温度裕度在百万机组启动过程中升速率控制的应用摘要：随着科技的发展及社会进步，目前发电机组容量越来越大，300MW、600MW、1000MW甚至更高，机组自动化控制水平也越来越高，尤其是百万机组一键启动自动化控制。本文主要论述应力裕度在百万机组西门子DEH控制系统中一键启动过程中的应用，其中包括高压缸升裕度、高压转子升裕度、中压转子升裕度。关键词：高压缸升裕度;应力裕度;高压转子升裕度;中压转子升裕度：TM311文献标识码：A：1671-2064（2020）13-0110-021应力裕度1.1汽机热应力评估（TSE）的基本功能汽轮机部件受热不均，出现温差就会产生热应力。温差越大，热应力也越大。部件加热时受到压缩应力，部件冷却时收到拉伸应力。而压缩和拉伸应力的不断交错循环，将会导致金属产生疲劳裂纹，消耗设备的使用寿命，并逐渐扩大直到断裂失效。为此，对于汽机的阀体、缸体、转子等厚重部件需要控制热应力。而控制热应力的最好方法就是控制部件内外温差，控制部件内外温差的最好方法则是延缓部件的升、降温速率。西门子DEH的应力评估TSE就是将汽机厂的这些要求转换成程序，测取（或模拟计算）受温度剧烈变化影响的汽机主要厚重部件如高中压主汽门阀体、高中压缸体、高中压转子等部件的内外壁温，然后计算出可能的最大应力（用温差进行表征）并与规定限值进行比较，从而构成汽机监视系统的一部分，并根据应力决定汽机启动过程中的升速率以及变负荷时最大的允许负荷变动率[1]。1.2温度裕度（Margin）温差是用来表征热应力最直接的物理量。为此汽机厂根据各部件的特性，制定了主要厚重部件的温差限制，以期把热应力限制在合理的寿命消耗范围内。温度裕度的计算。其中，横坐标表示部件中心的温度，纵坐标表示温差。两条上下线是汽机厂根据部件特性给出的正、负温差限制值，分别代表机组升、降两个工况下部件最大的允许温差。将部件允许的温差减去部件实际温差（dT）得出的差值就是部件温度裕度Margin。上限温度裕度ddTU=dTpermu-dT;下限温度裕度ddTL=dT-dTpermL。Margin越大，所受的热应力越小;反之，如果Margin越小，说明热应力越大。如果Margin小于0，此时热应力已经超出了厂家的要求，再进行升速或变负荷将会导致超出预期的寿命消耗，减少部件的使用寿命，因此需要限制。2百万机组西门子DEH控制系统中应力裕度的计算2.1高压缸升裕度的计算高压缸升裕度计算主要由高压缸蒸汽温度100%和高压缸蒸汽温度50%温差计算，高压缸蒸汽温度100%温度元件安装在高压缸外缸壁100%处，测量的是高压缸外缸壁受热面温度，高压缸蒸汽温度50%温度元件安装在高压缸外缸壁50%处，测量的是高压缸外缸壁中心温度。高压缸升裕度等于高压缸蒸汽温度50%对应的应力折线函数值减去高压缸蒸汽温度100%和高压缸蒸汽温度50%温差值，高压缸升裕度=高压缸蒸汽温度50%对应应力折线函数值-（高压缸蒸汽温度100%-高压缸蒸汽温度50%），温差越大，高压缸升裕度越小。2.2高压转子升裕度的计算高压转子升裕度主要是通过三个高压缸内缸温度90%来体现，由于高压缸内缸壁和高压缸转子接触的为同一热源，所以高压缸内缸壁和高压缸转子受热面温度相同，因此可以将高压缸内缸壁温度等效代替高压缸转子中心温度显示。百万机组西门子机型高压缸内缸壁90%处位置安装3支独立的温度元件来等效换算为高压转子温度。高压缸转子升裕度等于高压缸内缸壁温度90%三选中后对应一个应力折线函数值减去高压缸内缸壁温度90%三选值与高压缸内缸壁温度90%经过不同占比的一阶惯性修正后的值，即应力折线函数值减去高压缸转子在一定时间内的温度变化值。高压转子升裕度=折线函数值-（高压缸内缸壁温度90%-高压缸内缸壁温度90%一阶惯性修正值）。2.3中压转子升裕度的计算中压转子升裕度计算与高压转子升裕度计算相同。中压转子升裕度主要是通过三个中压缸内缸温度90%来体现，由于中压缸内缸壁和中压缸转子接触的为同一热源，所以中压缸内缸壁和中压缸转子受热面温度相同，因此可以将中压缸内缸壁温度等效代替中压缸转子中心温度显示。百万机组西门子机型中压缸内缸壁90%处位置安装3支独立的温度元件来等效换算为中压转子温度。中压缸转子升裕度等于中压缸...