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267：B文章編號：1007―1881汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性是機組安全運行的基本保障，新建機組都應作動態(tài)甩負荷試驗，以全面了解汽機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性，確保汽輪發(fā)電機組的安全運行。而甩負荷試驗又是一個涉及機、電、爐各方面的綜合性試驗，除調(diào)節(jié)系統(tǒng)的本身特性外，機組其它系統(tǒng)的各項調(diào)整和試驗，也將影響甩負荷試驗的成敗。因此，甩負荷試驗必須進行精細的技術(shù)準備，消除包括設計在內(nèi)的各種己知的將對機組動態(tài)特性產(chǎn)生不良影響的缺陷后，在確保調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)完善、事故預想充分、反事故措施完善的前提下，方可進行甩負荷試驗。 本文結(jié)合北侖發(fā)電廠二期工程3<組甩負荷試驗的實踐，總結(jié)了大型汽輪發(fā)電機組甩負荷試驗的準備、實施及注意事項，供大家。 1機組調(diào)速系統(tǒng)的特點北侖電廠二期工程汽輪機為TC 4一42型、單軸、四缸四排汽、亞臨界、一次中間再熱、沖動、雙背壓凝汽式，設計額定輸出功率為6MW，由日本東芝公司制造。汽輪機控制系統(tǒng)采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡稱DEH），由東芝公司與汽機配套提供。該系統(tǒng)以可編程控制器為基礎，控制精度高，硬件組態(tài)采用雙重結(jié)構(gòu)，控制功能分層實現(xiàn)，可靠性好，執(zhí)行機構(gòu)均為單側(cè)進油式油動機，以高壓抗燃油作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液力工作介質(zhì)。旁路系統(tǒng)由瑞士蘇爾壽公司生產(chǎn)，配套采用AV6控制系統(tǒng)。高壓旁路為一路，容量為在額定參數(shù)下能通過50%BMCR的流量。低壓旁路為二路，容量能通過高壓旁路的蒸汽量加減溫水流量。前者主要考慮質(zhì)量流量的流通能力，后者主要考慮容積流量的流通能力。 11機組的啟動方式TOSHIBA公司機組的典型設計是不帶旁路，由高壓調(diào)門控制實現(xiàn)高壓缸啟動。配備旁路系統(tǒng)后，汽輪機控制系統(tǒng)相應加了帶旁路的高、中壓缸聯(lián)合啟動方式，提高了機組運行的靈活性。因此，機組的啟動及運行分為旁路的投入和退出兩個方式。 無論在機組啟動或正常運行中旁路系統(tǒng)投入與退出的區(qū)別就在于高、低壓旁路調(diào)節(jié)閥是否開啟，若高、低壓旁路調(diào)節(jié)閥任意一只處于未全關狀態(tài)，則機組處于旁路系統(tǒng)投入方式，反之則為旁路系統(tǒng)退出方式。 1.2DEH的甩負荷保護功能該機組采用的DEH控制系統(tǒng)具有汽輪機甩負荷預測功能，以防止機組在甩負荷等惡劣工況下發(fā)生超速事故。 這是在發(fā)電機突然甩負荷時對汽機的一項保護功能，由功率一負荷不平衡檢測回路（POWER―IOADUNBALENCE）實現(xiàn)。PLU檢測回路測取發(fā)電機電流代表功率，測取汽機第一級級后壓力代表負荷；當發(fā)電機功率瞬間減少（變化率大于4C%Ne/ 1ms）或發(fā)電機功率與汽輪機負荷的偏差大于4%Ne時，PLU動作，通過高壓調(diào)門（CV）、中壓調(diào)門（ICV）的快速動作電磁閥（FASV）將CV、ICV快速關閉，以防止汽機超速，此時調(diào)速器設定值（GOV.SET）自動回復至空負荷位置。不平衡信號消失后，調(diào)門開啟維持汽機30/nin運行。系統(tǒng)另外設有*PLUTEST*的按鈕用于檢查該回路的工作是否正常。 2甩負荷試驗的技術(shù)要點負荷試驗的過程包括：試驗方案的制定，調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的整定及靜態(tài)試驗，試驗測試系統(tǒng)及操作系統(tǒng)的準備，機組的聯(lián)鎖保護試驗及甩負荷試驗的實施。 21甩負荷試驗方案的制定（1主設備聯(lián)鎖保護主要考慮機組的機、電、爐大聯(lián)鎖的設計是否能夠滿足甩負荷試驗的要求；旁路系統(tǒng)的設置是否能夠保證甩負荷試驗順利進行。 進行甩負荷試驗必須考慮機組各主輔機、系統(tǒng)對不同試驗方案的適應能力，選擇能夠確保機組和電網(wǎng)安全的試驗方案。一般需要考慮的因素有：旁路系統(tǒng)的運行方式、廠用電切換、機組甩負荷后電氣設備的運行方式、鍋爐的燃燒調(diào)整手段和控制汽壓方式及甩負荷試驗對電網(wǎng)的安全生產(chǎn)影響。 22調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的整定及靜態(tài)試驗在甩負荷試驗的各項工作中，調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的整定及靜態(tài)試驗應按照制造廠的設計要求逐項完成并認真記錄。做好啟動前的檢查與測試。 機組啟動后的試驗有：機組緊急停機試驗、危急遮斷器動作試驗、超速試驗、主汽門嚴密性試驗、調(diào)速汽門嚴密性試驗等。進行汽門嚴密性試驗時，再熱系統(tǒng)應維持一定壓力，對中壓汽門的嚴密性檢查。 大容量機組設計有甩負荷預測功能，目的是改善這些機組的動態(tài)特性，防止超速。這是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中不可分割的一部分，因此，該類機組進行甩負荷試驗時應投入甩負荷預測功能。 23甩負荷試驗的發(fā)生方式對于試驗中用于發(fā)生甩負荷的操作，應做到安全、簡單、快捷、可靠�？梢灾苯邮謩臃珠l發(fā)電機出線開關，或?qū)⒃囼灠粹o經(jīng)過刀閘并入解列發(fā)電機的保護中。操作所接入的試驗按鈕后，機組應解列，但汽機不應聯(lián)鎖跳閘。同時應該保證甩負荷預測功能能正確動作。 24對甩負荷試驗條件的檢查在甩負荷試驗前應再次進行下列檢查試驗：汽門活動試驗、油泵自啟動試驗、不降速注油試驗、柴油發(fā)電機啟動試驗、光字牌報警試燈試驗；有條件的機組應進行抽汽逆止門活動試驗。 3甩負荷試驗結(jié)果北侖發(fā)電廠二期工程3臺機組2000年6月27日進行4號機組的甩負荷試驗，同年8月9日、9月2日分別進行5號機組和3號機組的甩負荷試驗。 甩負荷后機組運行的基本情況如表1所示。其中45號機組甩負荷同時停兩臺磨煤機，3號機組在甩負荷同時停3臺磨煤機。 機組甩負荷試驗后運行的基本參數(shù)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的試驗結(jié)果如表2所示。其中4號機組在甩負荷后低壓旁路A因減溫水壓力低快關；3號機組穩(wěn)定時間長的原因是中壓調(diào)門控制參數(shù)不合理，導致中壓調(diào)門晃動3臺機組的甩負荷試驗都完整地測取了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性曲線，通過計算能獲得調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各項動態(tài)性參數(shù)。從表中也不難看出，機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)響應較好，在甩負荷后的較短時間內(nèi)即能穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性符合設計要求，能滿足機組運行的需要。 4甩負荷試驗的幾點經(jīng)驗41旁路的使用必須慎重旁路的運行方式應根據(jù)旁路的設計和機組的具體情況而定，在確認旁路系統(tǒng)自身保護完整，壓力和溫度的調(diào)節(jié)以及管路設計均適應甩負荷工況要求的前提下才能投入旁路快開功能；對于管路連接存在薄弱環(huán)節(jié)，自動調(diào)節(jié)性能差，減溫水供給不足的旁路系統(tǒng)，試驗過程中應做好預防措施，如：采用2臺凝結(jié)水泵并列運行方式、采用手動進行平滑調(diào)節(jié)等。無論是手動調(diào)節(jié)還是自動調(diào)節(jié)，試驗前都必須充分預暖和疏水。 考慮到高壓缸排汽溫度的限制，為了使高壓缸要求在0%~6C%左右）并盡量減小高壓旁路的有足夠的蒸汽流量以冷卻高壓缸，就必須減少中壓開度；對于中壓調(diào)門不參與調(diào)節(jié)的機組，應保持高缸做功，也就是要降低再熱汽壓力。 因此，在做甩壓旁路在關閉位置。 負荷試驗時，要求打開低壓旁路到一定開度（一般表1 3臺機組甩負荷試驗后的基本狀況項目名稱單位機組甩負荷后運行情況3號機組4號機組5號機組備注磨煤機數(shù)臺油槍數(shù)量支凝結(jié)水泵臺電動給水泵臺旋轉(zhuǎn)熱備用汽動給水泵臺水位穩(wěn)定后停一臺高壓缸通風閥強制開自動高壓缸排氣逆止閥自動高壓旁路運行方式自動低壓旁路運行方式自動汽包水位控制自動除氧器水位控制自動凝汽器水位控制自動DEH運行方式廠用電運行方式啟/備變表23臺機組甩負荷試驗的結(jié)果項目名稱單位機組甩負荷后有關參數(shù)備注3號機組4號機組5號機組高壓旁路開度低壓旁路A開度低壓旁路B開度主汽壓力甩負荷后的最大值主汽溫度再熱蒸汽壓力甩負荷后的最大值主蒸汽流量甩負荷后的最大值給水流量甩負荷后的最大值高壓缸排汽溫度甩負荷后的最大值凝結(jié)水壓力甩負荷后的最小值初始轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速汽門關閉后的飛升轉(zhuǎn)速達到最高轉(zhuǎn)速時間穩(wěn)定時間動態(tài)超調(diào)量轉(zhuǎn)子初始加速度轉(zhuǎn)子時間常數(shù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量42高排逆止門及高排通風閥目前，大型機組都設計了一路高壓缸通風閥，保證機組在低負荷時高壓缸有足夠的冷卻蒸汽流量。在機組甩負荷時，高排逆止門關閉，只能靠高壓缸通風閥來維持高壓缸冷卻蒸汽流量。試驗表明：如果在機組甩負荷后，強制開啟高壓缸通風閥，來維持高壓缸有冷卻蒸汽流量，對于降低高壓缸排汽溫度是有效的。 同時，甩負荷試驗結(jié)束，機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，應盡快并網(wǎng)。如果并網(wǎng)不及時，僅靠高壓缸通風閥來維持高壓缸冷卻蒸汽流量是不夠的，此時應該大低旁開度，盡可能地降低再熱蒸汽壓力，有利于提前開啟高排逆止門，以提高高壓缸蒸汽流量。 43泄壓方式和手段甩負荷后由于蓄熱作用，將引起鍋爐汽壓升高，再熱系統(tǒng)也會存儲大量蒸汽。再熱系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽對甩負荷后機組的運行產(chǎn)生一些不利影響，中低壓缸負荷的比例大，造成高壓缸的鼓風甚至悶缸運行。一般中壓調(diào)門的調(diào)節(jié)性能較差，空負荷時過高的再熱蒸汽壓力將進一步使調(diào)節(jié)品質(zhì)惡化，機組的轉(zhuǎn)速將難以穩(wěn)定，給再次并網(wǎng)帶來困難。因此對于再熱機組，甩負荷后應設法盡快降低再熱系統(tǒng)的壓力。 過熱蒸汽系統(tǒng)泄壓可通過安全門和向空排汽門以及機組旁路系統(tǒng)完成。再熱蒸汽系統(tǒng)泄壓可通過低壓旁路、安全門、再熱器對空排汽門，以及再熱器疏水系統(tǒng)。除具備中壓缸啟動帶負荷的再熱機組外，其它再熱機組甩負荷時，既要考慮如何防止過熱系統(tǒng)超壓，又要注意降低再熱系統(tǒng)壓力，以保證機組盡快進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。 44重要參數(shù)的調(diào)整控制（1甩負荷后機組熱負荷的調(diào)整及壓力的控制一般的甩負荷試驗，從機組與電網(wǎng)解列到機組再次并網(wǎng)有5~1min的時間，其中機組的過渡過程20多s即可結(jié)束，機組進入空負荷運行狀態(tài)。 這10min內(nèi)機組平穩(wěn)運行的關鍵是保持蒸汽量的產(chǎn)生和消耗的平衡，也就是熱負荷的平衡，關鍵問題在于甩負荷前后鍋爐如何進行燃料調(diào)整。 機組進行甩負荷試驗前可通過點油槍穩(wěn)燃、停運磨煤機等方法減少鍋爐燃料量，盡可能降低因鍋爐蓄熱對試驗的影響；甩負荷后應迅速將鍋爐燃料給定降到空負荷的水平上，這是此類型機組機爐之間蒸汽的產(chǎn)生與消耗的平衡點。甩負荷后的初期，鍋爐主汽壓力升高可能使鍋爐安全門動作，在安全門的泄壓作用下，主汽壓力將很快回到正常值，安全門回座后由鍋爐對燃料進行調(diào)整來維持主蒸汽壓力的穩(wěn)定。如果投入的燃料過多，將使安全門頻跳或不能回座，或者被迫開啟高壓旁路，影響汽輪機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定和機組再次并網(wǎng)。 �。�2甩負荷時熱力系統(tǒng)中各水容器的水位控制熱力系統(tǒng)中，在汽包、除氧器、凝汽器3個水容器中，汽包容積最小，除氧器最大，凝汽器居中，而凝結(jié)水泵擔負著向一些重要設備和系統(tǒng)提供冷卻水、密封水和減溫水的任務，甩負荷時應首先控制好汽包和凝汽器的水位。甩負荷發(fā)生后，凝汽器的凝水量將大大減少，由于熱負荷的降低，熱力系統(tǒng)的水容積也將減少，因此在甩去負荷后必須加大除鹽水的補水量，同時減少除氧器的上水量，使凝汽器水位始終能夠滿足凝結(jié)水泵正常運轉(zhuǎn)的需要。緩沖熱力系統(tǒng)水容積變化的任務主要由除氧器來完成，但除氧器的水位也應控制在能夠滿足給水泵正常運行的范圍之內(nèi)。 5結(jié)論與建議600MW機組甩負荷試驗成功測取了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性，試驗是成功的。 �。�2甩負荷試驗是涉及機、電、爐等專業(yè)的綜合性試驗，試驗時必須準備充分、密切配合。 �。�3隨著機組容量的大，凝結(jié)水泵的富裕流量有時并不能滿足機組甩負荷等惡劣工況的要求。而凝結(jié)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行對機組甩負荷試驗的成功具有十分重要的作用，因此，建議在進行甩全負荷試驗時，采用兩臺凝結(jié)水泵并列運行方式。 �。�4旁路系統(tǒng)的使用必須謹慎，機組甩負荷后，要求打開低壓旁路到一定開度（一般要求在5%~ 60%左右）并盡量減小高壓旁路的開度；對于旁路手動控制的機組，應遵循“先開低旁、后開高旁”的原則。
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