汽轮机甩负荷试验浅析

汽轮机甩负荷试验浅析
摘要：汽轮机进行50%甩负荷试验时，汽轮机转速控制是检测DEH调节性能的重要指标之一，又是控制过程中的难点。

文章对甩负荷试验前应做的相关工作进行说明，并对汽轮机汽门关闭时间、汽门严密性试验进行了分析，重点对OPC动作过程及其在调节过程中的重要作用进行阐述。

关键词：甩负荷；控制；调节性能；试验；超速
2010年12月12日至18日期间，京科发电有限公司一号机组成功进行了50%甩负荷试验。

在试验过程中，对设备的动态过程控制，逻辑动作情况，自动调节参数进行监视记录，并适时做出调整，确保了机组安全稳定的完成了相关试验，但在这过程中仍然暴露出了热控专业的很多不足之处。

试验方案的前期制定工作，由于时间短任务重，几项重大试验的相关条件、步骤及安全措施没有考虑周全，对自身的培训工作也没有到位，导致了试验过程中不能完全跟着电科院调试人员的思路，领悟试验过程中操作步骤的各种意图，需要在日后的工作中，通过自身的努力完善这方面的知识，现将几项重大试验的措施总结如下。

1各主汽门，调门的严密性试验
在做甩负荷试验前，需要对汽轮机的各个主汽门及调门进行严密性试验，以检验阀门是否存在卡涩及严密性不良等问题，在做甩负荷试验时，防止汽轮机超速。

①阀门严密性试验的条件。

在做此试验时，需保证机组与电网解裂，DEH 在“自动”方式；汽机转速维持3 000 r/min，设备运行状态稳定；机前主汽压力需大于额定压力的50%以上。

②阀门严密性试验的步骤。

进入阀门试验画面，投入阀门试验允许按钮；当进行主汽门试验时，缓慢关闭主汽门，关反馈到位后缓慢开启，待主汽门全开，试验成功；
③阀门严密性试验的标准。

通过其机前压力测算出其符合规定的转速值，（即n=实际压力/额定压力×1000）当汽轮机最终转速小于其计算值时，记录其惰走时间，保证阀门严密性合格。

2汽轮机甩50%负荷试验的前期认识
所谓甩负荷事故是指汽轮发电机组突然卸掉全部或部分负荷的一种事故现象，针对此类事故导致的汽轮机超速问题油然而生。

国家电力公司通过对近年来
发供电企业发生的重大事故的总结分析，其中《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中对防止汽轮机超速提出了明确的要求：必须对新投产的机组或汽轮机调节系统经重大改造后的机组进行甩负荷试验，对已投产尚未进行甩负荷试验的机组，应积极创造条件进行甩负荷试验。

①试验的目的。

测取机组在甩负荷状态下的DEH调节系统的动态特性。

②试验应具备的条件。

机组经过满负荷运行，主要参数在正常范围内，设备运行稳定；各调节机构活动度良好，阀门严密性试验合格；机组重要保护全部投入，动作安全可靠；工程师站记录、事故追忆、打印等功能正常（重要参数的记录）；热工联锁逻辑传动正常。

③甩负荷试验的难点分析。

机组甩负荷时，DEH调节系统对转速的控制过程及结果；为防止汽轮机超速，保安系统动作过程；甩负荷过程中汽包水位的变化过程。

3汽轮机甩50%负荷试验的过程浅析
3.1DEH调节系统对转速的控制过程及结果
在做汽轮机50%甩负荷试验时，汽轮机转速控制即是检测DEH调节性能的重要指标之一，又是控制过程中的难点。

在主开关跳闸瞬间，负荷突降至零，发电机负荷转矩瞬间消失，汽轮机有功减少至零，转速迅速上升，OPC立即抢断调节系统的控制权，就地三个测速卡通过硬回路使OPC电磁阀动作，释放抗燃油压，调门迅速关闭，其关闭时间越快越好，汽门自身关闭时间的提高可以有效降低机组的飞升转速。

从主开关跳闸瞬间至调节汽门关闭至空负荷位置的时间间隔决定了转子的第一飞升值。

经过硬回路预动作后，转速控制交由调节系统控制，由软逻辑通过转速回路判断OPC是否动作，图1为京科发电有限公司甩负荷曲线。

当转速降至3030时，电磁阀自动复位，以此过程控制汽轮机转速，调节过程中，应通过低压旁路调节阀适当调整再热器压力，防止转速再次飞升，引起转速反复震荡。

甩负荷试验通过记录转速最大值，判断汽轮机调节系统的动态品质，因而，机组甩负荷的特性实际上是调节系统和OPC共同作用的结果。

OPC动作，联锁各段抽气逆止门关闭，气缸停止进汽，联开高压通风阀，释放高压缸内的能量。

当甩50%负荷后，转速超调量大于等于5%时，应停止做100%甩负荷试验。

京科发电有限公司OPC控制回路采用的是和利时的SM633汽轮机测试及超速保护专用模块，通过64针欧式连接器与机笼底板连接，与对应端子模块配套使用，构成汽轮机控制系统中专用的转速测量与超速保护单元。

其超速保护动作回路如图2所示。

①硬回路加速度大（三取二）OPC动作。

若加速度大于一定值（一个周期内加速度大于15 r/min），则103%超速继电器输出接点三取二动作OPC电磁阀，
加速度下降到一定值（一个周期内加速度小于15 r/min）OPC电磁阀复位。

②硬回路发电机主开关断开（三取二）OPC动作。

当负荷大于10%快关调门完成OPC预动作2 s后复位,达到控制汽轮机转速的目标。

SM633接收现场的汽轮机测速装置发来的电信号得到汽轮机的精确转速，同时接收油开关和上位机指令，发出快速可靠的汽轮机超速信号。

该信号通过继电器输出驱动超速保护电磁阀，实现汽轮机的超速保护功能。

京科发电公司此次甩50%负荷试验，最大转速为3 090 r/min，OPC动作良好，符合动态性能指标。

3.2甩负荷过程中汽包水位的变化过程
当甩负荷时，汽包水位的控制也是调节过程中的重中之重。

当调门关闭时，汽包内蒸汽蒸发量短时间内不能减少，汽侧压力迅速上升，造成汽水压力失调，把汽包内的水顶至汽包水位低三值以下，造成汽包水位保护动作，所以须解除汽包水位低三值联跳锅炉MFT保护。

由于汽包蒸汽压力过高，给水泵此时顶不上水，需短时间提高给水泵出力，出口压力稍高于汽包压力，当蒸汽压力通过PCV 阀释放掉时，待汽包内水位稍有提高，迅速减少给水泵出力，防止由于压力突变造成汽包虚假水位，造成高三值动作，须解除汽包水位高三值联跳汽机、锅炉保护。

4汽轮机甩负荷后的注意事项
在机组完成甩负荷后，应尽快并网，根据汽缸温度带负荷，减少中间过渡过程，汽轮机长时间空载会影响使用寿命。

另外，高排通风阀的关闭应有一定迟延，防止高排逆止门没有完全开启引起高排温度高，造成闷缸事故，损坏设备。

以上为笔者在甩负荷试验的工作心得，其中很多资料还需要日后继续整理，有理解不正确之处望给予批评指正。

5结语
本文总结了在汽轮机甩负荷过程中常见故障及处理方法，而提高控制系统的可靠性，是一个系统工程，从保护机组安全角度出发，不断的探索，丰富甩负荷试验经验，优化甩负荷试验逻辑，协调好机组各参数的调节关系，使系统更趋于稳定，保证机组安全运行。

参考文献：
[1] 孙长生.提高电厂热控系统可靠性技术研究[J].中国电力, 2009,(2).
[2] 降爱琴,郝秀芳.数字电液调节与旁路控制系统[M].北京:中国电力出版社,2006.。