[发明专利]基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法

权利要求书

1.基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法，其特征在于基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法按以下步骤实现：

步骤一：在机组处于负荷运行状态下，将运行方式由顺序阀切换至单阀，将机组负荷升至90％～95％；

步骤二：解除机组协调控制和自动滑压运行控制，在保持机组负荷基本不变的基础上，通过手动减小机组的主蒸汽压力并同时增大机组的综合阀位指令，使机组的4个高压调节阀门达到全开的状态，机组的高压调节阀门在进行大范围变化时，机组的负荷变化在运行规程要求的范围内，通过步骤一和步骤二是否出现负荷突变现象，确定故障原因是在软件方面还是硬件方面：出现负荷突变，则为高调门硬件故障；否则，则为高调门流量特性曲线设计不佳产生的软件故障；

步骤三：将4个高压调节阀门控制模式改为手动调节，实现能够手动单独调整每1个高压调节阀门的开度；然后，以对角进汽为两阀点进汽方式，分别进行不少于3组的两阀全开和三阀全开试验并得到试验数据；通过试验过程中是否出现负荷突变现象以及观察机组高调门的阀杆动作情况进一步对故障进行诊断，确定是否存在系统卡涩和阀头脱落故障；

步骤四：根据弗留格尔公式利用试验数据进行高调门的流量特性计算，进一步提取得到故障特征，确定具体每一个高调门是否存在连接松动故障。

2.根据权利要求1所述的基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法，其特征在于所述步骤二中运行规程要求的范围即不能超过机组的额定负荷，也不能低于保持机组锅炉稳燃的最低负荷。

3.根据权利要求2所述的基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法，其特征在于所述步骤二中突变现象是指如果机组负荷瞬间下降5MW～40MW时即认定机组存在负荷突变故障。

4.根据权利要求3所述的基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法，其特征在于所述步骤三具体为：

步骤三一：#4、#2高调门顺序开启和关闭试验：将机组升负荷至290MW左右，适当降低机组运行主汽压，使机组的四个高调门全部开启；在四个高调门全部开启的基础上，逐步关小#2高调门的开度，最终实现#1、#3、#4高调门完全开启，而#2高调门完全关闭；在#1、#3、#4高调门三阀全开的基础上，逐步关小#4高调门的开度，最终实现#1、#3高调门完全开启，而#2、#4高调门完全关闭；在#1、#3高调门完全开启的基础上，同步关小#1、#3高调门，最终实现阀门开度为30％；当#1、#3阀关闭至30％区间时，适当调整主汽压力，观察机组高调门的阀杆动作情况；

步骤三二：#2、#4高调门顺序开启和关闭试验：在#1、#3高调门开度在30％的基础上，同步开启#1、#3高调门的开度至全开；在#1、#3高调门全开的基础上，逐步开启#2高调门的开度，最终实现#1、#2、#3高调门完全开启，而#4高调门完全关闭；在#1、#2、#3高调门三阀全开的基础上，逐步开启#4高调门的开度，最终实现#1、#2、#3、#4高调门完全开启；当#2和#4高调门开启至30％区间时，适当调整主汽压力，并需观察机组高调门的阀杆动作情况；

步骤三三：#3、#1高调门顺序开启和关闭试验：在上面试验基础上，逐步关小#1高调门的开度，最终实现#2、#3、#4高调门完全开启，而#1高调门完全关闭；在#2、#3、#4号高调门三阀全开的基础上，逐步关小#3高调门的开度，最终实现#2、#4高调门完全开启，而#1、#3高调门完全关闭；在#2、#4高调门全开的基础上，同步关小#2、#4高调门，最终实现#2、#4高调门开度为30％；当#2、#4阀关闭至30％区间时，适当调整主汽压力，并观察机组高调门的阀杆动作情况；

步骤三四：#1、#3号高调门顺序开启和关闭试验：在#2、#4高调门开度在30％的基础上，同步开启#2、#4高调门的开度至全开；在#2、#4高调门全开的基础上，逐步开启#1号高调门的开度，最终实现#1、#2、#4高调门完全开启，而#3高调门完全关闭；在#1、#2、#4高调门三阀全开的基础上，逐步开启#3高调门的开度，最终实现#1、#2、#3、#4高调门完全开启；当#1和#1高调门开启至30％区间时，适当调整主汽压力，并观察机组高调门的阀杆动作情况；

步骤三五：试验结束后，将所有高调门的手动操作设置恢复为自动，将机组切换回顺序阀方式运行；首先，根据观察机组高调门的阀杆动作情况能够判断出机组阀门系统是否存在卡涩故障阀头脱落故障：高调门系统存在卡涩故障时，会出现高调门的开度指令增加而阀杆位置变化缓慢的现象；而当高调门存在阀头和阀杆出现严重脱落问题时，会出现阀门反馈值增加而负荷无变化的现象；

通过试验过程中是否出现负荷突变现象，可以进一步验证步骤二对故障原因的确定结果：出现负荷突变，则为进一步可以确定为高调门硬件故障；否则，则进一步可以确定为高调门流量特性曲线设计不佳产生的软件故障。

5.根据权利要求4所述的基于高调门开关试验的汽轮机顺序阀负荷突变故障诊断方法，其特征在于所述步骤四根据弗留格尔公式利用试验数据进行高调门的流量特性计算，进一步提取得到故障特征，确定具体每一个高调门是否存在连接松动故障具体为：

根据弗留格尔公式利用试验数据对高调门的开度与实际流量(％)的关系进行计算，其普遍公认的实际流量公式的基本形式为：

式中下标“1”代表级组前参数，“2”代表级组后参数；不带“'”为额定工况参数，带“’”为变工况参数；本发明中，G为额定流量，G'为变工况流量，P₁为额定主蒸汽压力，P₂为调节级后压力，P₁'为变工况时主汽压力，P₂'为变工况时的调节级后压力，t₁为额定主蒸汽温度，t₁'为变工况时主蒸汽温度；

定义两个参量：在单个高调门开启和关闭过程中，出现开度在变化而流量却不变化的现象时，所对应的开度区间即为高调门的无流量间隙；高调门的预启阀行程占总阀门行程的百分比即为高调门的无流量特征尺度；当无流量间隙的尺度大于高调门本身预启阀的无流量特征尺度时，即可判断是哪一个高调门存在松动故障。