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申请/专利权人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司中南电力试验研究院;大唐三门峡电力有限责任公司

摘要：本发明涉及一种汽轮机甩负荷后转速飞升的静态仿真预测方法，其技术方案是，在静态下预测机组甩负荷后的转速飞升值或评估阀门卡涩、关闭时间超标等对转速飞升造成的量化值，作为评价调节系统动态特性的相关依据，转速飞升预测值准确度高，可用来指导电厂技术人员进行检修，除此之外，还可以用来评估设备改造以后对调节系统动态特性的影响，比如更换高调门，造成阀门关闭时间变化、延时时间τ对于转速飞升的影响，是汽轮机甩负荷后转速飞升预测方法上的创新。

主权项：1.一种汽轮机甩负荷后转速飞升的静态仿真预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：油动机时间常数Tydj、延时时间τ辨识汽轮机组停机状态下，在热工电子间接出以下信号：1号高调门LVDT次级线圈电压、2号高调门LVDT次级线圈电压、3号高调门LVDT次级线圈电压、4号高调门LVDT次级线圈电压、1号再热调门LVDT次级线圈电压、2号再热调门LCDT次级线圈电压、手动打闸信号、发电机并网开关动作信号、OPC信号，再将以上信号接入高速数据采集仪，然后将1～4号高调门、1～2号再热调门开启至全开，操作发电机并网开关动作，使OPC信号动作，然后OPC信号使各调门全关，测取延时时间和调节阀由全开至全关的动作曲线，从而得到油动机时间常数Tydj和延时时间τ，具体方法为：1延时时间τ＝OPC信号动作时间-发电机并网开关动作时间；2油动机时间常数Tydj通过以下传递函数获取： 其中：s为发电机并网开关动作，上述传递函数中，输入是发电机并网开关动作，输出是油动机开度；根据调节阀动作曲线，采用以上传递函数进行辨识，通过改变Tydj的值，使仿真曲线与实际测试曲线接近重合，当仿真曲线和实际测试曲线偏差小于1％时，对应的Tydj即为油动机时间常数；利用上述方法辨识得到4个高调门的油动机时间常数和2个再热调阀的油动机时间常数，分别将4个高调门的油动机时间常数取平均值和2个再热调阀的油动机时间常数取平均值，高调门油动机时间常数平均值用Tgtm表示，再热调阀油动机时间常数平均值用Tztm表示；步骤2：高调门、再热调阀流量特性辨识汽轮机机组在75％额定负荷运行，退出汽轮机功率闭环控制，退出一次调频功能，高调门顺序阀运行，在DEH逻辑中，强制高调门动作，依次将1号高调门、2号高调门、3号高调门、4号高调门由0％开度逐渐开启至100％开度，然后再由100％开度逐渐全关，在DCS系统采集以下相关参数：发电机功率、主蒸汽压力、调节级压力、再热蒸汽压力、3段抽汽压力、综合阀位指令、1号高调门指令、1号高调门开度、2号高调门指令、2号高调门开度、3号高调门指令、3号高调门开度、4号高调门指令、4号高调门开度、1号再热调门指令、1号再热调门开度、2号再热调门指令、2号再热调门开度，按照下述计算方法，分别得到各高调门以及再热调门的流量特性：a、高调门流量特性计算： 式中，Ggtm表示在x阀位处的高调门流量的标幺值，p1p01、p1p00、p1p0x分别表示高调门在全开、全关和x开度下的流量，p1为调节级压力、p0为主蒸汽压力；b、再热调门流量特性计算： 式中，Gzrtm表示在x阀位处的再热调门流量的标幺值，p3cpzr1、p3cpzr0、p3cpzrx分别表示再热调门在全开、全关和x开度下的流量，p3c为3段抽汽压力，pzr为再热蒸汽压力；步骤3：汽轮机级组做功系数计算汽轮机机组在100％额定负荷运行，采集以下运行参数：主汽压力、主汽温度、1段抽汽压力、1段抽汽温度、高压缸排汽压力、高压缸排汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、3段抽汽压力、3段抽汽温度、4段抽汽压力、4段抽汽温度、中压缸排汽压力、中压缸排汽温度、低压缸排汽压力、低压缸排汽温度、发电机功率；查阅汽轮机组热平衡图，得到100％额定负荷以下参数：1段抽汽流量设计值、1段抽汽压力设计值、2段抽汽流量设计值、2段抽汽压力设计值、3段抽汽流量设计值、3段抽汽压力设计值、4段抽汽流量设计值、4段抽汽压力设计值；首先利用水蒸汽特性计算公式，根据蒸汽压力、蒸汽温度得到以上各参数的蒸汽焓值h，然后采用以下计算方法，计算得到各级组做功系数： 上述公式中：Dzq为主蒸汽流量；D1cs为1段抽汽流量设计值；D2cs为2段抽汽流量设计值；D3cs为3段抽汽流量设计值；D4cs为4段抽汽流量设计值；hzq为主蒸汽焓值；h1c为1段抽汽焓值；hgp为高排蒸汽焓值；hzr为再热蒸汽焓值；h3c为3段抽汽焓值；hzp为中压缸排汽焓值；hdp为低压缸排汽焓值；p1c为1段抽汽压力；p1cs为1段抽汽压力设计值；p2c为2段抽汽压力；p2cs为2段抽汽压力设计值；p3c为3段抽汽压力；p3cs为3段抽汽压力设计值；p4c为4段抽汽压力；p4cs为4段抽汽压力设计值；步骤4：汽轮发电机转子时间常数Ta获取获取汽轮机高压转子、汽轮机低压转子、发电机转子的转动惯量数据，然后按照下述公式计算得到汽轮发电机转子的时间常数： 式中：J1—高压转子转动惯量；J2—低压转子转动惯量；J3—发电机转子转动惯量；w0——汽轮机额定转速；N0—汽轮机额定输出功率；步骤5：高压缸前汽室时间常数TCH、再热器时间常数Tzr和抽汽回热加热器惯性时间常数Tr的获取高压缸前汽室、再热器、1段抽汽管、2段抽汽管、3段抽汽管、4段抽汽管均可以认为是典型的惯性环节，其传递函数由下列公式获取： G1cs输入是1段抽汽逆止阀开度，输出是1段抽汽压力； G2cs输入是2段抽汽逆止阀开度，输出是2段抽汽压力； G3cs输入是3段抽汽逆止阀开度，输出是3段抽汽压力； G4cs输入是4段抽汽逆止阀开度，输出是发电机功率； GCHs输入是高调阀开度，输出是发电机功率； Gzrs输入是高调阀开度，输出是再热压力；在机组运行期间，辨识得到上式中的T1c、T2c、T3c、T4c、Tzr、TCH，具体方法为：1汽轮机机组在100％额定负荷运行，DEH阀位控制、单阀开启方式下，总阀位指令2％阶跃扰动，得到发电机功率变化曲线、再热压力变化曲线，利用Simulink模型，辨识得到高压缸前汽室时间常数TCH和再热器时间常数Tzr；2机组运行期间，分别关闭1段抽汽逆止阀、2段抽汽逆止阀、3段抽汽逆止阀、4段抽汽逆止阀，1段抽汽压力、2段抽汽压力、3段抽汽压力、4段抽汽压力的变化曲线，利用Simulink仿真模型，辨识得到各段抽汽回热加热器惯性时间常数T1c、T2c、T3c、T4c；步骤6：通过传递函数得到转速飞升预测值通过传递函数Gs得到转速飞升预测值，传递函数Gs如下： 式中：Gs为转速飞升预测值，f1s、f2s为步骤2中高调门、再热调阀的流量特性公式，s为发电机并网开关动作；Kδ为转速不等率的倒数；w0为汽轮机额定转速。

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