２５ＭＷ機組ＤＥＨ系統改造中的技術特點和創新

摘要：本文針對某電廠25MW汽輪發電機組的運行特點和性能，介紹了25MW汽輪機液壓調節系統實施透平油低壓純電調DEH改造的方案，并提出了改造的創新特點，以及改造調試過程中遇到的問題和解決方法，總結了改造中的經驗。

關鍵詞：汽輪機；調速保安系統；DEH系統

隨著我國電力工業的迅速發展，一些老的汽輪發電機組漸已退出主力機組行列，參與電網的頻繁深調峰運行。該廠25MW汽輪發電機組汽輪機由于原機械液壓調速系統存在著先天的不足，經常因油質等原因造成甩負荷，雖然通過不斷的設備完善改進和加強汽輪機油質控制，甩負荷現象大大減少，但已不能適應電網管理標準的提高。技術改造，勢在必行。

一、汽輪機調節系統選擇

汽輪機是北京重型工業廠生產的型號為N25-3.43-Ⅱ凝汽式汽輪機，采用機械液壓調節系統，在長期運行實踐中，由于設備老化，調節系統操作不靈活，存在滑閥易卡澀、甩負荷、遲緩率大等缺點，直接影響運行的經濟性，更存在一定的安全隱患。通過對比研究，決定進行調節系統的改造，采用數字純電調系統取代傳統的機械液壓調節器，以測速探頭作為測速元件，計算機作為數字調節控制器，電液伺服閥進行電液轉換并控制液壓，并控制油動機及調速汽門的開度，進而對汽輪機的轉速、功率進行控制。

具體采用了低壓透平油純電調方案，整個調節回路為一個閉環回路控制，功率和轉速信號通過測功和測速元件輸送到DEH系統，經過計算處理之后，發出指令給電液伺服閥——DDV閥，從而改變滑閥的行程，油動機的行程隨之改變，控制調節汽門的開度大小，通過改變機組的進汽量來改變汽輪機組的轉速或功率；油動機的行程信號將通過LVDT反饋給DEH系統，重新計算，直到調節汽門開度到合適的位置。此次改造保留了原有的液壓系統部件，增加了電子測速，測功等調節器；增加了主汽門電動執行機構(即“主汽門電動頭”)，同時保留了原有的機械超速保護和機械保安裝置，即使在電子部分故障時，機械液壓保安部分仍然能獨立工作，保障機器的安全。

二、汽輪機調節系統改造實施方案

由于汽輪機機頭較小，汽機調節油路系統比較復雜，并且布置緊湊；尤其是調節汽門錯油門的內部結構布置不合理，這些都給調節系統的DEH改進增添了難度。針對電液調節技術原理，實施以下改造方案：

1.保留原系統的供油裝置及主油泵，不新增油源；調節系統用油由主油泵提供，機組啟動時用油由調速油泵供油；

2.取消原系統的高速彈性調速器、同步器、功率限制器；

3.在汽輪機原有主汽門上新增了主汽門電動執行機構，實現對主汽門的開度就地和遠方控制兩種方式，完善其自動控制功能，并且能夠保證在緊急情況時能迅速關閉主汽門。

4.增設遠方操作掛閘電磁閥。

5.增設了快關保護閥、OPC(103％超速保護)及AST(110％電超速)電磁閥。AST電磁閥平常帶電，失電后泄掉安全油壓，汽機掉閘；OPC動作時帶電，可以將調速汽門快速關閉，同時聯動關閉抽氣逆止門，防止甩負荷時汽輪機轉速飛升，當轉速下降到3000r/min以下時調速汽門重新開啟，并自動控制機組在3000r/min穩定運行，避免機組因停機而重新啟動，保持電網穩定，節約時間，減少損失。快關保護閥是一種附加保護裝置，能夠建立起事故油壓同調節脈沖油的關系，使在發生事故時迅速關閉調節汽門，保護機器。

6.保留原汽輪機自帶的危急遮斷器和復位裝置，即使在電子部分故障時，機液部分仍然能獨立工作，保障機器的安全，增加了機器運行的安全系數。

7.改造原系統的調節汽門油動機，這是整個系統改造的關鍵。取消油動機的反饋杠桿及反饋錯油門，用DDV電液轉換器直接控制油動機滑閥，進而控制油動機活塞，構成電液油動機。油動機活塞行程由LVDT反饋定位。為提高反饋可靠性，LVDT采用雙冗余配置。

8.更換了汽輪機組調節系統錯油門閥芯及腔體。新換的閥芯為一空心閥芯，壓力油通過閥芯中間段上的小孔進入錯油門上下腔體，進入錯油門上腔的壓力油和調節脈沖油混合。在錯油門閥芯空心通道內上下分別布置兩個不同孔徑的截流孔板，通過截流孔板孔徑不同控制錯油門閥芯上下腔油壓力基本平衡。在運行調節中通過改變進入錯油門上腔的調節脈沖油壓大小來控制錯油門閥芯上下移動，從而改變調節汽門開度。由于錯油門閥芯的改變，致使錯油門腔體也相應的發生改變，這是這次調節系統改造的一個創新點。

三、安裝和調試出現的幾個問題

1.由于汽輪機機頭較小，安裝時將OPC電磁閥和主汽門關閉閥布置在機頭附近，快關轉換閥和AST模塊以及EH油管巧妙利用了原地板下的狹小空間。這個設計既滿足了設備需要，也充分利用了有限空間，方便操作，同時達到美觀效果。

2.調試發現主汽門電動機構和原有主汽門配合不好，無法建立安全油壓。針對本次EH油路改造特點，采用排除法確定安全油從主汽門處泄出。經過拆開主汽門后檢查，發現主要是由于主汽門新裝的電動機構桿件和原有主汽門內閥套桿件頂死，破壞主汽門內閥套和外閥套之間的密封，使安全油泄出。我們通過重新調整桿件的間隙，建立主汽門內閥套和外閥套之間的密封，重新掛閘，安全油壓順利建立。

3.主汽門電動機構運行時間過長。在帶負荷前的調試中，我們發現主汽門電動機構能以2.6mm/s的速度移動，移動的過程比較平穩。當主汽門由于甩負荷或者誤操作而關閉，必須要等主汽門電動機構行動到最低點才能再進行掛閘，致使無法迅速開啟主汽門。該問題通過聯系廠家以及本廠技術人員，通過改變主汽門電動機構的內在程序，加快主汽電動機構的下降速度，盡可能的縮短主汽門的再開啟時間間隔。

四、結論

本電調系統的改造，增加了自動化程度，給機組的運行和安全穩定性帶來了方便，使運行人員降低了勞動強度。經過運行考驗，改造后的電調系統穩定，沒有再出現負荷不穩和甩負荷的情況。