李廷豪（華電電力科學(xué)研究院,杭州 310030）

25MW汽輪機甩負(fù)荷試驗分析研究

李廷豪
（華電電力科學(xué)研究院,杭州 310030）

摘 要：本文介紹了某電廠分布式能源25MW汽輪機組50%及100%甩負(fù)荷試驗情況，通過試驗了解機、爐、電設(shè)備自動控制系統(tǒng)對甩負(fù)荷工況的適應(yīng)能力，并考察系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計的合理性、安裝質(zhì)量的好壞，了解系統(tǒng)設(shè)備的運行特性。同時評估DEH系統(tǒng)靈活、可靠控制的能力。

關(guān)鍵詞：汽輪機組；甩負(fù)荷試驗；運行特性

1 前言

汽輪機在發(fā)生甩負(fù)荷時，汽輪機的轉(zhuǎn)速飛升很快，為確保安全，在新機組正式投運前需進(jìn)行汽輪機的甩負(fù)荷試驗，該試驗是考核汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的最直接手段[1] [2]。汽輪機組設(shè)置應(yīng)具有比較完善的甩負(fù)荷功能，這些功能縮短了甩負(fù)荷后的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時間， 確保了汽輪機的安全性[3] [4]。

2 機組情況

某電廠分布式能源BC25-4.9/1.2/0.5型雙壓抽汽凝汽式汽輪機，具有一級調(diào)節(jié)抽汽，余熱鍋爐低壓蒸汽進(jìn)入低壓缸補汽作功，額定進(jìn)汽參數(shù)為4.9MPa/495℃，額定抽汽參數(shù)為1.2MPa/34t/h，補汽參數(shù)為0.5MPa/200℃/15 t/h ，額定功率為25MW。本機采用自容式數(shù)字控制系統(tǒng)，具有適應(yīng)性強、響應(yīng)快、控制精度高、遲緩率小等一系列優(yōu)點，具有組態(tài)靈活的特點?？梢耘cDCS一起協(xié)調(diào)運行。調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要功能有：比例和限制功能、轉(zhuǎn)速/負(fù)荷與抽汽優(yōu)先的選擇功能、汽輪機沖轉(zhuǎn)、沖臨界轉(zhuǎn)速、自動升速至額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速控制、頻率控制、機組負(fù)荷控制、抽汽控制、機組負(fù)荷限制、高、中壓調(diào)節(jié)閥閥位限制、超速停機及超速試驗、緊急停機、繼電器輸出、遠(yuǎn)程就地方式選擇以及MODBUS通訊等，能夠?qū)崿F(xiàn)機組功率和抽汽的分別控制。

3 試驗結(jié)果

試驗共包含汽輪機組50%及100%甩負(fù)荷試驗，通過試驗把握機、爐、電部分設(shè)備及其自動控制系統(tǒng)對甩負(fù)荷工況的適應(yīng)能力，考察系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計的合理性，了解系統(tǒng)設(shè)備的運行特性，評估DEH系統(tǒng)靈活可靠性。

3.1 試驗準(zhǔn)備

試驗前確保以下各測試合格：（1）主汽門、調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉試驗測試。（2）主汽門、調(diào)節(jié)汽門嚴(yán)密性試驗。（3）超速試驗（包括OPC試驗、DEH電超速試驗、TSI電超速試驗、機械超速試驗）。（4）主汽門、調(diào)節(jié)汽門活動試驗。（5）其它相關(guān)聯(lián)鎖保護(hù)試驗（包括潤滑油系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)試驗、ETS系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)試驗、機電爐大聯(lián)鎖等）。

3.2 機組50%甩負(fù)荷試驗

試驗前進(jìn)行運行方式和運行參數(shù)調(diào)整和檢查。，解除“發(fā)電機跳汽機”、“MFT動作跳汽機”、“汽輪機跳燃機”保護(hù)，解除“低真空跳機”保護(hù)，切除高低壓汽包水位自動、凝汽器水位自動，切除高低壓旁路閥位自動。各專業(yè)各崗位人員按預(yù)先安排全部到位，并對各自負(fù)責(zé)的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行了全面認(rèn)真檢查，記錄有關(guān)試驗數(shù)據(jù)。試驗前1～2分鐘，維持?jǐn)M甩負(fù)荷的運行蒸汽參數(shù)為：主蒸汽壓力3.9MPa/溫度490℃，補汽壓力0.1MPa/溫度180℃，負(fù)荷為12MW。

試驗過程數(shù)據(jù)參數(shù)記錄見表1.。

表1 甩50%額定負(fù)荷參數(shù)記錄表

表2 甩100%額定負(fù)荷參數(shù)記錄表

3.3 機組100%甩負(fù)荷試驗

完成消缺并確認(rèn)補汽調(diào)節(jié)閥可正常動作后，機組在50%甩負(fù)荷試驗成功的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了100%甩負(fù)荷試驗。試驗前1～2分鐘，維持?jǐn)M甩負(fù)荷的運行蒸汽參數(shù)為：主蒸汽壓力3.9MPa/溫度490℃，補汽壓力0.1MPa/溫度180℃，負(fù)荷為12MW。

試驗過程數(shù)據(jù)參數(shù)記錄見表2。

3.4 試驗結(jié)果分析

汽輪機組50%甩負(fù)荷試驗過程中，OPC動作一次，轉(zhuǎn)子最高飛升轉(zhuǎn)速為3122.2rpm。發(fā)電機主開關(guān)斷開后，轉(zhuǎn)速飛升至3090rpm前，DEH中OPC的甩負(fù)荷保護(hù)邏輯觸發(fā)，OPC中間繼電器動作，OPC電磁閥動作，主汽調(diào)節(jié)閥GV立刻迅速關(guān)閉。

甩負(fù)荷前汽輪機轉(zhuǎn)速2999rpm，發(fā)電機斷開主開關(guān)后，OPC動作，主汽調(diào)節(jié)閥、補汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，轉(zhuǎn)速在3.915秒內(nèi)飛升至最高轉(zhuǎn)速3122.2rpm。之后轉(zhuǎn)速開始下降，經(jīng)過34.38秒后轉(zhuǎn)速降至2911.5rpm，此時OPC電磁閥已經(jīng)釋放，主汽調(diào)節(jié)閥打開，開始控制轉(zhuǎn)速緩慢回升，13.2秒后，DEH控制轉(zhuǎn)速穩(wěn)定至3000rpm，各項參數(shù)穩(wěn)定。試驗過程中由于補汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉滯后致使轉(zhuǎn)速飛升過高，但仍在規(guī)定范圍內(nèi)。

汽輪機組100%甩負(fù)荷試驗過程中，OPC動作一次，轉(zhuǎn)子最高飛升轉(zhuǎn)速為3071.8rpm。發(fā)電機主開關(guān)斷開后，轉(zhuǎn)速飛升至3090rpm前，DEH中OPC的甩負(fù)荷保護(hù)邏輯觸發(fā)，OPC中間繼電器動作，OPC電磁閥動作，主汽調(diào)節(jié)閥GV立刻迅速關(guān)閉。

甩負(fù)荷前汽輪機轉(zhuǎn)速3000rpm，發(fā)電機斷開主開關(guān)后，OPC動作，主汽調(diào)節(jié)閥、補汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，轉(zhuǎn)速在0.97秒內(nèi)飛升至最高轉(zhuǎn)速3071.8rpm。之后轉(zhuǎn)速下降，經(jīng)過19.58秒后轉(zhuǎn)速降至2935rpm，此時OPC電磁閥已經(jīng)釋放，主汽調(diào)節(jié)閥打開，開始控制轉(zhuǎn)速緩慢回升，8.7秒后，DEH控制轉(zhuǎn)速穩(wěn)定至3000rpm，各項參數(shù)穩(wěn)定。試驗過程中汽機未跳機，鍋爐安全閥未動作，發(fā)電機未超壓，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作特效正常。

4 結(jié)論

汽輪機組50%、100%常規(guī)法甩負(fù)荷試驗成功，試驗結(jié)果表明：

（1）汽輪機組100%甩負(fù)荷時，最大飛升轉(zhuǎn)速為3071.8rpm，這一數(shù)值低于機組危急保安系統(tǒng)的動作轉(zhuǎn)速。

（2）本機組啟動方式屬于主汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在甩100%負(fù)荷時，OPC回路僅動作一次，能夠可靠避免轉(zhuǎn)速飛升。

（3）汽輪機組甩100%負(fù)荷試驗是成功的，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性可以滿足甩負(fù)荷工況的需要，各輔機和附屬機械對甩負(fù)荷工況的適應(yīng)性良好。

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作者簡介：李廷豪（1984-），男，山東臨沂人，碩士，工程師，主要從事:火電機組調(diào)試及節(jié)能工作。