25MW汽輪機甩負荷試驗分析研究

李廷豪（華電電力科學研究院,杭州 310030）

25MW汽輪機甩負荷試驗分析研究

李廷豪
（華電電力科學研究院,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%甩負荷試驗情況，通過試驗了解機、爐、電設備自動控制系統對甩負荷工況的適應能力，并考察系統與設備設計的合理性、安裝質量的好壞，了解系統設備的運行特性。同時評估DEH系統靈活、可靠控制的能力。

關鍵詞：汽輪機組；甩負荷試驗；運行特性

1 前言

汽輪機在發生甩負荷時，汽輪機的轉速飛升很快，為確保安全，在新機組正式投運前需進行汽輪機的甩負荷試驗，該試驗是考核汽輪機調節系統動態特性的最直接手段[1] [2]。汽輪機組設置應具有比較完善的甩負荷功能，這些功能縮短了甩負荷后的轉速穩定時間， 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，具有一級調節抽汽，余熱鍋爐低壓蒸汽進入低壓缸補汽作功，額定進汽參數為4.9MPa/495℃，額定抽汽參數為1.2MPa/34t/h，補汽參數為0.5MPa/200℃/15 t/h ，額定功率為25MW。本機采用自容式數字控制系統，具有適應性強、響應快、控制精度高、遲緩率小等一系列優點，具有組態靈活的特點。可以與DCS一起協調運行。調節系統主要功能有：比例和限制功能、轉速/負荷與抽汽優先的選擇功能、汽輪機沖轉、沖臨界轉速、自動升速至額定轉速、轉速控制、頻率控制、機組負荷控制、抽汽控制、機組負荷限制、高、中壓調節閥閥位限制、超速停機及超速試驗、緊急停機、繼電器輸出、遠程就地方式選擇以及MODBUS通訊等，能夠實現機組功率和抽汽的分別控制。

3 試驗結果

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

3.1 試驗準備

試驗前確保以下各測試合格：（1）主汽門、調節汽門關閉試驗測試。（2）主汽門、調節汽門嚴密性試驗。（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、調節汽門活動試驗。（5）其它相關聯鎖保護試驗（包括潤滑油系統聯鎖保護試驗、ETS系統聯鎖保護試驗、機電爐大聯鎖等）。

3.2 機組50%甩負荷試驗

試驗前進行運行方式和運行參數調整和檢查。，解除“發電機跳汽機”、“MFT動作跳汽機”、“汽輪機跳燃機”保護，解除“低真空跳機”保護，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。各專業各崗位人員按預先安排全部到位，并對各自負責的設備和系統進行了全面認真檢查，記錄有關試驗數據。試驗前1～2分鐘，維持擬甩負荷的運行蒸汽參數為：主蒸汽壓力3.9MPa/溫度490℃，補汽壓力0.1MPa/溫度180℃，負荷為12MW。

試驗過程數據參數記錄見表1.。

表1 甩50%額定負荷參數記錄表

表2 甩100%額定負荷參數記錄表

3.3 機組100%甩負荷試驗

完成消缺并確認補汽調節閥可正常動作后，機組在50%甩負荷試驗成功的基礎上，進行了100%甩負荷試驗。試驗前1～2分鐘，維持擬甩負荷的運行蒸汽參數為：主蒸汽壓力3.9MPa/溫度490℃，補汽壓力0.1MPa/溫度180℃，負荷為12MW。

試驗過程數據參數記錄見表2。

3.4 試驗結果分析

汽輪機組50%甩負荷試驗過程中，OPC動作一次，轉子最高飛升轉速為3122.2rpm。發電機主開關斷開后，轉速飛升至3090rpm前，DEH中OPC的甩負荷保護邏輯觸發，OPC中間繼電器動作，OPC電磁閥動作，主汽調節閥GV立刻迅速關閉。

甩負荷前汽輪機轉速2999rpm，發電機斷開主開關后，OPC動作，主汽調節閥、補汽調節閥關閉，轉速在3.915秒內飛升至最高轉速3122.2rpm。之后轉速開始下降，經過34.38秒后轉速降至2911.5rpm，此時OPC電磁閥已經釋放，主汽調節閥打開，開始控制轉速緩慢回升，13.2秒后，DEH控制轉速穩定至3000rpm，各項參數穩定。試驗過程中由于補汽調節閥關閉滯后致使轉速飛升過高，但仍在規定范圍內。

汽輪機組100%甩負荷試驗過程中，OPC動作一次，轉子最高飛升轉速為3071.8rpm。發電機主開關斷開后，轉速飛升至3090rpm前，DEH中OPC的甩負荷保護邏輯觸發，OPC中間繼電器動作，OPC電磁閥動作，主汽調節閥GV立刻迅速關閉。

甩負荷前汽輪機轉速3000rpm，發電機斷開主開關后，OPC動作，主汽調節閥、補汽調節閥關閉，轉速在0.97秒內飛升至最高轉速3071.8rpm。之后轉速下降，經過19.58秒后轉速降至2935rpm，此時OPC電磁閥已經釋放，主汽調節閥打開，開始控制轉速緩慢回升，8.7秒后，DEH控制轉速穩定至3000rpm，各項參數穩定。試驗過程中汽機未跳機，鍋爐安全閥未動作，發電機未超壓，調節系統動作特效正常。

4 結論

汽輪機組50%、100%常規法甩負荷試驗成功，試驗結果表明：

（1）汽輪機組100%甩負荷時，最大飛升轉速為3071.8rpm，這一數值低于機組危急保安系統的動作轉速。

（2）本機組啟動方式屬于主汽調節閥進行轉速調節，在甩100%負荷時，OPC回路僅動作一次，能夠可靠避免轉速飛升。

（3）汽輪機組甩100%負荷試驗是成功的，調節系統動態特性可以滿足甩負荷工況的需要，各輔機和附屬機械對甩負荷工況的適應性良好。

參考文獻：

[1]俞成立.100MW汽輪機組甩負荷試驗分析[J].華東電力,2007（06）: 30-35.

[2]田豐.國產引進型300MW機組汽輪機甩負荷試驗研究[J].電力建設,2004（09）:15-18.

[3]張寶,顧偉飛,徐熙瑾等.600 MW汽輪機組LDA功能失效時的甩負荷試驗分析[J].華東電力,2006（03）: 42-45.

[4]劉雁平.巴基斯坦木扎法戈電站甩負荷試驗熱控調試[J].湖北電力,1999（12）:30-33.

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