向调节级，所以从一定意义上说，嘴配汽在部分电荷运行的时候其经济性能是比较良好的，但是，从其设计的原理来看，各个喷嘴之间是存在一定的间壁的，虽然各个气门都打开，但是还是很有一部分的不能进气，在这样的背景下，我们可以假设调节级为四个喷嘴组，并将第一、第二调节的气门打开。当新的蒸汽经过主汽门和全开门之后，压力会由原来的P0转变为P2，当△ht1=△ht2时，第三调节的气门其蒸汽流会变大，调节级后的空间是相通的，级后的压力P2是一致的，两股不同的气流膨胀值同为P2，经过调节级的汽室再进行混合然后进入第一压力级。
2阀门流量特性优化方法
不难看出，阀门是具备其本身的流量特征的，这是一个客观存在的事实，不可能轻易发生改变。想要优化阀门的流量特征曲线最直接的办法就是优化它们的实际流量特征曲线，优化办法是不相同的。因此，这种优化在一定程度上存在复杂性及难操作性。综上，我们只能根据实际的阀门流量曲线来判断和识别，管理流量曲线从而优化阀门流量，稳定电力系统。具体的操作思路是：在优化流量曲线之前，根据前人总结和测试的各个电力系统的不同阀门运行时的实际流量特征所绘制的流量特征曲线来作为优化阀门管理曲线，然后通过下达指令来实现。这里所说的指令不是普通意义上的指令，而是专业的流量指令一阀门开度指令。在这种思路操作之下，我们便能够实现对阀门管理曲线的优化，从而控制汽轮机蒸汽流量，控制电力系统稳定发展。除此之外，汽轮机阀门流量曲线也需要根据不同的阀门曲线比如单、顺阀的关系来优化进行。到目前为止，主要存在单、顺阀按一定比例设置，在已经研究出的理论中，管理曲线有两种形式，一种是单、顺阀之间采用比例、偏置修正模式；还有一种就是单、顺阀不同的阀门之间采用不同的管理曲线。
事实上，我们根据这些测试得出的关系曲线可以看出，汽轮机阀门开度与进人汽轮机的蒸汽流量是呈现非线性关系的。调节阀门的流量特征曲线是调节汽轮机的实际调节系统的重要方法，根据这种调节，将流量指令改变，从而成为了与之相对应的阀位指令。在现实的生活生产操作中，应用汽轮机调速模型是必不可免的，在这种情况下，通常不区分流量指令和阀位指令。因此，在汽轮机模型当中的阀门流量特性实际上是与等效阀位与蒸汽流量间的关系相互对应的。通常，人们是通过汽轮机生产厂家所提供的汽轮机技术参数来确定汽轮机阀门流量特性曲线的。汽轮机阀门流量特征曲线在理论上是能够与阀门实际特性相对应得，因此在这种情况之下，通常忽略系统所受的流阀流量特征的影响。在这种情况下要给汽轮机和它的调速系统建造模型就必须要考虑汽轮机调节阀门流量特性对它的的影响。
3对于汽轮机改进的相关措施分析
汽轮机阀门流量设置依然存在着很多问题，对其改进需要大量的实验数据，经过大量的仿真训练以及实践经验我们可以明显地得出以下的相关结论。如果机组的功率发生较大的变化时，为了能够将这种波动更好的平息，汽轮机将会将负荷激动控制自动切换为手动控制，但是从目前的情况来看，这种切换是需要通过人工手动来完成的，这就在很大程度上增加了一些非常不确定事件的发生，也在一定程度上加剧了电力系统的不稳定性。因此，在进行汽轮机改造的过程中，人的因素也是不容忽略的，要将这一要素考虑在内。
从相关的改进措施来思考，控制器的过度调节也能引起功率的持续波动，所以，在具体的改进措施中，对于汽轮机所配备的控制系统可以通过比例--积分--微分这一方法来增加对其的限制速率措施，通过对速率的限制可以来限制整个系统的过度调节行为。在对系统进行这种限制调整之后，如果汽轮机的控制策略在阀门流量特性出现不太好的情况时，可以减小控制器的过调现象，从而起到组织汽轮机功率波动的现象，维持电力系统的稳定性。此外，在设计过程中，只有将改进的策略和原始的控制策略都处于正常状态时，改进的策略才能更加凸显出其一定的优质效果。当汽轮机阀门的流量特性和实际的流量特性出现一定偏差的时候，才会显著地影响到汽轮机的安全性以及变负荷的相关能力。
实际上，汽轮机实际调节系统通过设置，阀门流量特性函数，可以将流量指令转换为对应的阀位指令，在汽轮机调速器模型中，可以将流量指令等同于阀位指令。由于汽轮机阀门开度与进入汽轮机的蒸汽流量呈现非线性关系。因此，在对模型中的阀门流量特性进行实际操作时，对应等效阀位与蒸汽流量间的关系。根据汽轮机厂家提供的技术参数能够确定汽轮机阀门流量特性曲线，理论上，阀门实际特性能够对应起来。这样，在多层面的电力体系构建中，可以根据电力的变化情况进行电力的整体影响控制。
结束语
总而言之，汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响十分巨大。为了能够使得整体的电力体系得到相应的完善。需要采用多种不同的方法使得汽轮机的调速系统模型得到初步性的构建。由于汽机制造过程中存在的差异，有相当多的机组存在阀门流量特性曲线设置不合理的情况，有的还严重影响了机组的安全经济运行。同时机组的调门进行检修或更换后，都有可能改变原来的特性曲线，需要进行一定的再调整。为提高机组AGC和一次调频的性能和节能降耗，需要对这些机组进行优化试验。从我们试验和优化后的我厂350MW机组的应用情况看，提高了控制稳定性和运行经济性，值得大力推广。
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