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1、第40卷第3期汽轮机技术Vol.40No.31998年6月TURBINETECHNOLOGYJun.1998200MW汽轮机调速系统试验及仿真分析唐胜利朱慕铨何祖威(重庆大学)(重庆高等建筑专科学校)(重庆大学)吴英华申志明(贵州电力局电力试验研究所)【摘要】根据机组可测量状况和系统辨识要求,对贵州清镇电厂200MW汽轮机进行了启动前静止试验、升降速试验、负荷扰动试验、甩100MW负荷试验。由现场试验数据辨识出调速系统动态特性参数。应用这些参数,推导出机组甩全负荷时各环节的动态特性常数,并完成了甩100MW、200MW负荷的仿真试验。实践
2、证明,所用方法是可行的,能正确分析汽轮机调速系统动态特性。关键词:汽轮机调速系统试验辨识仿真0前言1现场试验项目汽轮机调速系统动态特性的优劣直接影对贵州清镇电厂8号机,可测量的参数有响到机组的安全。调速系统动态特性的判断转速、中间滑阀位移、1号和2号高压油动机位可以通过理论的计算,也可以直接通过现场移、中压油动机位移、高压缸汽室压力、中压甩负荷试验来进行。但是这两种方法各有其缸汽室压力和中间再热汽室压力。根据这一不足之处,前者不能计及现场存在的各种差条件,参数辨识时将调速系统分成:调速泵、异,有些因素无法按一定规律建立数学模型,调速滑阀和
3、中间滑阀、1号/2号断流滑阀与高后者则现场工作量大、条件局限和存在一定压油动机、断流滑阀与中压油动机、进汽管道的不安全性,而使其受到一定限制。与高压缸汽室容积、中压缸汽室容积、转子6本文研究的方法是利用机理方法导出调大环节。速系统数学模型的结构,再进行一些较方便1.1启动前静止试验和安全的现场试验,依据实测结果,辨识模型操纵启动阀使高、中压油动机全开后再中有关动态特性参数并进行计算机仿真,分全关。测量中间滑阀位移s和油动机位移析和判断调速系统的动态特性。用本方法所m1H、m2H和mL。求得的动态特性参数是以现场实际情况为根1.2升降速试验
4、据的,避免了理论分析考虑不周的缺点,所作操纵高压自动关闭器活动滑阀,令自动的试验较为安全和易于进行。因此,本文探讨主汽门关闭,转速下降;重又开启自动主汽的方法对电厂分析汽轮机调速系统动态特性门,转速上升。测量转速n、中间滑阀和高、中具有重大现实意义。压油动机位移、试验中不能利用启动阀,以免收稿日期:1997-06-03第3期唐胜利等:200MW汽轮机调速系统试验及仿真分析171干扰二次脉动油压。进汽管道和高压缸汽室容积1.3负荷扰动试验d1Tv1+1=H(6)dt机组带上一定负荷,操纵同步器使负荷中间再热器和管道汽室容积产生足够的波
5、动。测量中间滑阀位移、高中压d2Tv2+2=K11-K0L(7)油动机位移、高中压缸汽室压力和中间再热dt器汽室压力。中、低压缸汽室容积d31.4甩负荷试验Tv3+3=K22+K3L(8)dt根据现场条件,机组在滑参数(p0=汽轮机转子10MPa)工况下带100MW负荷,甩掉全负dTa=11+22+R(t)(9)荷。测量转速、中间滑阀位移、高中压油动机dt位移、高中压汽缸汽室压力和中间再热汽室式(1)～(9)中各变量意义为:Ts2、T、Ts1、Ts、压力。本试验除可以获得辨识所需的有关数Ta、Tv1～3分别为断
6、流滑阀、调速滑阀、中间滑据外,还可为仿真结果提供验证的依据。阀、油动机、汽轮机转子、汽室容积时间常数。1、2、、分别为中间滑阀、断流滑阀、调速2调速系统各环节的基本数学滑阀、油动机位移。为相对转速,为速度变模型动率。1～3为调节级、中间再热器、中压缸汽室压力,K0～3、1,2为比例常数,R(t)为负荷扰实际的调速系统的数学模型是非线性动量。的,但由于调速系统的静态特性基本接近于线性,即若将调速系统数学模型在某一工况3调速系统参数辨识方法点线化后,进行各种扰动计算(包括甩全负荷的大扰动计算),所引起的误差并不大,并且,根据汽
7、轮机调节系统特性和试验数据。对调速系统是偏安全的。考虑到精度和计算在经过各种方法试验计算后,选择梯度校正量两个方面的因素,采用了线化的数学模型,法来辨识各环节的特征参数。其寻优方法为同时考虑部件的非线性饱和的影响及纯延迟Powell法。特性的方法建立模型。经过理论分析,推导出由梯度校正法辨识原理,实际系统的输其调速系统各部套的基本方程如式(1～9),入输出量是通过实验从现场测试得到的,而在参数辨识和仿真过程中,再计入延迟和限数学模型所代表的理论上的系统输出量是以幅等非线性因素。实际系统输入为输入,通过计算得到的数学脉冲泵和调速滑阀d模型
8、的输出量,它是理论输出。即通过求解描T+=(1)dt述系统的方程而得到。由于在实际的现场实式(1)可简化为=(2)验过程中,并不能将汽轮机调速系统每一个中间滑阀部套的输入和输出都
