25 MW汽輪發電機組液壓控制系統升級改造實踐

張 燕，劉 輝，段倫俊，張維杰

（1 山東鋼鐵萊蕪分公司能源動力廠，2萊鋼機械動力部，3 萊鋼檢修事業部，山東萊蕪 271104）

1 現狀分析

銀前25 MW 發電機組為C25-3.43/0.981型單抽機組，采用的是青島汽輪機廠生產的汽輪發電機組,在運行過程中存在部分功率段調整遲緩、功率波動且難以消除的問題。前期車間進行了速關油節流孔擴孔改造，并在原保安油蓄能器基礎上新增一臺10 L蓄能器，雖緩解了負荷波動問題，但未能徹底消除。2020 年，25 MW 發電機負荷又出現大幅波動，且出現3次跳車問題。

針對此問題，能源動力廠多次組織專業技術人員進行原因分析：此汽輪機采取的調節系統主要由電子調節器（505E）、電液轉換器(CPC)、油動機（錯油門、油缸、反饋油門）、啟動閥、調解滑閥和調節氣閥組等組成，在信號處理上選用505E 控制器是不錯的，但伺服放大及執行系統采用的是傳統的機械產品，這套機械產品控制過程冗長，環節多，需要6 個部套聯合作用才能實現調節功能，其設備靈敏度及加工精密度與控制器無法良好配合，且這套傳統機械系統采取的是調節油、保安油、潤滑油等共享同一油源，致使調節用油清潔度無法保證，以上多種原因最終導致機組信號處理靈敏度低，執行機構反應遲緩，設備無法實現整體精確控制。

2 改造的必要性

（1）銀前25 MW 發電機組調節系統遲緩率較高，達到0.6%～0.8%，在機組負荷調整或功率信號出現波動時，此調節系統較難將該波動消除，且在機組負荷調整過程中隨時出現波動狀況，同時調整與功率信號波動重疊造成波動放大，當負荷較高時容易造成機組跳車。

（2）為防止機組跳車，銀前25 MW 發電機組負荷一直控制在23 MW 功率以下，嚴重限制了發電量的提升。

鑒于機組的安全運行及發電量指標等要求，通過與專業廠家進行多次研討，建議對發電機組的調節系統進行升級改造，使用新型的直動式液壓執行控制系統

3 實施方案

3.1 改造方案

將原來的調節系統升級，505E 保留不變，對其機械及透平油系統進行升級，即將原有的液壓控制系統環節全部取消改為直動式液壓執行控制系統。具體改造過程：

(1)保留原有的保安油、潤滑油部分，僅對高壓油油路及前軸承座進行改造，保證更改后潤滑油和保安油系統能夠安全運行。

(2)拆除原有的高、中壓油動機部套，均用直動式伺服執行器代替連接機組配汽連桿機構。本直動式伺服液壓調節系統主要包括供油裝置、伺服執行器、隔膜閥以及管路附件等部套組成。

(3)高壓直動式伺服調節器采用獨立供油系統，現場安裝一個小獨立油站（占地約1m2），并布置相關的電氣線路、油管路及冷卻水管路。

(4)直動式伺服調節器采用高壓抗磨油作為工作介質，由獨立的供油裝置供油。系統工作壓力范圍為11.2～14 MPa。油溫范圍為40～55 ℃。運行時，工作介質的清潔度要求達到NAS6 級或優于NAS6級。

(5)該供油裝置設有蓄能器、在線試驗油泵聯鎖功能、冷卻、過濾作用，主、備泵冗余設計。為直動式伺服調節器提供動力源。

(6)伺服油動機采用兩種控制方式，即正常調節控制和快動作控制，兩者間相互并聯，實際工作時是互鎖的，可通過控制完成。

3.2 技術創新點

該套直動式伺服液壓調節系統精度高、速度快,油動機剛度大，控制精度和品質非常高，且用油與原汽輪機供油系統分開，完全獨立，可以保證調節油的清潔度，同時也不會受其他油系統波動的影響；控制過程簡單直接，減少中間環節，保證控制靈敏精確、快速，現場配置安裝簡便、調試便捷等優勢。

高壓直動式伺服調節器系統示意圖如圖1。

圖1 高壓直動式伺服調節器系統

4 項目效果及效益測算

改造完畢后，機組的液壓系統的響應速度提高，調速系統遲緩率控制在0.3%～0.4%范圍以內，機組調節自動化水平提高，能夠滿足機組的啟動、停機、機組正常運行監視和控制、機組運行異常和事故工況的安全系數及靈敏度要求。

改造完成后，在煤氣量充足情況下，銀前25 MW 發電機組能夠在滿負荷情況下穩定運行，發電量較之前提升了2 000 kWh，極大提升了該套機組的綜合性能。

改造效益：

2 000 kWh×24 h/天×300天×0.6元/kWh÷10 000=864萬元

5 結論

通過對銀前發電機組調節系統進行升級改造，極大降低了機組負荷波動調機等問題，滿足了機組安全運行，同時大大提升了機組發電量，實現了機組經濟高效運行。