火電廠600MW機組汽輪機液壓調速系統靜態(tài)試驗

王波 薛瑞鑫 張磊

摘要：發(fā)電廠在汽輪機檢修完畢后需要進行調速系統的特性試驗，以檢驗其靜態(tài)特性是否滿足運行要求或與制造廠給出的特性曲線是否吻合。目前一些現場試驗人員對靜態(tài)試驗與靜止試驗概念的含義認識不清，或干脆將其混為一談。因此有必要將這兩種試驗在概念上加以澄清并正確認識這兩種試驗所得結果之間的差異。本文主要介紹了600MW汽輪機系統的靜態(tài)特性試驗。

關鍵詞：調速系統;靜態(tài)試驗;靜止試驗

調速系統的靜態(tài)特性試驗分為兩種：一種稱靜態(tài)試驗，即在汽輪機啟動后，在一定的同步器位置下，改變機組轉速，在穩(wěn)態(tài)下測量轉速、調速器位移（或脈動油壓）、油動機行程以及調速系統其它相應參數之間的關系（這一過程又稱為空負荷試驗），然后再通過帶負荷試驗測得油動機行程與負荷之間的關系，就可得到調速系統的靜態(tài)特性線。另一種稱靜止試驗，是指在不開機的條件下，通過高壓輔助油泵供給壓力油和脈沖油，用人工模擬一個轉速信號，測得各滑閥、油動機與轉速信號之間的關系。在調門的重疊度符合制造廠要求的條件下，可用制造廠提供的蒸汽流量-油動機行程（G-Z）曲線近似代替功率-油動機行程（N-Z）曲線，若不滿足條件或要求更高的精度，就必須使用實測的 N-Z曲線，從而得出調速系統靜態(tài)特性線。

1、靜態(tài)實驗的兩種不同的概念

1.1 靜止試驗的特點

由于靜止試驗不用開機，無需等到汽輪機回裝完畢和鍋爐點火供汽，只需調速系統和供油系統安裝完畢即可進行。一旦發(fā)現調速系統存在缺陷可及時重新調整，對于結構比較復雜的部套由于不開機有時還便于架表測量。如等到正式開機后在靜態(tài)試驗中發(fā)現缺陷時就可能需要將機組解體檢查，牽涉到機組冷卻、拆裝保溫等一系列問題，延誤工期，造成很大損失。

靜止試驗比靜態(tài)試驗靈活性大，尤其在查找調速系統故障原因時更是必不可少的手段。因此現場應對這種試驗方法充分重視，盡可能利用這種方法全面掌握調速系統的各項特性。

1.2 靜止試驗與靜態(tài)試驗的差異

盡管靜止試驗具有上述優(yōu)點，但它不能夠替代靜態(tài)試驗。靜態(tài)試驗是在汽輪機真正運行狀態(tài)下進行的，所得結果反映了調速系統的真實特性。靜止試驗與靜態(tài)試驗的差異是：靜止試驗時供到脈沖油路前的壓力油是由高壓輔助油泵供給的，是一個定值，不符合真實運行條件。由于這一差異，兩種試驗方法所得結果不同。由于測量精度問題，這一差異可能表現得不明顯，但試驗人員對此應該有清楚的認識

2、汽輪機系統的靜態(tài)特性試驗

調節(jié)系統的靜態(tài)特性試驗包括空負荷試驗和帶負荷試驗。通過試驗求取調節(jié)系統各個部套的特性和整個系統的靜態(tài)特性線，從中驗證調節(jié)系統的靜態(tài)工作性能是否滿足運行要求。

2.1 空負荷試驗

2.1.1 試驗目的

空負荷試驗是汽輪發(fā)電機無勵磁空轉運行工作下進行的。空負荷試驗應測取：感受機構和傳動放大機構的靜態(tài)特性試驗線;同步器的工作范圍;感受機構和放大機構的遲緩率，并且檢查機組能不能空負荷運行。空負荷試驗包括同步器工作范圍和空負荷升速、降速試驗。

2.1.2 試驗方法和步驟

（1）降同步器分別放在高、中限位置進行試驗。（2）對于設計速度變動率在3%～6%范圍內可調的系統，試驗時，速度變動率放在3%、4%、5%三個位置分別進行，驗證實際值是否與設計值相符合。（3）緩慢操作自動主汽閥或者電動主汽閥的旁路閥，轉速下降盡量慢一些，轉速每下降20r/min要記錄一次，測點數應不少于8個，直到油動機全開為止。（4）緩慢開啟自動主汽閥或者電動主汽閥的旁路閥，使轉速升高，每上升20r/min記錄一次，直到旁路閥全開為止。（5）按照上述方法，把同步器放在中限位置，重新做一遍。（6）試驗中，記錄：轉速與油動機行程以及一次油壓、二次油壓、隨動錯油閥行程、控制油壓的關系線。

2.2 帶負荷試驗

2.2.1 試驗目的

帶負荷試驗是機組并入網內運行時，通過增、減負荷來測取：油動機行程與負荷的關系;同步器行程與油動機行程的關系;油動機行程與各個調節(jié)閥開度的關系;各個調節(jié)閥開度與前后壓力的關系。檢查調節(jié)系統在各個負荷下運行是否穩(wěn)定，在負荷變化時有無長時間的不穩(wěn)定情況出現。

試驗總記錄的項目：負荷、新蒸汽流量、油動機行程、調節(jié)閥開度、調節(jié)閥前后壓力、調節(jié)級汽室壓力、同步器行程、電網頻率、新蒸汽壓力和溫度、真空度等。

2.2.2 試驗方法和步驟

（1）空負荷點的記錄就用并網前的記錄，因并網后，負荷很難調到零。（2）從空負荷到滿負荷之間的測點應不少于12點，在空負荷及滿負荷附近，測點密一些，因系統靜態(tài)特性線兩端較陡，故測點多一些，從而使圖形繪制較正確。（3）帶負荷試驗應選定電網頻率比較穩(wěn)定的時間進行，一般在夜里10點以后進行。（4）將機組負荷帶到額定負荷值，穩(wěn)定數分鐘后開始記錄。（5）第一點測點記錄結束后，將負荷降至預定值再次測量，反復上述步驟直至空負荷為止。（6）做完降負荷試驗后，即可進行升負荷試驗。如果試驗中蒸汽參數、真空值比較穩(wěn)定，可以不再做升負荷試驗。

2.3 注意事項

（1）在全部試驗過程中，要盡量維持新蒸汽參數穩(wěn)定在設計值范圍內。（2）試驗前，應將真空提高到最高;在試驗過程中，真空系統不進行任何操作，任其隨負荷變化。（3）所有回熱系統均投入，在試驗過程中，不對回熱系統進行操作。

3、結語

試驗數據匯總后，以各個部套最低位置為起點（零點）進行換算。根據空負荷試驗的數據，在第二象限繪制轉速感應機構靜態(tài)特性曲線，即脈沖油壓與轉速關系線;在第三象限繪制放大機構靜態(tài)特性曲線，即脈沖油壓與油動機位移的關系線。根據帶負荷試驗的數據，在第四象限繪制配汽機構的靜態(tài)特性曲線，即油動機行程與負荷的關系線。然后按上述三個象限的圖形在第一象限繪出調節(jié)系統的靜態(tài)特性線，并從特性線中求出調節(jié)系統速度變動率和遲緩率。

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