北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂1 号机组为300 MW供热机组，配备哈尔滨锅炉厂有 限责任公司生产的HG-1025/17.5-YM11型自然循 环、单炉膛、一次中间再热、平衡通风汽包锅炉；汽 轮机为东方汽轮机有限公司生产的C300/235-16.7/ 0.35/537/537型单轴、高中压合缸、亚临界、一次中间 再热、2缸2排汽、采暖用可调整抽汽凝汽式汽轮机。

汽轮机高压进汽配备2 个高压主汽门（MSR， MSL）及4个高压调速汽门（GV1—GV4），有全周进 汽或部分进汽2种方式；中压进汽配备2个中压联 合汽阀，进汽方式为全周进汽^[1]。DCS控制系统为 GE新华XDPS400+系统，DEH控制系统为ABB IN⁃ FO-90系统。高压进汽设有单阀和顺序阀2种运行 方式，顺序阀开启顺序：（CV1+CV2）→CV3→CV4。目前，机组通常采用AGC运行方式，DEH接收DCS 汽轮机主控指令控制汽轮机运行。 2 故障现象

1号机组投产后不久，顺序阀方式运行、综合阀 位指令在68%或87%附近时，高压调速汽阀经常出 现振荡现象，越过该2点阀位，控制系统又恢复正 常，现场临时采取了尽量避开68%及87%综合阀位 的运行控制方式。机组投产运行以来共发生过2次 调速汽阀阀杆断裂故障，阀门频繁振荡是影响因素 之一^[2]。为了满足电网公司的要求，机组后来投入 AGC方式运行，常常引起高压调速汽阀大幅振荡情 况。

通过查看历史记录，发现当综合阀位指令达到 68%或87%时，几乎每次都会引起阀门振荡，且故障 发生时高压调速汽阀、机组负荷、综合阀位指令均 同时振荡，负荷、阀门的振荡幅度都达到14%。2013 年4月，1号调速汽阀阀杆断裂，3阀运行时（阀位指 令在87%附近）高压调速汽阀的振荡幅度达到了 35%。调速汽阀振荡影响机组的正常调节功能，严 重威胁机组的运行安全，AGC运行方式下发生发散 振荡时不得不将机组控制方式切为手动调整^{[3, 4]}。 高压调速汽阀典型振荡曲线见图 1。

图 1(Figure 1)

图 1 高压调速汽阀典型振荡曲线

通常，造成汽轮机组调速汽阀摆动的原因有以 下几个方面：

（1） 抗燃油中混入大量空气，EH油压波动。

（2） LVDT杆松动或信号线路存在问题；指令 存在干扰；2组LVDT切换不当。

（3） 伺服阀接线松动；伺服阀零偏设置过小(小 于1 mA)；司服阀卡涩。

（4） 控制参数设置不当，一次调频的频差计算 设置过大。

（5） 机组功率信号不稳定。

（6） 阀门磨损严重、特性曲线设置不当等。 3.2 振荡原因分析

对上述影响因素逐一进行了排查：首先对控制 回路进行检查，通过对单阀运行的历史记录进行分 析，排除了硬件、控制回路、信号干扰及EH油压波 动等可能性；通过分析历史记录，发现调速汽阀振 荡时一次调频不一定动作，因此将原因确定为调速 汽阀特性曲线参数设置存在问题^[7]。经检查阀门特 性曲线，发现68%、87%综合阀位分别是第3个调速 汽阀（CV3）、第4个调速汽阀（CV4）刚过死区开始进 汽位置，即上、下级阀门的交叉点。修正前高压调 速汽阀流量特性分别见表 1、图 2。

表 1(Table 1)

表 1 修正前高压调速汽阀流量特性参数

表 1 修正前高压调速汽阀流量特性参数

图 2(Figure 2)

图 2 顺序阀时高压调速汽阀流量特性曲线（修正前）

从图 2可以看出，在CV1和CV2还未进入大开 度区域（CV1和CV2还有较强调节作用）时CV3就已 开始开启，造成阀门重叠区域的函数曲线大大偏离 了阀门实际流量特性曲线，使得实际流量超过了综 合阀位流量指令的要求，蒸汽流量的急剧变化造成 机组功率突变、过调。由于机组功率为闭环控制，在 控制系统自动调节作用下，调速汽阀会反复动作、大 幅振荡，严重时甚至造成振荡发散的情况^{[7, 8]}。CV4 也存在同样的问题，因此决定对机组阀门特性曲线 进行修改，以延后CV3、CV4的开启位置。 4 高压调速汽阀流量特性曲线修正 4.1 参数修正方法

从图 2发现，CV1和CV2大开度区域拐点坐标 为（67.951，39.143），因此CV3的开启位置应当在此点之后,即综合阀位指令应＞67.951%。同样，CV3 大开度区域拐点坐标（85.168，21.0734），CV4综合阀 位指令的开启位置也应＞85.168%。为安全起见， 经咨询汽轮机制造厂家，厂家亦对调速汽阀函数特 性曲线进行了核对、修改，且基本与现场曲线一 致。最后又征求了内蒙古电力科学研究院有关专 家的意见，最终决定将高压调速汽阀流量特性参数 修订为如下数值（见表 2）。修正后顺序阀时高压调 速汽阀流量特性曲线见图 3。

表 2(Table 2)

表 2 修正后机组高压调速汽阀流量特性参数

表 2 修正后机组高压调速汽阀流量特性参数

图 3(Figure 3)

图 3 顺序阀时高压调速汽阀流量特性曲线（修正后）

修正后，CV3开启位置的综合阀位由64%推后 到70%，CV4由81%推后到90%。从修正后的函数 曲线可以看出，CV3、CV4的开启位置都已进入到前 一阀的大开度区域，如果考虑阀的死区，实际进汽 位置还要推后。修正后经过3个多月的观察，机组 再未出现过调速汽阀、负荷的摆动现象，而且机组的一次调频及AGC适应电网变负荷能力也大大提 高。另外，修正后调速汽阀重叠度大大减小，减小 了部分负荷方式下的节流损失，降低了汽耗率。 5 结语

通过修正机组高压调速汽阀流量特性函数曲 线，彻底解决了高压调速汽阀的振荡问题，降低了 调速汽阀的重叠度、截流损失，提高了机组运行的 安全性、经济性。建议继续开展机组高压调速汽阀 重叠度的优化工作，在保证机组稳定运行的前提 下，进一步提高机组运行经济性。