宣威發(fā)電廠五期擴建工程2300mw機組扒負荷試驗

宣威發(fā)電廠五期擴建工程2300mw機組扒負荷試驗

1鍋爐及實驗設備玄威變電站5期擴建2.300噸工廠車輛。這些機器由東方汽輪機廠生產(chǎn)，配備了江淮n-300-2-20水-氫-氫冷卻裝置。該鍋爐由武漢競地廠制造，wgz/1025-18。4-4這種類型的鍋爐。配備1臺50%容量FK6D32A型電動給水泵和2臺50%容量FK6D32型汽動給水泵(配用東方汽輪機廠生產(chǎn)的C3.6-0.78(8)-1型小汽機)。機組設有高低壓兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng),容量為40%B-MCR。機組設有8級抽汽,分別供應3臺高加、1臺除氧器和4臺低加。汽輪機控制系統(tǒng)采用美國ETSI公司出品的infi90高壓抗燃油數(shù)字電液式控制系統(tǒng)(DEH),配備的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)由高、中壓主汽調(diào)節(jié)閥組,低壓保安系統(tǒng),高、低壓接口裝置,高壓抗燃油系統(tǒng)及汽輪機安全、監(jiān)視保護系統(tǒng)等組成。小汽輪機控制系統(tǒng)為MEH模擬量控制系統(tǒng)。2降速過速保護機組機組甩負荷試驗就是機組在正常帶部分或滿負荷運行的情況下,突然甩去全部所帶負荷,借以考核機組對甩負荷工況的適應能力。甩負荷是火電廠運行中出現(xiàn)的最危險的運行狀態(tài)之一,為了適應電網(wǎng)運行要求,保證機組的安全運行,新機組必須成功完成甩負荷試驗,方可移交試生產(chǎn)。甩負荷試驗是大型火電機組的一項重要性能試驗,它主要考核汽輪機DEH數(shù)字電液控制系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)在甩負荷時能否控制機組轉(zhuǎn)速不超過危急遮斷器的動作轉(zhuǎn)速,且能在額定轉(zhuǎn)速附近維持空負荷運行,這是保障機組設備安全、防止汽輪機超速的重要條件。另外通過甩負荷試驗考核機組和各配套輔機及系統(tǒng)的設計、制造、安裝、調(diào)試質(zhì)量,以及對甩負荷工況的適應能力,尤其是快速重新并網(wǎng)恢復帶負荷的能力,對電網(wǎng)的安全有重要意義。甩負荷試驗還可以測取機組甩負荷后的動態(tài)過程曲線,計算轉(zhuǎn)子的時間常數(shù)、轉(zhuǎn)子加速度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù),分析試驗結(jié)果及存在的問題,評價機組的動態(tài)特性,消除機組運行中的安全隱患。宣威電廠五期擴建工程的2臺300MW機組(7#、8#機組),在正式移交生產(chǎn)以前,均分別完成了50%額定負荷和100%額定負荷的甩負荷試驗。為了順利完成甩負荷試驗,技術人員反復認真研究試驗方案,從運行調(diào)整措施、EH油系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)及控制邏輯都進行了很多調(diào)整和修改,并進行了多次模擬甩負荷試驗,針對發(fā)現(xiàn)的問題進行認真的處理,保證了機組甩負荷試驗的順利完成。3準備和實施考試3.1中壓調(diào)節(jié)汽閥關閉情況機組甩負荷試驗首先應保證汽輪發(fā)電機組的安全,即汽輪發(fā)電機組甩負荷后不超速,汽機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)能及時正確動作使汽機最大飛升轉(zhuǎn)速小于機組的超速保護動作值,并逐步將機組的轉(zhuǎn)速控制在額定轉(zhuǎn)速附近。為此,進行模擬甩負荷試驗是很必要的,所謂模擬甩負荷試驗就是由仿真機發(fā)出指令操作汽輪機DEH數(shù)字電液控制系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)(也稱半仿真試驗),在仿真機給出模擬的甩負荷信號后,檢查DEH數(shù)字電液控制系統(tǒng)及其執(zhí)行機構(gòu)的動作情況是否正確,這對保證正式甩負荷試驗的安全性非常必要。宣威電廠五期擴建工程的2臺300MW機組均在首次啟動以前進行過多次模擬甩負荷試驗,并根據(jù)試驗結(jié)果進行了很多調(diào)整工作,為正式試驗的成功奠定了基礎。模擬甩負荷試驗重點考察以下內(nèi)容:1)從甩負荷開始到各調(diào)節(jié)汽閥開始動作的時間,一般小于100ms。2)從調(diào)節(jié)汽閥開始動作到完全關閉的時間,一般小于300ms3)從調(diào)節(jié)汽閥完全關閉到重新開啟的時間及機組轉(zhuǎn)速變化情況,與主汽參數(shù)有很大關系,一般小于30sec。4)機組到達最大飛升轉(zhuǎn)速所需時間,一般小于3sec。5)機組轉(zhuǎn)速重新回到3000rpm的時間和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定情況,與主汽參數(shù)的穩(wěn)定程度有很大關系,一般小于5min。6)EH油壓的變化情況和試驗過程中油壓的最低值,一般大于11.2MPa。7)各主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥快卸電磁閥的動作情況和復位時間。主汽閥的快卸電磁閥不應動作,調(diào)節(jié)汽閥的動作情況與閥門啟閉基本對應,調(diào)節(jié)汽閥快卸電磁閥的復位時間一般約為3sec左右。通過模擬甩負荷試驗可以發(fā)現(xiàn)DEH控制系統(tǒng)及其EH油系統(tǒng)存在的問題,并可進行針對性的調(diào)整消缺。可以從下面的一個實例說明試驗的重要性:由圖1可見,機組甩50%額定負荷后轉(zhuǎn)速最高飛升達3224rpm(一般應<3100rpm),從甩負荷到機組最高轉(zhuǎn)速對應的時間是3.5sec(一般應<3sec)。甩負荷后4個高壓調(diào)節(jié)汽閥在200ms內(nèi)全部關閉,而兩個中壓調(diào)門卻在1.4sec后才開始動作,又過了1.1sec左右才到全關閉位置,而OPC超速保護的動作時間加上復位時間約6sec,中壓調(diào)節(jié)汽閥重新開啟的時間約是9.5sec,此時機組轉(zhuǎn)速已經(jīng)開始下降,也就是說所有調(diào)節(jié)汽閥關閉后延續(xù)時間大于5sec時,開閥的時間對機組飛升轉(zhuǎn)速就沒有影響,只是影響轉(zhuǎn)速下降的速率。由試驗采樣曲線和數(shù)據(jù)分析可知,中壓調(diào)節(jié)汽閥沒有快速關閉是機組甩負荷后轉(zhuǎn)速嚴重偏高的原因。由此應對中壓調(diào)節(jié)汽閥的控制邏輯和快卸電磁閥進行針對性的檢查,消除缺陷后方可進行100%額定負荷的甩負荷試驗,否則強行進行100%額定負荷的甩負荷試驗很可能引起災難性的后果。對照的正常甩負荷曲線的對應數(shù)值為:機組甩50%額定負荷后轉(zhuǎn)速最高飛升僅為3078rpm,從甩負荷到機組最高轉(zhuǎn)速對應的時間是2.15sec。甩負荷后4個高壓調(diào)節(jié)汽閥在200ms內(nèi)全部關閉,兩個中壓調(diào)門在250ms內(nèi)完全關閉,而OPC超速保護的動作時間加上復位時間約有6sec,中壓調(diào)節(jié)汽閥重新開啟的時間約為7sec,高壓調(diào)節(jié)汽閥重新開啟的時間約為9sec。由試驗采樣曲線和數(shù)據(jù)分析可知:各閥門關閉與重新開啟的動作時間正確,與機組轉(zhuǎn)速的對應關系符合DEH控制系統(tǒng)的設計要求,最高飛升轉(zhuǎn)速僅為3078rpm,表明機組的中間容積影響和閥門嚴密性符合設計要求。機組進行100%額定負荷的甩負荷試驗是有安全保證的。3.2數(shù)據(jù)的分析試驗結(jié)果根據(jù)系統(tǒng)的實際運行情況及在模擬甩負荷、實際甩負荷試驗中獲得的試驗數(shù)據(jù)進行分析,技術人員對EH油系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)及控制邏輯中不合理的地方進行了有針對性的調(diào)整,消除了機組安全運行的隱患,保證了甩負荷試驗的順利完成。1重新調(diào)整eh油壓力補償器動作值,降低bh油低壓跳機的整定值為解決EH油壓在甩負荷試驗中大幅下降,且在正常運行中出現(xiàn)EH油壓緩慢下降又自行恢復的問題。認真檢查復核各蓄能器的壓力符合設計要求,油系統(tǒng)各電磁閥、切換閥、單向閥等的嚴密性良好,高、低壓保安油各控制油壓力正常。在充分檢查系統(tǒng)的基礎上確認原因應為壓力補償器整定值偏低或者是柱塞調(diào)整裝置有輕微卡澀,與當時的氣溫(<5℃)和EH油溫(約32℃)均偏低也有一定關系。重新調(diào)整EH油泵的壓力補償器、柱塞調(diào)整裝置、EH油系統(tǒng)壓力開關整定值和溢油閥等,適當調(diào)高壓力補償器的動作值,和EH油壓低聯(lián)鎖啟動備用泵的整定值,降低了EH油壓低跳機的整定值。經(jīng)過調(diào)整,EH油系統(tǒng)在正常運行及甩負荷試驗中均工作正常。2deh硬件系統(tǒng)的改進當OPC動作或甩負荷發(fā)生時,快卸電磁閥動作關調(diào)門,同時調(diào)門伺服閥軟件指令清零,從動作時間上伺服閥清零時間大大滯后于快卸電磁閥動作時間,致使兩個閥門處于同時打開狀態(tài),造成EH油大量泄露,EH油壓降低,為了使伺服閥動作時間和快卸電磁閥動作時間相匹配,對DEH硬件系統(tǒng)進行了改進。把MSV和CV、ICV的偏置信號分開,當OPC動作時及甩負荷時,通過繼電器2-10R5接點對所有調(diào)門進行硬件偏置,保證和快卸閥動作時間一致,防止了EH油壓的降低。3deh轉(zhuǎn)速控制經(jīng)過反復試驗,綜合考慮到甩負荷后機組的安全性和EH油系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將甩負荷及OPC控制邏輯進行了相應的修改,檢查到甩負荷信號后,DEH控制系統(tǒng)迅速開啟各高、中壓調(diào)節(jié)汽閥快卸電磁閥2sec后,檢測機組轉(zhuǎn)速是否超過3090rpm,如果沒有超過則快卸電磁閥復位,由DEH轉(zhuǎn)速控制邏輯進行轉(zhuǎn)速調(diào)整,如果超過3090rpm,則快卸電磁閥將持續(xù)動作,直到機組轉(zhuǎn)速低于3000rpm后方才復位。由DEH轉(zhuǎn)速控制邏輯進行調(diào)整,目標轉(zhuǎn)速自動設置為3000rpm。4操作保險被破壞原DEH系統(tǒng)各中壓調(diào)節(jié)汽閥快卸電磁閥共用一個操作保險,各高壓調(diào)節(jié)汽閥快卸電磁閥也共用一個操作保險。只要操作保險損壞,對應的高、中壓快卸電磁閥均不能動作,這樣就無法快速關閉閥門,極易造成機組嚴重超速。改進的方式是給每一個高、中壓調(diào)節(jié)汽閥快卸電磁閥均安裝上單獨的操作保險,將該風險降低到最小。3.3汽機油系統(tǒng)逆差行為試驗機組進行甩負荷試驗以前,必須完成機組的調(diào)節(jié)及安全保護系統(tǒng)的各項試驗,各輔機運行狀況良好,聯(lián)鎖保護動作正常,機組經(jīng)過滿負荷運行,熱力系統(tǒng)無嚴重問題,方可準備實施機組甩負荷試驗。機組甩負荷試驗的各項條件均具備后,提請試驗總指揮同意后將機組負荷調(diào)到試驗負荷,主汽、再熱汽參數(shù)及真空盡量維持額定值,穩(wěn)定運行2h以上。完成以下運行調(diào)整和試驗:鍋爐PCV閥手動開啟試驗;輔聯(lián)汽源為鄰爐供給;除氧器、大、小機軸封用汽切換為輔聯(lián)供給;機組廠用電切至備用段;啟動備用真空泵;電動給水泵與1#汽動給水泵共同向鍋爐上水,2#汽泵維持4000r/min再循環(huán)運行,1#汽泵由四抽供汽,2#汽泵汽源切換為輔助蒸汽聯(lián)箱供應;解除EH油壓低跳閘的保護;汽機油系統(tǒng)備用泵啟停試驗(主機直流事故潤滑油泵、頂軸油泵、盤車電機、發(fā)電機空、氫側(cè)交流密封油泵、空側(cè)直流事故密封油泵、兩臺小機備用交流及直流潤滑油泵);啟動汽機高壓啟動油泵及交流潤滑油泵;爐前油循環(huán)及12只油槍檢查;低壓旁路5%開度暖管;機組本體參數(shù)檢查(脹差、膨脹、軸向位移、各瓦溫度、真空、振動等);鍋爐投入AA層油槍;切除線路高頻方向保護;汽包水位、除氧器水位、凝汽器水位調(diào)整由自動切至手動;切除汽機低真空保護;切除鍋爐MFT水位保護及全爐膛滅火保護運行條件;解除機爐電大聯(lián)鎖中的爐跳機、機跳爐。鍋爐甩負荷前投入12支油槍,3臺運行磨煤機中停止一臺及其給煤機,另一臺停止給煤機保持空轉(zhuǎn),還有一臺減至最小煤量運行;給煤機停運滿3min后開始倒計時發(fā)令;依次啟動試驗測試設備;全開低壓旁路;鍋爐開啟PCV閥;打閘停運一臺汽泵;發(fā)出“開始”命令時斷開發(fā)電機主開關甩去全部負荷。3.4機組降回和并網(wǎng)情況經(jīng)過精心組織,機組甩負荷試驗均得與順利完成。以宣威電廠五期擴建工程2臺300MW機組的7#機組為例:機組甩100%額定負荷后,高、中壓調(diào)節(jié)汽門快速關閉,機組甩去100%額定負荷0.062s后,高、中壓調(diào)節(jié)汽門開始快速關閉,至0.210s所有調(diào)門全關。甩負荷后0.149s轉(zhuǎn)速開始上升,2.45s時機組轉(zhuǎn)速最高飛升至3164r/min,在最高轉(zhuǎn)速附近保持2s左右,開始從最高轉(zhuǎn)速逐漸向下降,1min左右機組轉(zhuǎn)速降回3000r/min附近。機組甩負荷后3s,主汽壓力達到最大值17.38MPa,然后緩慢下降至13MPa附近,各安全門始終未動作。主汽溫度甩負荷后緩慢下降,最低降至485℃,然后逐步恢復至515℃左右。給水流量甩負荷后由1066t/h最低降至94t/h,再迅速回升至最高值695t/h,然后緩慢下降。EH油壓甩負荷后7s降至最低值11.9MPa,甩負荷后9s恢復至13.7MPa。甩負荷前后機組的振動、軸向位移、軸瓦溫度等控制參數(shù)均在合格范圍內(nèi),各輔機系統(tǒng)正常。甩負荷之后發(fā)電機定子電壓變化量為20kV～21.45kV,過電壓1.45kV;發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓變化量為297V～143V;發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流變化量為1748A～804A;穩(wěn)定時間165ms。發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器性能穩(wěn)定,滿足設計和機組的運行要求。機組甩負荷后的最大飛升轉(zhuǎn)速僅3164r/min,其動態(tài)性能是良好的,表明該機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠控制機組的轉(zhuǎn)速不超過機組超速保護的動作值,且能維持機組空負荷運行。同時,機組在甩負荷后各主、輔機參數(shù)正常,工作狀況良好,甩負荷后能迅速重新并網(wǎng)發(fā)電,由于運行調(diào)整迅速得當,機組在甩負荷后僅6min,即并網(wǎng)成功,15min后機組負荷即恢復到120MW,機組各參數(shù)均在合格范圍內(nèi)。表明機組的各主、輔機能夠適應甩負荷工況的要求,甩負荷試驗獲得圓滿成功。3.5初步開啟汽包高度甩負荷后首先要確保機組和設備的安全,檢查機組轉(zhuǎn)速是否已經(jīng)超速,振動、軸向位移、脹差、缸溫等機組TSI參數(shù)是否合格及其變化趨勢是否合理。從甩負荷試驗的經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn),宣威電廠五期擴建工程2臺300MW機組甩負荷后應盡量避免開啟高壓旁路,低壓旁路可以適當開啟,否則機組的轉(zhuǎn)速難以穩(wěn)定。機組甩負荷后鍋爐汽包壓力上升很快,應盡快開啟PCV閥泄壓,同時盡快調(diào)整電動給水泵維持汽包水位。根據(jù)需要快速停止運行的給煤機和磨煤機并投入油槍維持主汽、再熱蒸汽參數(shù)。迅速調(diào)整使除氧器和凝汽器水位穩(wěn)定,旁路、給水泵、軸封、磨煤機、油系統(tǒng)等設備和系統(tǒng)進行快速切換和調(diào)整,主汽、再熱汽參數(shù)調(diào)整和控制(應優(yōu)先處理溫度下降)等等。若檢查系統(tǒng)沒有大的缺陷,甩負荷原因明確,系統(tǒng)具備并網(wǎng)條件,應盡快并網(wǎng)帶負荷至與汽機缸溫對應的負荷值,加負荷速度不宜太慢,以防汽缸過度冷卻,產(chǎn)生過大的負脹差。汽機重點監(jiān)視的項目為:汽缸脹差、軸向位移、軸及軸承振動、高壓缸排汽溫度、低壓缸排汽溫度,推力瓦及軸承溫度等。鍋爐重點監(jiān)視的項目為:鍋爐受熱面壁溫、磨煤機出口溫度、磨煤機出口風溫、爐膛負壓、汽包水位及一次風量的調(diào)整等。4deh帶半仿真模擬降速機制1)