汽輪機甩負荷試驗淺析

摘要：汽輪機進行50%甩負荷試驗時，汽輪機轉速控制是檢測DEH調節性能的重要指標之一，又是控制過程中的難點。文章對甩負荷試驗前應做的相關工作進行說明，并對汽輪機汽門關閉時間、汽門嚴密性試驗進行了分析，重點對OPC動作過程及其在調節過程中的重要作用進行闡述。

關鍵詞：甩負荷；控制；調節性能；試驗；超速

中圖分類號：TK267文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）20-0107-03

2010年12月12日至18日期間，京科發電有限公司一號機組成功進行了50%甩負荷試驗。在試驗過程中，對設備的動態過程控制，邏輯動作情況，自動調節參數進行監視記錄，并適時做出調整，確保了機組安全穩定的完成了相關試驗，但在這過程中仍然暴露出了熱控專業的很多不足之處。

試驗方案的前期制定工作，由于時間短任務重，幾項重大試驗的相關條件、步驟及安全措施沒有考慮周全，對自身的培訓工作也沒有到位，導致了試驗過程中不能完全跟著電科院調試人員的思路，領悟試驗過程中操作步驟的各種意圖，需要在日后的工作中，通過自身的努力完善這方面的知識，現將幾項重大試驗的措施總結如下。

1各主汽門，調門的嚴密性試驗

在做甩負荷試驗前，需要對汽輪機的各個主汽門及調門進行嚴密性試驗，以檢驗閥門是否存在卡澀及嚴密性不良等問題，在做甩負荷試驗時，防止汽輪機超速。

①閥門嚴密性試驗的條件。在做此試驗時，需保證機組與電網解裂，DEH在“自動”方式；汽機轉速維持3 000 r/min，設備運行狀態穩定；機前主汽壓力需大于額定壓力的50%以上。

②閥門嚴密性試驗的步驟。進入閥門試驗畫面，投入閥門試驗允許按鈕；當進行主汽門試驗時，緩慢關閉主汽門，關反饋到位后緩慢開啟，待主汽門全開，試驗成功；

③閥門嚴密性試驗的標準。通過其機前壓力測算出其符合規定的轉速值，（即n=實際壓力/額定壓力×1000）當汽輪機最終轉速小于其計算值時，記錄其惰走時間，保證閥門嚴密性合格。

2汽輪機甩50%負荷試驗的前期認識

所謂甩負荷事故是指汽輪發電機組突然卸掉全部或部分負荷的一種事故現象，針對此類事故導致的汽輪機超速問題油然而生。國家電力公司通過對近年來發供電企業發生的重大事故的總結分析，其中《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中對防止汽輪機超速提出了明確的要求：必須對新投產的機組或汽輪機調節系統經重大改造后的機組進行甩負荷試驗，對已投產尚未進行甩負荷試驗的機組，應積極創造條件進行甩負荷試驗。

①試驗的目的。測取機組在甩負荷狀態下的DEH調節系統的動態特性。

②試驗應具備的條件。機組經過滿負荷運行，主要參數在正常范圍內，設備運行穩定；各調節機構活動度良好，閥門嚴密性試驗合格；機組重要保護全部投入，動作安全可靠；工程師站記錄、事故追憶、打印等功能正常（重要參數的記錄）；熱工聯鎖邏輯傳動正常。

③甩負荷試驗的難點分析。機組甩負荷時，DEH調節系統對轉速的控制過程及結果；為防止汽輪機超速，保安系統動作過程；甩負荷過程中汽包水位的變化過程。

3汽輪機甩50%負荷試驗的過程淺析

3.1DEH調節系統對轉速的控制過程及結果

在做汽輪機50%甩負荷試驗時，汽輪機轉速控制即是檢測DEH調節性能的重要指標之一，又是控制過程中的難點。在主開關跳閘瞬間，負荷突降至零，發電機負荷轉矩瞬間消失，汽輪機有功減少至零，轉速迅速上升，OPC立即搶斷調節系統的控制權，就地三個測速卡通過硬回路使OPC電磁閥動作，釋放抗燃油壓，調門迅速關閉，其關閉時間越快越好，汽門自身關閉時間的提高可以有效降低機組的飛升轉速。從主開關跳閘瞬間至調節汽門關閉至空負荷位置的時間間隔決定了轉子的第一飛升值。經過硬回路預動作后，轉速控制交由調節系統控制，由軟邏輯通過轉速回路判斷OPC是否動作，圖1為京科發電有限公司甩負荷曲線。

當轉速降至3030時，電磁閥自動復位，以此過程控制汽輪機轉速，調節過程中，應通過低壓旁路調節閥適當調整再熱器壓力，防止轉速再次飛升，引起轉速反復震蕩。甩負荷試驗通過記錄轉速最大值，判斷汽輪機調節系統的動態品質，因而，機組甩負荷的特性實際上是調節系統和OPC共同作用的結果。OPC動作，聯鎖各段抽氣逆止門關閉，氣缸停止進汽，聯開高壓通風閥，釋放高壓缸內的能量。當甩50%負荷后，轉速超調量大于等于5%時，應停止做100%甩負荷試驗。

京科發電有限公司OPC控制回路采用的是和利時的SM633汽輪機測試及超速保護專用模塊，通過64針歐式連接器與機籠底板連接，與對應端子模塊配套使用，構成汽輪機控制系統中專用的轉速測量與超速保護單元。其超速保護動作回路如圖2所示。

①硬回路加速度大（三取二）OPC動作。若加速度大于一定值（一個周期內加速度大于15 r/min），則103%超速繼電器輸出接點三取二動作OPC電磁閥，加速度下降到一定值（一個周期內加速度小于15 r/min）OPC電磁閥復位。

②硬回路發電機主開關斷開（三取二）OPC動作。當負荷大于10%快關調門完成OPC預動作2 s后復位，達到控制汽輪機轉速的目標。SM633接收現場的汽輪機測速裝置發來的電信號得到汽輪機的精確轉速，同時接收油開關和上位機指令，發出快速可靠的汽輪機超速信號。該信號通過繼電器輸出驅動超速保護電磁閥，實現汽輪機的超速保護功能。京科發電公司此次甩50%負荷試驗，最大轉速為3 090 r/min，OPC動作良好，符合動態性能指標。

3.2甩負荷過程中汽包水位的變化過程

當甩負荷時，汽包水位的控制也是調節過程中的重中之重。當調門關閉時，汽包內蒸汽蒸發量短時間內不能減少，汽側壓力迅速上升，造成汽水壓力失調，把汽包內的水頂至汽包水位低三值以下，造成汽包水位保護動作，所以須解除汽包水位低三值聯跳鍋爐MFT保護。由于汽包蒸汽壓力過高，給水泵此時頂不上水，需短時間提高給水泵出力，出口壓力稍高于汽包壓力，當蒸汽壓力通過PCV閥釋放掉時，待汽包內水位稍有提高，迅速減少給水泵出力，防止由于壓力突變造成汽包虛假水位，造成高三值動作，須解除汽包水位高三值聯跳汽機、鍋爐保護。

4汽輪機甩負荷后的注意事項

在機組完成甩負荷后，應盡快并網，根據汽缸溫度帶負荷，減少中間過渡過程，汽輪機長時間空載會影響使用壽命。另外，高排通風閥的關閉應有一定遲延，防止高排逆止門沒有完全開啟引起高排溫度高，造成悶缸事故，損壞設備。

以上為筆者在甩負荷試驗的工作心得，其中很多資料還需要日后繼續整理，有理解不正確之處望給予批評指正。

5結語

本文總結了在汽輪機甩負荷過程中常見故障及處理方法，而提高控制系統的可靠性，是一個系統工程，從保護機組安全角度出發，不斷的探索，豐富甩負荷試驗經驗，優化甩負荷試驗邏輯，協調好機組各參數的調節關系，使系統更趨于穩定，保證機組安全運行。

參考文獻：

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