0 引言
汽輪發(fā)電機(jī)為了更好地與外部負(fù)載保持穩(wěn)定，常常必須更改其輸出功率，而決策汽輪發(fā)電機(jī)輸出功率的最重要也是最非常容易操控的關(guān)鍵因素是汽輪發(fā)電機(jī)組的進(jìn)汽量?，F(xiàn)階段常用的汽輪發(fā)電機(jī)配汽方法主要包含：噴頭配汽、節(jié)流閥配汽、滑壓配汽、全電五聲調(diào)式配汽、旁通閥配汽。噴頭配汽做為最多見的配汽方法，關(guān)鍵由一部分進(jìn)汽度可變的調(diào)整級(jí)和選用多閥系統(tǒng)軟件的調(diào)節(jié)閥門構(gòu)成。汽輪發(fā)電機(jī)第一通流級(jí)靜葉分為多個(gè)“噴頭組”，與同樣數(shù)目的調(diào)節(jié)閥門相接，閥后室內(nèi)空間互相分隔，容許各噴頭組前創(chuàng)建不一樣的工作壓力，根據(jù)不一樣的總流量，二者共同努力總流量的調(diào)整。
通常噴頭配汽調(diào)整級(jí)動(dòng)葉承擔(dān)較大抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般并不是產(chǎn)生在較大總流量工作狀況下，反而是產(chǎn)生在第二組調(diào)節(jié)閥門將開未開時(shí)。為了更好地?cái)U(kuò)張低負(fù)載節(jié)流閥配汽運(yùn)作段，改進(jìn)調(diào)整級(jí)動(dòng)葉抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)方案標(biāo)準(zhǔn)和氣動(dòng)式環(huán)節(jié)進(jìn)汽加溫勻稱性，設(shè)計(jì)師可選用Ⅰ閥、Ⅱ閥同歩打開，或Ⅰ閥、Ⅱ閥閥后中國(guó)聯(lián)通的方法［1］
Ⅰ閥、Ⅱ閥閥后中國(guó)聯(lián)通的方法可合理減少在低負(fù)載運(yùn)作、小總流量控制時(shí)葉子的汽流彎內(nèi)應(yīng)力，提升發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性穩(wěn)定性。通常一個(gè)調(diào)節(jié)閥門與一個(gè)噴頭組相匹配，2個(gè)流道互不相關(guān)，即閥Ⅰ相匹配噴頭組Ⅰ，閥Ⅱ相匹配噴頭組Ⅱ，下稱原閥，如下圖1（a）；而中國(guó)聯(lián)通閥則是將閥后過流道中國(guó)聯(lián)通，即閥Ⅰ相匹配噴頭組Ⅰ、噴嘴組Ⅱ，閥Ⅱ也相匹配噴頭組Ⅰ、噴嘴組Ⅱ，下稱中國(guó)聯(lián)通閥，如下圖1（b）。那樣不僅減少了葉子抗壓強(qiáng)度，提升了可靠性，并且兩閥中國(guó)聯(lián)通與單獨(dú)大容量閘閥對(duì)比，該構(gòu)造也不會(huì)造成因閘閥總面積擴(kuò)大而提升油動(dòng)因壓力的問題。

圖1 調(diào)節(jié)閥門平面圖

1 中國(guó)聯(lián)通閥的測(cè)算
通常在第一個(gè)閥開啟后，后面閘閥的打開應(yīng)選擇適宜的重迭度，以使總流量可變氣門正時(shí)曲線圖歸一化處理，防止因下一閥開啟前期總流量提升、輸出功率減少造成負(fù)載的晃動(dòng)。針對(duì)文中閘閥，重迭量取8mm，原自力式調(diào)節(jié)閥總流量可變氣門正時(shí)曲線圖如下圖2所顯示，在后面閘閥打開時(shí)總流量曲線圖彈性系數(shù)并不大，總流量銜接穩(wěn)定。

圖2 自力式調(diào)節(jié)閥可變氣門正時(shí)－總流量曲線圖

當(dāng)選用中國(guó)聯(lián)通閥構(gòu)造形式，其總流量的估算與原閥各有不同。閥后噴頭有流量公式
（1）
式中，p1、υ1為噴嘴前、調(diào)節(jié)閥門后蒸氣工作壓力、比容；Fc為噴頭咽喉總面積；μ為噴頭流量系數(shù)；βc為噴嘴彭臺(tái)門指數(shù)。
因?yàn)殚y體的節(jié)流閥功效，露點(diǎn)溫度不會(huì)改變，既有p0v0=p1v1，公式計(jì)算變成
（2）
針對(duì)中國(guó)聯(lián)通閥構(gòu)造，當(dāng)閘閥Ⅰ打開時(shí)，與原閥對(duì)比，這時(shí)噴頭總面積擴(kuò)張為以前的2倍，當(dāng)總流量與原流量同樣時(shí)，閥后工作壓力p1僅有原閥的一半，而調(diào)節(jié)閥門彭臺(tái)門指數(shù)βv也對(duì)應(yīng)更改，因而函數(shù)公式Qv=f（Qvcr，βv）產(chǎn)生變化，如下圖3所顯示。

圖3 具體總流量－臨界值總流量曲線圖

針對(duì)閘閥Ⅰ、閥門Ⅱ：
（3）
式中，QⅠcr、QⅡcr為閥Ⅰ、閥Ⅱ臨界值總流量；βⅠ、βⅡ?yàn)殚yⅠ、閥Ⅱ彭臺(tái)門指數(shù)；QZ為閥Ⅰ、閥Ⅱ流量；Qc為閥后噴頭總流量。
而彭臺(tái)門指數(shù)僅為閥后負(fù)擔(dān)的函數(shù)公式，而閥Ⅰ與閥Ⅱ閥后工作壓力同樣，因而βⅠ=βⅡ=βv，則

圖4 自力式調(diào)節(jié)閥可變氣門正時(shí)－總流量曲線圖比照

又有Qvcr=f（L），再依據(jù)上文獲得的新的函數(shù)關(guān)系Qv=f（Qvcr，βv），聯(lián)馬上能求出閥Ⅰ、閥Ⅱ的流量QZ，則自力式調(diào)節(jié)閥的總流量可變氣門正時(shí)曲線圖如下圖4所顯示。
可以看得出，中國(guó)聯(lián)通閥在閥Ⅱ打開前期發(fā)生了總流量的忽然升高，這也是因?yàn)殚yⅠ相匹配的噴頭總面積擴(kuò)大，在打開全過程中工作壓力隨升程上升較原閥遲緩，在同樣可變氣門正時(shí)時(shí)彭臺(tái)門指數(shù)比原閥要大，因而總流量也相應(yīng)擴(kuò)大。
2 閘閥型線的設(shè)計(jì)方案
為了防止可變氣門正時(shí)為8＜L＜16時(shí)總流量猛增的狀況，需對(duì)目前的閘閥型線作出調(diào)節(jié)，可更改的型線有：閥Ⅰ可變氣門正時(shí)8＜L＜16的型線，或閥Ⅱ升程0＜L＜8的型線。充分考慮構(gòu)造及其任務(wù)量等要素，決策對(duì)閥Ⅰ可變氣門正時(shí)8＜L＜16的型線開展改善。
型線改進(jìn)方式 挑選倒推法，就是以給出總流量可變氣門正時(shí)曲線圖為目標(biāo)函數(shù)，求出幾何圖形管束，對(duì)型線開展調(diào)整，再對(duì)修正后的閘閥型線開展檢算。文中以原閥總流量可變氣門正時(shí)QY為總體目標(biāo)曲線圖，即圖4中“原閥”在可變氣門正時(shí)為8＜L＜16時(shí)的總流量曲線圖，則有

若忽視閘閥型線調(diào)整后產(chǎn)生的危害，用原閘閥型線ΦⅠ值類似替代ΦA(chǔ)，βv值類似替代βAv，則能求出總體目標(biāo)咽喉總面積－可變氣門正時(shí)曲線圖，如下圖5所顯示。

圖5 總體目標(biāo)咽喉總面積－可變氣門正時(shí)曲線圖

在獲得總體目標(biāo)咽喉總面積后，就可以明確閘閥型線，針對(duì)閥Ⅰ新式線在L＜8mm時(shí)保持一致，在L＞8mm時(shí)，依據(jù)幾何圖形計(jì)算方法：
（7）
式中，Y為咽喉空隙距核心間距；Δ為咽喉空隙間距。
調(diào)節(jié)Y與Δ的值，使FAv'相當(dāng)于FAv，并確保型線光潔、持續(xù)，在獲得不一樣可變氣門正時(shí)時(shí)的Y值后，及可構(gòu)建出閘閥型線，如下圖6所顯示。

圖6 新閘閥型線

3 閥門型線的檢算
在獲得新的閘閥型線后，需對(duì)它進(jìn)行再次復(fù)算，以認(rèn)證結(jié)論的準(zhǔn)確度并考評(píng)新式線閘閥的總流量特點(diǎn)。依據(jù)前邊講解的CFD計(jì)算方式，將新式線閥Ⅰ與閥Ⅱ開展聯(lián)算，各自獲得臨界值總流量、彭臺(tái)門指數(shù)等價(jià)，如下圖7、圖8所顯示。
依據(jù)上述數(shù)值并融合之前的公式計(jì)算，可獲得下列表達(dá)式：
（8）

圖7 新式線臨界值總流量－可變氣門正時(shí)曲線圖

圖8 新式線閥后工作壓力－彭臺(tái)門指數(shù)曲線圖

聯(lián)立方程求得以上7個(gè)方程式，獲得Qv=f（L），即新式線中國(guó)聯(lián)通閥的總流量可變氣門正時(shí)曲線圖，如下圖9。從下圖可以看得出新聯(lián)通閥總流量性能曲線圖與原閥在可變氣門正時(shí)L＜16mm時(shí)基本一致，防止了原中國(guó)聯(lián)通閥發(fā)生的總流量折射率凸凹不平的狀況，使總流量在閥Ⅱ打開后有序推進(jìn)，做到設(shè)計(jì)規(guī)定。

圖9 新式線總流量－可變氣門正時(shí)曲線圖比照

4 結(jié)果
為了更好地?cái)U(kuò)張低負(fù)載節(jié)流閥配汽運(yùn)作段，改進(jìn)調(diào)整級(jí)動(dòng)葉抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)方案標(biāo)準(zhǔn)，文中對(duì)調(diào)節(jié)閥門組選用了閥后中國(guó)聯(lián)通的構(gòu)造形式。依據(jù)基礎(chǔ)理論公式計(jì)算推論，融合CFD有限元分析方式獲得了閥體的總流量特點(diǎn)。應(yīng)用倒推法對(duì)閘閥型線開展了改善，以給出總流量可變氣門正時(shí)曲線圖為目標(biāo)函數(shù)，求出幾何圖形管束，對(duì)型線開展調(diào)整，再對(duì)新的閘閥型線開展檢算，獲得了令人滿意的結(jié)論。
論文參考文獻(xiàn)
［1］我國(guó)能源動(dòng)力類學(xué)好．火力發(fā)電廠機(jī)器設(shè)備技術(shù)性指南［M］．北京市：機(jī)械工程出版社出版，2004．