一、前言 現代大、中型發電機組中汽輪機均采用數字式電液調節系統（DEH）進行控制，各進汽閥門是由電信號控制、高壓油動機驅動。其中進汽閥門的管理顯然是DEH 系統的重要功能，特別是實現順序閥/單閥的無擾切換，需要準確而科學的順序閥控制管理程序。從而保證機組在運行方式的切換過程中能正常穩定的運行。由此可知順序閥門切換控制是DEH 調試的一項重要內容。 二、DEH 閥門管理功能 新建機組在試運期間（半年時間）一般采取全周進汽的單閥運行方式，單閥方式下，蒸汽通過高壓調節閥和噴嘴室，在360°全周進入調節級動葉，調節級葉片加熱均勻，有效地改善了調節級葉片的應力分配，有利于葉根和輪緣部分的機械載荷的分布，有利于機組運行初期的磨合。另外在機組啟動過程或調峰方式運行時，需要較快的改變負荷，也同樣需要采用單閥控制。但單閥運行，所有調節閥均部分開啟，節流損失較大。機組運行要求盡量減少調節閥門的節流損失，提高汽輪機的效率。通常閥門的節流損失在閥門接近全關或全開時達到最小。順序閥方式則是讓調節閥按照預先設定的次序逐個開啟和關閉，在一個調節閥完全開啟之前，另外的調節閥保持關閉狀態，蒸汽以部分進汽的形式通過調節閥和噴嘴室，節流損失大大減小，機組運行的熱經濟性得以明顯改善。有數據表明，在50%負荷下，采用順序閥方式運行比單閥方式運行，機組的熱效率可提高至少3%。 因此在機組運行過程中，為了提高機組熱效率，需要在單閥控制方式和順序閥控制方式之間相互切換。其實質是通過噴嘴的節流配汽（單閥控制）和噴嘴配汽（順序閥控制）的無擾切換，解決變負荷過程中均勻加熱與部分負荷經濟性的矛盾。這樣就要求有一套完整精確的閥門管理程序來實現在不對機組運行產生擾動的情況下，進行單閥和順序閥控制的平衡切換。 三、閥門切換控制原理 單閥/順序閥切換就是按照上述思想設計的，單閥系數乘以單閥開度指令與順序閥系數乘以順序閥開度指令相加后得到的就是各個閥門實際的開度指令。單閥指令和順序閥指令是當前負荷指令分別經過單閥曲線和順序閥曲線轉換后得出的。 在實際的閥門切換過程中，上述分析中的假設條件是難以成立的，所以不可避免地會有負荷擾動；但如果投入閉環控制，負荷擾動在一定程度上可以得到改善，即如果投入功率閉環回路，當實際功率與負荷設定值相差大于4%時，切換自動中止；當負荷調節精度達到3%以內時，切換又自動恢復。投入調節級壓力控制回路或協調控制回路與此類似。 四、應用 華能岳陽電廠二期擴建工程（2×300MW）汽輪機是由哈爾濱汽輪機廠生產的N300-16.7/537/537型亞臨界、中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽單軸反動凝汽式汽輪機組。其順序閥的開啟順序（見圖1）為GV#1/GV#2→GV#4→GV#5→GV#6→GV#3即GV#1和GV#2同時開啟，然后是GV#4、GV#5、GV#6開啟，GV#3最后開啟。關閉順序與此相反。單閥/順序閥切換時間為3.3分鐘（可調）；操作人員選擇“順序閥請求”后，發出“閥切換開始”。這時開始閥切換，單閥系數從100%逐漸減小，多閥系統從0%逐漸增加。在切換過程中，可以按“閥切換暫停”停止閥切換，保持原位；按“閥切換開始”又開始閥切換或選擇“單閥請求”，返回單閥控制方式。當順序閥系數大于99.9％且單閥系數小于0.1%時，順序閥切換完成。圖2表示，各個閥門實際的開度指令等于單閥系數乘以單閥開度指令與順序閥系數乘以順序閥開度指令相加。其中單閥開度指令和順序閥開度指令是當前負荷（流量）指令分別經過單閥曲線（圖3）和順序閥曲線（圖4）轉換后得出的。 圖1 300MW汽輪機閥門/噴嘴布置 圖2 順序閥切換的邏輯程序 圖3 300MW汽輪機單閥流量曲線 圖4 300MW汽輪機順序閥流量曲線 在單閥向順序閥切換過程中或閥門已處于順序閥方式時，如果汽機跳閘或出現任一個GV緊急狀態，即實際閥位和閥位指令之間偏差大于設定的限值，則強行將閥門置于單閥方式。這種情況下強制成單閥方式可以減小負荷擾動。 在切換過程中，勢必有些高調門要經歷高斜率區，此時閥門開度指令變化極快，而閥門開關速度跟不上，導致開度指令與閥位反饋瞬間出現較大偏差。程序中設定只要閥門開度指令與閥位反饋偏差達5%時即輸出閥門故障信號，終止順序閥與單閥控制之間的切換。 在順序閥控制方式下，若順序閥流量曲線不夠準確，在特定的工況下，閥門會出現較大范圍的抖動。這時需要仔細的修正流量特性曲線。也需注意機組升負荷率的限制，減小熱應力，延長機組壽命。 五、結束語 汽輪機閥門切換管理程序涉及到多種運行工況，切換過程需注意負荷、汽壓的波動，也必須密切關注閥門的動作狀態等。廠方提供的流量曲線因為機組安裝或其它原因極可能會出現實際數據與設計數據出入較大的現象。調試時，需仔細整定各種參數，保證機組運行穩定。總之，汽輪機的閥門管理是DEH中較為復雜和非常嚴謹的程序，必須熟悉控制原理，注意各工況的變化，以科學、嚴謹的態度反復試驗，認真調試。