首臺(tái)超臨界再熱型雙抽背壓機(jī)組甩100%負(fù)荷試驗(yàn)分析

傅旭峰,朱良君*,趙冰,孫宇,李國(guó)敏,王勇

(1.華電電力科學(xué)研究院有限公司,杭州 310030; 2.華電國(guó)際電力股份有限公司天津開發(fā)區(qū)分公司,天津 300450)

汽輪發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷是測(cè)取汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷后最高飛升轉(zhuǎn)速變化曲線,計(jì)算汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,考核汽機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(digital electro-hydraulic control system,DEH)在甩負(fù)荷時(shí)的控制性能,即能否控制機(jī)組轉(zhuǎn)速不超過危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速,且能夠維持空負(fù)荷運(yùn)行[1-2]。甩負(fù)荷后大負(fù)荷快速變工況下運(yùn)行,各參數(shù)變化速率較快,對(duì)輔機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)的甩負(fù)荷工況適應(yīng)性要求較高,也極大地考驗(yàn)了汽輪發(fā)電機(jī)組在協(xié)調(diào)控制下動(dòng)態(tài)跟蹤能力及系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)[3]。與此同時(shí),本項(xiàng)目配置循環(huán)流化床鍋爐由于蓄熱強(qiáng),甩負(fù)荷試驗(yàn)比常規(guī)煤粉控制難度大,已造成鍋爐超溫、超壓及甩負(fù)荷后恢復(fù)并網(wǎng)投煤過程中發(fā)生爆燃和結(jié)焦事故等[4-5]。

中國(guó)針對(duì)甩100%負(fù)荷的主要研究在于甩負(fù)荷過程中轉(zhuǎn)速飛升現(xiàn)象,張新勝等[6]對(duì)某660 MW機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)過程中轉(zhuǎn)速二次飛升原因進(jìn)行了分析及處理;徐飛等[7]對(duì)1 000 MW超超臨界機(jī)組出線故障引起汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速偏高原因分析與處理。而循環(huán)流化床鍋爐100%甩負(fù)荷,目前基本采取切斷全部燃料或者直接“壓火”方式進(jìn)行甩負(fù)荷,中國(guó)許多項(xiàng)目都以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了流化床鍋爐甩負(fù)荷試驗(yàn)研究,王映奇等[8]提出機(jī)組在進(jìn)行50%及100%甩負(fù)荷時(shí)采用鍋爐壓火方式,可保證鍋爐各項(xiàng)參數(shù)在可控范圍之內(nèi);段寶等[9]針對(duì)300 MW循環(huán)流化床鍋爐甩負(fù)荷試驗(yàn)控制研究,提出了提前減少燃料量,減少一次流化風(fēng)量及其大量排渣、降低床壓的方式,對(duì)鍋爐側(cè)壓力、汽溫及其燃燒等關(guān)鍵控制。而對(duì)保留鍋爐熱負(fù)荷的并持續(xù)對(duì)外供熱的機(jī)組研究很少,也使得本機(jī)組進(jìn)行甩全負(fù)荷試驗(yàn)提供參考較少。

天津南港工業(yè)園區(qū)建設(shè)熱電廠,一期建設(shè)3臺(tái)350 MW級(jí)超臨界循環(huán)流化床鍋爐,搭配超臨界再熱型雙抽背壓汽輪機(jī),為中國(guó)首次臺(tái)套雙抽背壓機(jī)。現(xiàn)主要研究循環(huán)流化床鍋爐搭配超臨界再熱型雙抽背壓機(jī)組100%甩負(fù)荷試驗(yàn)過程,確保鍋爐不投助燃、不滅火、汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制及保證對(duì)下游熱用戶化工企業(yè)穩(wěn)定供熱,并最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)首臺(tái)套超臨界再熱型雙抽背壓機(jī)組甩100%負(fù)荷試驗(yàn)一次成功。

1 設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本工程為天津南港工業(yè)園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)提供生產(chǎn)用汽,其中中壓工業(yè)供汽壓力5.0 MPa/453 ℃,蒸汽流量467 t/h,低壓工業(yè)供汽1.8 MPa/333.4 ℃,蒸汽流量200 t/h。鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的350 MW超臨界循環(huán)流化床,型號(hào)為DG1172/25.4-Ⅱ1,燃料系統(tǒng)包括:4個(gè)風(fēng)道燃燒器采用天然氣的點(diǎn)火氣槍;8臺(tái)稱重給煤機(jī),前墻8點(diǎn)均勻給煤。汽輪機(jī)為東方電氣股份有限公司提供的汽輪機(jī),型號(hào)為CCB170-24.2/5.0/1.8/0.15,型式為超臨界、一次再熱、單軸、雙缸、兩級(jí)調(diào)節(jié)抽汽、下排汽、背壓式汽輪機(jī),設(shè)計(jì)額定功率為170 MW。主要參數(shù)為:主汽門前額定壓力24.2 MPa,主汽門前額定溫度566 ℃,再熱主汽閥前額定溫度453 ℃,再熱主汽閥前額定壓力5 MPa,額定背壓0.15 MPa(絕對(duì)壓力)。發(fā)電機(jī)出口未配置出開關(guān),主接線采用雙母線接線方式,出口斷路器為2201開關(guān)。

汽輪機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)如圖1所示。主蒸汽和主給水系統(tǒng)為單元制熱力系統(tǒng),主給水系統(tǒng)配置2臺(tái)汽動(dòng)給水泵+1臺(tái)50%容量的電動(dòng)給水泵,抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)配置3臺(tái)高壓加熱器、1臺(tái)高壓除氧器、1臺(tái)低壓除氧器、1臺(tái)低壓加熱器,無凝汽器只設(shè)計(jì)小容量的回收器,回收器主要功能為回收給水泵汽輪機(jī)排汽,部分背壓溢流以及啟動(dòng)初期的給水回收。本機(jī)組汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)型式為:高、低壓兩級(jí)串聯(lián)電動(dòng)旁路系統(tǒng);高旁系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量:高壓旁路旁87%B-MCR(B-MCR為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量),低壓旁路旁96%B-MCR。汽輪機(jī)高壓缸配置了高排通風(fēng)閥,用于帶走高壓轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生的熱量。

1為凝汽器;2為凝結(jié)水泵;3為軸封加熱器;4為低壓除氧器;5為中繼水泵;6為低壓加熱器;7為高壓除氧器;8為給水泵組;9、10、11為高壓加熱器;12為高調(diào)閥;13為中調(diào)閥;14為高旁閥;15為中壓缸;16為減溫減壓器;17為液控蝶閥;18為低旁閥;19為發(fā)電機(jī)組

2 甩負(fù)荷技術(shù)難點(diǎn)

由于本機(jī)組配置為循環(huán)流化床鍋爐,雙抽背壓機(jī)組,本次甩負(fù)荷試驗(yàn)區(qū)別于常規(guī)機(jī)組甩負(fù)荷要求,鍋爐主要確保不能滅火、不能超壓,汽機(jī)側(cè)主要確保供熱負(fù)荷穩(wěn)定、汽機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)滿足導(dǎo)則要求、甩負(fù)荷后能夠盡快并網(wǎng)帶負(fù)荷。

2.1 供熱壓力控制

由于本機(jī)組供熱參數(shù)高、流量大,額定主蒸汽流量為1 172 t/h,在額定負(fù)荷下供熱流量達(dá)到667 t/h,甩負(fù)荷后機(jī)組電負(fù)荷由170 MW瞬間甩至0,在此瞬間由主蒸汽通過高壓旁路泄壓至供熱管道,會(huì)對(duì)供熱系統(tǒng)產(chǎn)生較大的熱力沖擊。與此同時(shí),在甩負(fù)荷之后鍋爐大量減熱負(fù)荷,燃煤量及鍋爐蒸發(fā)量大幅度降低,尤其在機(jī)組并網(wǎng)過程中需降低再熱器壓力,此時(shí)中壓供熱接近降低至零,此時(shí)需通過鄰機(jī)或者啟動(dòng)鍋爐快速補(bǔ)充,防止供熱管網(wǎng)壓力大幅度降低,供熱壓力的控制成為甩負(fù)荷過程中的難點(diǎn)。

2.2 鍋爐熱負(fù)荷控制

甩負(fù)荷過程中由于循環(huán)流化床爐內(nèi)床料、澆筑料及循環(huán)灰及旋風(fēng)分離器收集的未燃盡碳顆粒回鍋爐再燃,導(dǎo)致鍋爐蓄熱能力比常規(guī)鍋爐大,甩負(fù)荷過程中工況擾動(dòng)劇烈,主要參數(shù)為鍋爐壓力、主再熱氣溫、床壓、床溫、爐膛負(fù)壓、給水流量[10]。如果爐膛內(nèi)燃燒參數(shù)控制不好可能出現(xiàn)鍋爐機(jī)械安全閥動(dòng)作、爐膛負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作、主再熱蒸汽超溫、床溫下降過快等導(dǎo)致主燃料跳閘(main fuel trip,MFT)保護(hù)動(dòng)作、流化效果不好導(dǎo)致部分區(qū)域低溫結(jié)焦,或者鍋爐給水由于壓力飛升導(dǎo)致鍋爐斷水保護(hù)動(dòng)作等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)[11]。

2.3 旁路系統(tǒng)控制

機(jī)組在甩負(fù)荷過程中由于汽機(jī)主汽閥、中主閥、高調(diào)閥、中調(diào)閥進(jìn)汽閥瞬間關(guān)到0,在甩負(fù)荷瞬間導(dǎo)致鍋爐壓力飛升,高壓旁路作用主要防止過熱器超壓,同時(shí)確保鍋爐再熱器避免干燒,同時(shí)兼顧對(duì)外中壓供熱蒸汽壓力,低壓旁路主要控制再熱器超壓與供熱系統(tǒng)壓力,同時(shí)考慮回收器的設(shè)計(jì)余量避免低旁開度過大導(dǎo)致大量熱蒸汽進(jìn)入而引起真空快速下降,因此甩負(fù)荷過程中旁路系統(tǒng)控制是甩負(fù)荷試驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵。如何確保旁路系統(tǒng)在甩負(fù)荷后能夠動(dòng)作到位,動(dòng)作準(zhǔn)確,能夠把鍋爐壓力泄放成為甩負(fù)荷試驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素。

2.4 汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制

甩負(fù)荷后,汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)由功率控制切換成為轉(zhuǎn)速控制方式,瞬間甩去大量負(fù)荷將會(huì)使得主蒸汽壓力飛升[12],并且此時(shí)主蒸汽壓力高將直接切換成順序閥控制方式,在旁路模式下中壓缸進(jìn)汽,再熱壓力的波動(dòng)將導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動(dòng)。如何在高壓調(diào)門控制轉(zhuǎn)速、保證再熱器蒸汽流量,并防止高排溫度過高之間尋求平衡,是甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束后盡早穩(wěn)定的關(guān)鍵。同時(shí)由于高背壓機(jī)組,OPC動(dòng)作以后所有抽汽關(guān)閉,分別到回收器和除氧器排汽全部關(guān)閉,這樣汽機(jī)中壓缸排汽堵塞,轉(zhuǎn)速上升后急劇下降,DEH控制調(diào)門反復(fù)開關(guān)。

2.5 甩負(fù)荷系統(tǒng)恢復(fù)

汽輪機(jī)甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后應(yīng)該盡快并網(wǎng),避免長(zhǎng)時(shí)間主再熱汽溫低于汽輪機(jī)缸溫而使得汽輪機(jī)冷卻導(dǎo)致汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)較高,同時(shí)并網(wǎng)后需要考慮高排后溫度過高導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作,因?yàn)闄C(jī)組保證供熱需要維持熱段蒸汽壓力4.50 MPa。旁路模式下,如果單純滿足鍋爐防超溫的需要而開大高低旁,導(dǎo)致再熱器壓力過高,將無法開啟高排逆止門。此時(shí),高排通風(fēng)閥流量有限的情況下如何控制高排溫度,是汽輪機(jī)專業(yè)在甩負(fù)荷后需要重點(diǎn)考慮的問題。

3 甩負(fù)荷關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鍋爐控制要點(diǎn)

3.1.1 給煤量與燃燒控制

通過查閱文獻(xiàn)和機(jī)組運(yùn)行實(shí)際情況本次甩負(fù)荷試驗(yàn)保持機(jī)組供熱鍋爐需維持約50%熱負(fù)荷,甩負(fù)荷為10、7、4、1時(shí)手動(dòng)對(duì)稱停掉一臺(tái)給煤機(jī),甩負(fù)荷倒計(jì)時(shí)為2的時(shí)候手動(dòng)打開過熱器PCV閥,流化風(fēng)量和二次風(fēng)量根據(jù)煤量對(duì)應(yīng)的流化風(fēng)量自動(dòng)降低,減弱鍋爐床料的循環(huán)倍率,將床料由循環(huán)態(tài)向接近鼓泡態(tài)調(diào)整,從床料側(cè)降低換熱強(qiáng)度,控制蒸汽溫度;同時(shí)減少一次風(fēng)量,控制床溫下降速率,引風(fēng)機(jī)在停完對(duì)應(yīng)給煤機(jī)時(shí)超馳關(guān)5%。

3.1.2 主蒸汽壓力控制

進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)前,保持高低旁為2%開度進(jìn)行暖管,甩負(fù)荷后高低旁應(yīng)自動(dòng)聯(lián)開。本機(jī)組在甩負(fù)荷后高旁開度按照自動(dòng)跟隨當(dāng)前主蒸汽流量進(jìn)行超馳開,隨后自動(dòng)跟蹤甩負(fù)荷再熱蒸汽前壓力值,高旁減溫水自動(dòng)投自動(dòng)控制高旁后溫度維持在380 ℃;低旁甩負(fù)荷后超馳開度約30%,保持2 s后自動(dòng)跟蹤甩負(fù)荷前壓力值,低旁減溫水自動(dòng)投自動(dòng)控制高旁后溫度維持在60 ℃。加強(qiáng)高低旁控制,保證再熱器足夠蒸汽流量。同時(shí)注意高低旁后蒸汽溫度,防止高低旁后蒸汽溫度高聯(lián)關(guān)高低旁。為防止過熱器超壓,甩負(fù)荷倒計(jì)時(shí)為2的時(shí)候手動(dòng)打開過熱器PCV閥,當(dāng)過熱器壓力有返回趨勢(shì)時(shí)及時(shí)關(guān)閉過熱器PCV。在甩負(fù)荷過程中,高旁開度應(yīng)視鍋爐壓力,如壓力過高,有超壓趨勢(shì),還應(yīng)繼續(xù)開大。

3.1.3 主蒸汽溫度控制

本機(jī)組為超臨界機(jī)組,甩100%負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)燃料急劇降低,鍋爐熱負(fù)荷驟降,同時(shí)保持對(duì)外一定熱負(fù)荷供熱,將會(huì)使得主蒸汽壓力、主蒸汽溫度迅速降低,同時(shí)因汽水分離器水位難以控制,溫度驟降帶來的熱沖擊將會(huì)影響金屬壁的使用壽命。故在主蒸汽壓力控制后適當(dāng)增加給煤量,按對(duì)外供熱計(jì)算最終給水流量控制為600 t/h。同時(shí)在機(jī)組甩負(fù)荷前,及時(shí)關(guān)閉過熱器、再熱器減溫水電動(dòng)閥[13],鄰機(jī)計(jì)及時(shí)補(bǔ)充熱負(fù)荷,防止蒸汽流量過大,主蒸汽溫度驟降。

3.1.4 給水流量控制

給水流量控制在甩負(fù)荷過程中也是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一,一方面甩負(fù)荷瞬間過熱器壓力飛升,給水泵出力易因壓力過高而不足,觸發(fā)鍋爐最低給水流量保護(hù),此時(shí)還會(huì)引發(fā)鍋爐水冷壁受熱面流量不足,造成水冷壁受熱面超溫現(xiàn)象,本機(jī)組給水流量最低保護(hù)值為280 t/h;另一方面,在鍋爐大量減負(fù)荷后,給水流量過大,與鍋爐燃燒不匹配將會(huì)造成主蒸汽溫度降低,在進(jìn)行甩負(fù)荷前將汽泵汽源切換至輔汽供汽,同時(shí)在試驗(yàn)前將電泵聯(lián)啟旋轉(zhuǎn)備用,一旦出現(xiàn)汽泵跳閘或給水流量不足現(xiàn)象,電泵及時(shí)并泵運(yùn)行,甩負(fù)荷后給水流量的控制需結(jié)合給煤量、汽水分離器中間點(diǎn)溫度、蒸汽過熱度等參數(shù)同步控制。

3.2 汽機(jī)控制要點(diǎn)

3.2.1 轉(zhuǎn)速控制

甩負(fù)荷試驗(yàn)主要目的就是維持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,甩負(fù)荷時(shí)切斷所有汽輪機(jī)抽汽,DEH內(nèi)部控制甩負(fù)荷取發(fā)電機(jī)主開關(guān)分閘信號(hào),直接觸發(fā)OPC動(dòng)作,高壓調(diào)門和中壓調(diào)門全關(guān)并保持2 s,OPC復(fù)位,DEH轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速控制模塊,隨后OPC動(dòng)作條件由汽機(jī)轉(zhuǎn)速超過3 090 r/min,低于此轉(zhuǎn)速則復(fù)位,DEH內(nèi)部轉(zhuǎn)速采用高中壓調(diào)門聯(lián)合控制,轉(zhuǎn)速快速穩(wěn)定還取決于外部主再熱蒸汽壓力的穩(wěn)定;同時(shí)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降后應(yīng)及時(shí)打開第六段抽汽逆止門,打通汽輪機(jī)中壓排汽通道。同時(shí)甩負(fù)荷過程中密切注意高調(diào)開度及高排溫度,保證通風(fēng)閥開啟。

3.2.2 并網(wǎng)控制

轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3 000 r/min后,應(yīng)及時(shí)宣布甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束,做好并網(wǎng)準(zhǔn)備,盡快并網(wǎng)。并網(wǎng)以后,根據(jù)高壓缸排汽壓力的增長(zhǎng)逐漸關(guān)小高低旁,當(dāng)負(fù)荷到20 MW左右時(shí),視高壓缸排汽壓力與再熱器壓力開啟高排逆止門,平穩(wěn)完成高旁與高壓缸排汽的切換。前期高排溫度只能通過高排通風(fēng)閥(VV閥)來維持,按照汽輪機(jī)廠家的運(yùn)行要求,甩負(fù)荷后汽輪機(jī)將進(jìn)入旁路模式,本機(jī)組配置的VV閥額定流量?jī)H為32 t/h,高壓缸冷卻蒸汽流量受限,待機(jī)組熱負(fù)荷倒換后再進(jìn)行快速帶負(fù)荷頂開高排逆止閥和關(guān)閉VV閥。并網(wǎng)后,應(yīng)密切監(jiān)視主汽溫度,根據(jù)鍋爐壓力溫度決定負(fù)荷增減。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

2022年07月13日機(jī)組各項(xiàng)目指標(biāo)綜合評(píng)估滿足做100%甩負(fù)荷試驗(yàn)要求,于12:28:33試驗(yàn)開始,#1機(jī)組負(fù)荷170.01 MW,主汽壓力23.86 MPa,主汽溫度557 ℃,再熱壓力4.93 MPa,再熱溫度428 ℃;12:29:00手動(dòng)斷開發(fā)電機(jī)出口斷路器,高壓、中壓調(diào)門迅速關(guān)閉;3.4 s后轉(zhuǎn)速上升至最大值3 113 r/min,動(dòng)態(tài)超調(diào)量3.77%;47s后轉(zhuǎn)速逐漸穩(wěn)定在2 997 r/min。甩負(fù)荷過程曲線圖2所示,整個(gè)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制平穩(wěn),OPC在試驗(yàn)過程動(dòng)作過1次,并在甩負(fù)荷7 min后迅速恢復(fù)并網(wǎng)。

圖2 甩負(fù)荷過程轉(zhuǎn)速、OPC變化曲線圖

甩負(fù)荷后,鍋爐側(cè)壓力發(fā)生變化,甩負(fù)荷瞬間聯(lián)開過熱器PCV閥進(jìn)行泄壓,最終主蒸汽壓力本次試驗(yàn)飛升1.69 MPa,最高飛升至25.66 MPa,于109 s后壓力降低至24.1 MPa;過熱蒸汽經(jīng)高壓旁路減溫減壓后的再熱蒸汽通過供熱管網(wǎng)作為泄壓通道,龐大的供熱系統(tǒng)使得甩負(fù)荷后后再熱器壓力變化不明顯,再熱器壓力由甩負(fù)荷前4.93 MPa上升至5.08 MPa,并通過鄰機(jī)輔助調(diào)節(jié)使得整過倒熱負(fù)荷過程中再熱蒸汽壓力維持在4.8 MPa。整個(gè)甩負(fù)荷過程中,主蒸汽溫度557 ℃最低降到538 ℃,再熱蒸汽溫度基本無明顯變化,維持在435 ℃左右。甩負(fù)荷過程中主再熱蒸汽參數(shù)變化如圖3所示。

圖3 甩負(fù)荷過程中主再熱蒸汽參數(shù)變化

甩負(fù)荷過程給煤量、床溫、床壓及爐膛負(fù)壓變化曲線如圖4所示,機(jī)組帶負(fù)荷170 MW時(shí)煤量為183 t/h,甩負(fù)荷前減少40 t/h煤,甩負(fù)荷后維持煤量在85 t/h左右,甩負(fù)荷過程中爐膛負(fù)壓發(fā)生輕微波動(dòng),最低降低至-726 Pa,氧量逐漸上升,最高升至9.10%,床溫隨著負(fù)荷降低而下降,最低降低至723 ℃,整體而言試驗(yàn)過程中爐膛參數(shù)未發(fā)生大范圍波動(dòng)。

圖4 甩負(fù)荷過程給煤量、床溫、床壓及爐膛負(fù)壓變化曲線

甩負(fù)荷后機(jī)組轉(zhuǎn)速逐漸穩(wěn)定,并逐漸開始進(jìn)行恢復(fù)并網(wǎng)。從甩負(fù)荷至并網(wǎng)整個(gè)過程控制7 min,同時(shí)完成開高排逆止閥機(jī)組恢復(fù)帶負(fù)荷,共用時(shí)20 min。整個(gè)過程中通過高壓旁路系統(tǒng)調(diào)整機(jī)組再熱蒸汽壓力,在并網(wǎng)前機(jī)組高排溫度、軸承振動(dòng)都逐漸上升,在并網(wǎng)時(shí)由甩負(fù)荷前330 ℃上升至345 ℃,其中汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的1號(hào)軸承(承1)X方向軸承相對(duì)振動(dòng)甩負(fù)荷后逐漸升高到125 μm;在第7分鐘恢復(fù)并網(wǎng)帶初負(fù)荷8 MW,隨后機(jī)組各軸承振動(dòng)逐漸減小,并恢復(fù)至正常范圍內(nèi);在初負(fù)荷8 MW維持了8 min,此過程主要為了完成供熱負(fù)荷切換,通過逐漸關(guān)小高排降低再熱蒸汽壓力,以便高排逆止門能夠順利打開,同時(shí)開大主蒸汽調(diào)閥機(jī)組帶負(fù)荷,在監(jiān)測(cè)再熱蒸汽壓力到3.5 MPa與高壓缸排汽壓力相當(dāng)時(shí),關(guān)閉VV閥,高排逆止閥全開,高排溫度降低,逐漸關(guān)閉高旁并提高機(jī)組負(fù)荷,汽輪機(jī)恢復(fù)正常。機(jī)組甩負(fù)后旁路系統(tǒng)及機(jī)組振動(dòng)情況如圖5、圖6所示。

圖5 甩負(fù)荷過程中旁路系統(tǒng)參數(shù)曲線

圖6 甩負(fù)荷過程中軸承振動(dòng)參數(shù)曲線

5 結(jié)論

汽輪機(jī)組100%甩負(fù)荷試驗(yàn)作為高風(fēng)險(xiǎn)性試驗(yàn),特別針對(duì)背壓型機(jī)組,涉及專業(yè)面廣的綜合性試驗(yàn),通過分析研究甩負(fù)荷試驗(yàn)可能出現(xiàn)難點(diǎn)和關(guān)鍵控制,降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)中國(guó)首臺(tái)超臨界再熱型背壓機(jī)機(jī)組100%甩負(fù)荷試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)過程主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及調(diào)整要點(diǎn)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)100%甩負(fù)荷試驗(yàn)的一次成功,并為同類型的機(jī)組進(jìn)行甩負(fù)荷工況發(fā)生時(shí)提高了良好的技術(shù)支撐。

(1)100%甩負(fù)荷試驗(yàn)有效驗(yàn)證了該機(jī)組的數(shù)字電液控制系統(tǒng)在機(jī)組瞬間甩負(fù)荷后能夠有效抑制汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)速飛升,檢驗(yàn)出汽輪機(jī)DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程的響應(yīng)速度及動(dòng)態(tài)性能,100%甩負(fù)荷后機(jī)組轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速飛升3 113 r/min,動(dòng)態(tài)超調(diào)量3.77%,100%甩負(fù)荷試驗(yàn)一次成功。

(2)本次甩負(fù)荷試驗(yàn)完成代表該機(jī)組完全可以實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐工況同時(shí)保證下游供熱用戶的穩(wěn)定,以下游工業(yè)熱網(wǎng)作為甩負(fù)荷的泄壓通道,利用高旁動(dòng)作兩級(jí)抽汽供熱負(fù)荷維持供熱,對(duì)外供熱實(shí)現(xiàn)甩電負(fù)荷不甩熱負(fù)荷。