汽轮机调节系统(DEH)是汽轮机的“心脏”，通过改变调速汽门的开度，调整进汽量，使发电机输出电功率满足用户需要。汽轮机调速汽门(简称“调门”)流量特性曲线在汽轮机调节方面的作用至关重要，一方面DEH的转速控制、负荷控制、机组功率估算均以调门流量特性曲线为基础，尤其是国产机组的控制，一般以调门特性曲线作为前馈进行调节;另一方面，机组在完成阀门切换、一次调频试验等工作时，需要调门特性曲线的支持。现场由于安装或设备改型原因，经常发生调门流量特性曲线设定与实际不一致的情况，导致机组主机调节发生响应迟缓或过度的问题，因此必须精确测定调门特性曲线。
一、汽轮机功率调节分析
汽轮机的速度级又称为调节级，对于多级汽轮机是指采用喷嘴调节汽轮机的第1个做功级。汽轮机在调节进汽量时，一般通过改变调门通流面积进行调节，调节级采用分进汽方式(其它压力级为全周进汽)直接参与汽轮机的功率调节。对于喷嘴调节的机组，其调门一般分为2个工作区间，在调门通流拐点前，其通流流量与开度变化呈线性关系，在调门线性调节范围区，机组通流量可达到85%～90%, 在调门开度超过拐点后，调门以较大的开度控制剩余的10%一15%蒸汽流量。典型调门流量特性曲线见图1。
根据弗留格尔公式，在汽轮机各通流情况确定的前提下，喷嘴调节多级汽轮机的调节级压力与蒸汽流量成比例关系。试验时如果能够实现单个调门的全行程活动，其调节级压力变化将反应机组负荷的变化，同时反应机组蒸汽流量变化。所以，通过记录单个调门的不同开度和机组调节级压力的变化，可以反映机组调门通流情况，这为机组现场测试机组调门流量特性曲线打下了理论基础。
二、常规的测定方法
为了准确测定调门特性曲线，现场一般采用记录汽轮机前主蒸汽压力、机组负荷、调门开度等参数，并通过调整调门开度的方式进行试验。试验过程中要求主蒸汽压力稳定，仅操作单个调门，此时机组负荷变化反应出了调门通流变化情况。如此重复试验直至得到调门全行程的通流情况及特性曲线。
此种试验方法一般要求机组的主蒸汽压力稳定，机组的阀门开度变化可直接改变蒸汽流量，同时改变主蒸汽压力。如果锅炉依靠燃烧稳定试验压力需要较长时间，会造成整个试验的时间很长。另外，调速汽门的开度改变会造成机组的主蒸汽流量变化，而主蒸汽流量变化需要一定的延时才会反应到机组负荷，这也是机组试验过程中必须考虑的因素，所以该试验方式在现场应用的准确性会有所下降。
三、改进的测定方法
由弗留格尔公式可知，机组调节级压力的变化会直接反应机组负荷变化，汽轮机调速汽门开度变化会造成主蒸流量变化，同时会快速反应到机组调节级压力。经过试验测定，汽轮机调门开度变化后，调节级压力会在25内做出反应，而机组发电负荷则在15一205才会稳定，这使机组的调节级压力变化可以代表机组负荷及蒸汽流量的变化。
由于调节级压力的快速反应特性，可以近似认为机组阀门调整后2一35内是个瞬态过程，这样通过快速记录调速汽门阀位变化前后的调节级压力，就可以实现机组调门特性曲线的测绘。该试验方法对机组的主蒸汽压力和负荷不敏感，试验过程中对机组主蒸汽压力、负荷稳定性要求相对较低，试验的准确性将有所提高。
在机组各项参数相对稳定并尽可能接近额定值的情况下，单独对一个调速汽门进行开度变化试验，过程中记录机组的主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级压力、机组负荷等参数。试验过程中需要快速读数，但一般DCS操作员站的画面无法满足要求，因此试验一般需要在DCS工程站中对单个调速汽门进行强制指令操作，并读取DCS内部高速采集的实时数据，来保证试验数据的可靠。
为了精确测定机组的调门特性，试验一般取2%开度为一个试验点。例如单个调门原始阀门开度为25%，在记录调节级当前压力(P1)后立即改变2%开度，并在试验调门开度变化后2S内读取调节级压力变化的最大值(P2)，两者的差值△P=|P2-P1|即为机组通流能力变化的特征值。通过记录整组的“特征值”，可以绘制出调门流量特性曲线。
四、改进方法的测定实例
实际测量的试验数据一般采样50点左右。首先，将所有试验数据统一到机组额定蒸汽压力下;然后，将试验计算结果进行归一化运算，使得机组各阀门开度分别对应其通流量百分数;最后，根据开度与通流量数据绘制调门的特性曲线。按照上述试验及数据处理方法，测得了某厂1号机组高压调门流量特性曲线，见图2。
五、结束语
对于喷嘴调节的汽轮机，常规的主蒸汽压力一机组负荷的测试方法存在试验时间长，试验精度差的弊端，为此因此提出了一种新的试验方法，通过记录汽轮机调节级压力与调门开度变化的对应关系，快速、精确的测定汽轮机调速汽门流量特性曲线，这是一种简便易行的试验方法，可以作为成功经验推广。
