李 雷，黃廣生

（大唐安徽洛河發(fā)電廠，安徽 淮南 232008)

600 MW火電機(jī)組汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)存在問(wèn)題分析

李 雷，黃廣生

（大唐安徽洛河發(fā)電廠，安徽 淮南 232008)

介紹了某火電廠的概況，分析了汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)存在的高旁執(zhí)行器間歇?jiǎng)幼骰蛘袷巻?wèn)題，高、低旁路閥位顯示問(wèn)題及閥門(mén)劇烈振蕩問(wèn)題，并提出了解決辦法，確保了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

火電機(jī)組；汽輪機(jī)；旁路系統(tǒng)；高旁執(zhí)行器

1 電廠概況

某電廠位于土耳其共和國(guó)北部的中古達(dá)克省科里米里市，現(xiàn)共有2臺(tái)600?MW超臨界火電機(jī)組，全部設(shè)備均由中國(guó)制造和安裝。

鍋爐采用東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的 DG-1827/25.49，1?827?t/h，25.49?MPa(a)型超臨界參數(shù)變壓直流本生鍋爐。該鍋爐采用一次中間再熱、單爐膛、尾部雙煙道、煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)結(jié)構(gòu)。鍋爐給水系統(tǒng)配置2臺(tái)50?%容量的調(diào)速汽動(dòng)給水泵，1臺(tái)30?%容量的電動(dòng)調(diào)速給水泵。

汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的N600-24.2/566/566型超臨界、單軸、中間再熱、三缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)組。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(DEH)，機(jī)組保安系統(tǒng)采用危急跳閘系統(tǒng)(ETS)；同時(shí)設(shè)有機(jī)械式超速保安器和電子式超速保安裝置，能夠檢查所有跳閘信號(hào)的正確性，識(shí)別錯(cuò)誤的跳閘信號(hào)，并確保在設(shè)備出現(xiàn)危險(xiǎn)工況時(shí)快速有效地執(zhí)行汽輪機(jī)跳閘命令。

發(fā)電機(jī)為上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的600-2-22A型發(fā)電機(jī)組，Ue=20?kV，600?MW，cosΦ=0.9，冷卻方式為水—?dú)洹獨(dú)?，采用靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。

機(jī)組熱控系統(tǒng)采用上海FOXBORO公司的I/A Series分散控制系統(tǒng)(DCS)，覆蓋包括：數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、旁路控制系統(tǒng)(BPS)、電氣發(fā)電機(jī)/變壓器組和廠用電系統(tǒng)(ECS)的監(jiān)控。汽機(jī)電液控制系統(tǒng)(DEH)、汽機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TSI)、給水泵小汽機(jī)電液控制系統(tǒng)(MEH)、汽機(jī)危急跳閘系統(tǒng)(ETS)等的控制裝置均由主設(shè)備制造廠提供。控制系統(tǒng)設(shè)備與DCS系統(tǒng)選型一致，共用機(jī)組運(yùn)行員操作站。

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)由美國(guó)CCI公司提供的高壓旁路系統(tǒng)和低壓旁路系統(tǒng)2級(jí)串聯(lián)旁路組成，采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)容量為40?%?BMCR，可以滿足機(jī)組冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)、極熱態(tài)啟動(dòng)要求。由于該機(jī)組采用中壓缸啟動(dòng)方式，所以要求旁路控制系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)能較好地控制機(jī)組啟動(dòng)壓力和溫度，如：機(jī)組在低負(fù)荷情況下必須能處理過(guò)剩的蒸汽，否則爐對(duì)空排氣將損失大量的工質(zhì)；機(jī)組旁路控制系統(tǒng)對(duì)中間再熱器必須能夠起到有效的保護(hù)作用。因此，現(xiàn)代大型火電機(jī)組都配有旁路系統(tǒng)，以解決機(jī)、爐之間的不協(xié)調(diào)，提高機(jī)組對(duì)電網(wǎng)要求的適應(yīng)力。

2 存在的問(wèn)題及解決辦法

2.1 高旁執(zhí)行器間歇?jiǎng)幼骰蛘袷巻?wèn)題

2.1.1 ??問(wèn)題分析

在該電廠1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)高旁執(zhí)行器存在間歇?jiǎng)幼骰蛘袷幀F(xiàn)象，造成機(jī)前壓力波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響機(jī)組的運(yùn)行安全。

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，電力安裝公司接入氣動(dòng)執(zhí)行器的壓縮空氣母管直徑比圖紙給定的要小很多，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用Φ14×2儀表管，而美國(guó)CCI公司要求必須用大于1/2〃NPT的管子，因此實(shí)際動(dòng)力壓縮空氣通流量較小。再加上高壓旁路調(diào)節(jié)閥氣缸相對(duì)較大，所以在閥門(mén)氣動(dòng)過(guò)程中，特別是在閥門(mén)快速動(dòng)作時(shí)，會(huì)造成動(dòng)力壓縮空氣壓力瞬間下降。該執(zhí)行器有一個(gè)壓力低閉鎖閥(設(shè)定值為0.38?MPa)，當(dāng)壓力低于保護(hù)定值時(shí)，閥門(mén)被閉鎖不動(dòng)；當(dāng)壓力回升超過(guò)了定值后，閥門(mén)又繼續(xù)開(kāi)或關(guān)。如此反復(fù)，造成調(diào)節(jié)閥時(shí)停時(shí)動(dòng)，從而使得運(yùn)行參數(shù)不穩(wěn)，威脅機(jī)組運(yùn)行安全，尤其在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，影響更大。高壓旁路控制原理如圖1所示。

圖1 高壓旁路控制原理

2.1.2 ??解決辦法

(1)?按美國(guó)CCI公司提供的圖紙要求，將原壓縮空氣管更換為1/2〃NPT的不銹鋼管，以徹底解決該問(wèn)題。

(2)?去除氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)口壓力低閉鎖閥，將其壓力設(shè)定為最小，即將閉鎖閥的調(diào)整螺絲逆時(shí)針旋出。這樣即使壓縮空氣壓力降低，也不會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)拒動(dòng)。但這只是一個(gè)臨時(shí)解決辦法，因?yàn)樵谡＿\(yùn)行中，如果壓縮空氣壓力降低，而旁路閥門(mén)不被閉鎖，則有可能使高旁閥打開(kāi)，造成再熱器超壓的嚴(yán)重后果，需要引起重視。

2.2 高、低旁路閥位顯示問(wèn)題

2.2.1 ??問(wèn)題分析

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，一旦高、低旁路閥位顯示不準(zhǔn)確，運(yùn)行人員就需要到就地確認(rèn)閥門(mén)的實(shí)際位置，易發(fā)生誤判。尤其是在機(jī)組剛啟動(dòng)時(shí)，高、低旁路閥門(mén)開(kāi)度較小，閥門(mén)的節(jié)流作用使閥門(mén)產(chǎn)生振動(dòng)，造成位置反饋電位器信號(hào)不準(zhǔn)確。另外，在高、低旁路閥門(mén)快關(guān)時(shí)，由于有較大沖擊力，也會(huì)造成位置反饋電位器信號(hào)不準(zhǔn)確。

2.2.2 ??解決辦法

先將閥門(mén)開(kāi)到最大位置，如果閥位顯示不到最大值，則調(diào)整閥位信號(hào)的電氣滿度電位器，直到合格為止；再把閥門(mén)關(guān)到底，如果閥位顯示不到最小值，則調(diào)整閥位信號(hào)的電氣零度電位器，直到合格為止。這樣反復(fù)調(diào)整幾次，直到閥位顯示準(zhǔn)確為止。如果零位仍不滿足要求，則要調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)，再調(diào)整電氣零點(diǎn)。如果仍舊滿足不了要求，就需要更換閥門(mén)位置發(fā)送器。另外，運(yùn)行人員也可以通過(guò)高、低旁路閥門(mén)的前、后介質(zhì)溫度來(lái)判斷閥門(mén)的實(shí)際位置狀態(tài)。

2.3 閥門(mén)劇烈振蕩問(wèn)題

2.3.1 ??問(wèn)題分析

在機(jī)組啟動(dòng)期間，高、低壓旁路正常投運(yùn)時(shí)，低壓旁路在正常調(diào)節(jié)過(guò)程中，閥門(mén)存在劇烈振蕩現(xiàn)象。低壓旁路控制原理如圖2所示。

(1)?由于高、低壓旁路是串級(jí)旁路，且高壓旁路的供氣管徑較細(xì)，進(jìn)氣壓力不足，從而使得高旁執(zhí)行器的動(dòng)作不連續(xù)，造成主汽壓力晃動(dòng)，影響低壓旁路壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)再熱器入口壓力的控制，從而造成低壓旁路執(zhí)行器的振蕩。

(2)?氣動(dòng)執(zhí)行器本身的機(jī)械阻尼未調(diào)整好(見(jiàn)圖2)，也會(huì)使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，造成執(zhí)行器疲勞損壞，減壓閥門(mén)的閥芯磨損，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。

(3)?高、低壓旁路自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制參數(shù)整定不當(dāng)，也會(huì)造成系統(tǒng)失穩(wěn)。

2.3.2 ??解決辦法

(1)?由于高、低壓旁路是一個(gè)整體系統(tǒng)，因此高壓旁路調(diào)節(jié)品質(zhì)的好壞，直接影響低壓旁路的調(diào)節(jié)。若把高旁閥的壓縮空氣管徑加粗，則可消除高壓旁路對(duì)低壓旁路的影響。

(2)?氣動(dòng)執(zhí)行器是由壓縮空氣作用在執(zhí)行器的集氣缸內(nèi)的活塞上工作的，在自動(dòng)調(diào)節(jié)理論中，可以等效為積分環(huán)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)氣缸的進(jìn)氣量來(lái)控制執(zhí)行器的動(dòng)作速度。在氣動(dòng)執(zhí)行器本體的控制回路氣動(dòng)放大器上(VB1/VB2)有一個(gè)調(diào)整螺絲，逆時(shí)針調(diào)整時(shí)進(jìn)氣量減小，順時(shí)針調(diào)整時(shí)進(jìn)氣量增大；它可以調(diào)整氣動(dòng)執(zhí)行器的機(jī)械阻尼時(shí)間，從而達(dá)到降低執(zhí)行器振蕩的目的。在調(diào)整機(jī)械阻尼過(guò)程中，要恰到好處，既不過(guò)調(diào)，也不滯后，否則會(huì)影響旁路的正常運(yùn)行。

(3)?對(duì)高、低旁路控制系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，使得控制參數(shù)更加合理。

通過(guò)上述一系列的調(diào)整措施后，機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中再也沒(méi)有發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題。

圖2 低壓旁路控制原理

1?中國(guó)大唐集團(tuán)公司，長(zhǎng)沙理工大學(xué)．熱工控制系統(tǒng)及設(shè)備[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2013.

2?吳彥龍．700MW汽輪機(jī)低旁系統(tǒng)存在的問(wèn)題及優(yōu)化[J]．電力安全技術(shù)，2012(1)．

2014-12-22；

2015-03-20。

李??雷(1965-)，男，高級(jí)工程師，主要從事電廠熱控專業(yè)技術(shù)工作，email：2198213471@qq.com。

黃廣生(1965-)，男，高級(jí)工程師，主要從事電廠熱控專業(yè)技術(shù)工作。