２５ＭＷ機組ＤＥＨ系統(tǒng)改造中的技術(shù)特點和創(chuàng)新

摘要：本文針對某電廠25MW汽輪發(fā)電機組的運行特點和性能，介紹了25MW汽輪機液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)實施透平油低壓純電調(diào)DEH改造的方案，并提出了改造的創(chuàng)新特點，以及改造調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法，總結(jié)了改造中的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：汽輪機；調(diào)速保安系統(tǒng)；DEH系統(tǒng)

隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，一些老的汽輪發(fā)電機組漸已退出主力機組行列，參與電網(wǎng)的頻繁深調(diào)峰運行。該廠25MW汽輪發(fā)電機組汽輪機由于原機械液壓調(diào)速系統(tǒng)存在著先天的不足，經(jīng)常因油質(zhì)等原因造成甩負荷，雖然通過不斷的設備完善改進和加強汽輪機油質(zhì)控制，甩負荷現(xiàn)象大大減少，但已不能適應電網(wǎng)管理標準的提高。技術(shù)改造，勢在必行。

一、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)選擇

汽輪機是北京重型工業(yè)廠生產(chǎn)的型號為N25-3.43-Ⅱ凝汽式汽輪機，采用機械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在長期運行實踐中，由于設備老化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)操作不靈活，存在滑閥易卡澀、甩負荷、遲緩率大等缺點，直接影響運行的經(jīng)濟性，更存在一定的安全隱患。通過對比研究，決定進行調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造，采用數(shù)字純電調(diào)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的機械液壓調(diào)節(jié)器，以測速探頭作為測速元件，計算機作為數(shù)字調(diào)節(jié)控制器，電液伺服閥進行電液轉(zhuǎn)換并控制液壓，并控制油動機及調(diào)速汽門的開度，進而對汽輪機的轉(zhuǎn)速、功率進行控制。

具體采用了低壓透平油純電調(diào)方案，整個調(diào)節(jié)回路為一個閉環(huán)回路控制，功率和轉(zhuǎn)速信號通過測功和測速元件輸送到DEH系統(tǒng)，經(jīng)過計算處理之后，發(fā)出指令給電液伺服閥——DDV閥，從而改變滑閥的行程，油動機的行程隨之改變，控制調(diào)節(jié)汽門的開度大小，通過改變機組的進汽量來改變汽輪機組的轉(zhuǎn)速或功率；油動機的行程信號將通過LVDT反饋給DEH系統(tǒng)，重新計算，直到調(diào)節(jié)汽門開度到合適的位置。此次改造保留了原有的液壓系統(tǒng)部件，增加了電子測速，測功等調(diào)節(jié)器；增加了主汽門電動執(zhí)行機構(gòu)(即“主汽門電動頭”)，同時保留了原有的機械超速保護和機械保安裝置，即使在電子部分故障時，機械液壓保安部分仍然能獨立工作，保障機器的安全。

二、汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造實施方案

由于汽輪機機頭較小，汽機調(diào)節(jié)油路系統(tǒng)比較復雜，并且布置緊湊；尤其是調(diào)節(jié)汽門錯油門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置不合理，這些都給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的DEH改進增添了難度。針對電液調(diào)節(jié)技術(shù)原理，實施以下改造方案：

1.保留原系統(tǒng)的供油裝置及主油泵，不新增油源；調(diào)節(jié)系統(tǒng)用油由主油泵提供，機組啟動時用油由調(diào)速油泵供油；

2.取消原系統(tǒng)的高速彈性調(diào)速器、同步器、功率限制器；

3.在汽輪機原有主汽門上新增了主汽門電動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對主汽門的開度就地和遠方控制兩種方式，完善其自動控制功能，并且能夠保證在緊急情況時能迅速關(guān)閉主汽門。

4.增設遠方操作掛閘電磁閥。

5.增設了快關(guān)保護閥、OPC(103％超速保護)及AST(110％電超速)電磁閥。AST電磁閥平常帶電，失電后泄掉安全油壓，汽機掉閘；OPC動作時帶電，可以將調(diào)速汽門快速關(guān)閉，同時聯(lián)動關(guān)閉抽氣逆止門，防止甩負荷時汽輪機轉(zhuǎn)速飛升，當轉(zhuǎn)速下降到3000r/min以下時調(diào)速汽門重新開啟，并自動控制機組在3000r/min穩(wěn)定運行，避免機組因停機而重新啟動，保持電網(wǎng)穩(wěn)定，節(jié)約時間，減少損失。快關(guān)保護閥是一種附加保護裝置，能夠建立起事故油壓同調(diào)節(jié)脈沖油的關(guān)系，使在發(fā)生事故時迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽門，保護機器。

6.保留原汽輪機自帶的危急遮斷器和復位裝置，即使在電子部分故障時，機液部分仍然能獨立工作，保障機器的安全，增加了機器運行的安全系數(shù)。

7.改造原系統(tǒng)的調(diào)節(jié)汽門油動機，這是整個系統(tǒng)改造的關(guān)鍵。取消油動機的反饋杠桿及反饋錯油門，用DDV電液轉(zhuǎn)換器直接控制油動機滑閥，進而控制油動機活塞，構(gòu)成電液油動機。油動機活塞行程由LVDT反饋定位。為提高反饋可靠性，LVDT采用雙冗余配置。

8.更換了汽輪機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)錯油門閥芯及腔體。新?lián)Q的閥芯為一空心閥芯，壓力油通過閥芯中間段上的小孔進入錯油門上下腔體，進入錯油門上腔的壓力油和調(diào)節(jié)脈沖油混合。在錯油門閥芯空心通道內(nèi)上下分別布置兩個不同孔徑的截流孔板，通過截流孔板孔徑不同控制錯油門閥芯上下腔油壓力基本平衡。在運行調(diào)節(jié)中通過改變進入錯油門上腔的調(diào)節(jié)脈沖油壓大小來控制錯油門閥芯上下移動，從而改變調(diào)節(jié)汽門開度。由于錯油門閥芯的改變，致使錯油門腔體也相應的發(fā)生改變，這是這次調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造的一個創(chuàng)新點。

三、安裝和調(diào)試出現(xiàn)的幾個問題

1.由于汽輪機機頭較小，安裝時將OPC電磁閥和主汽門關(guān)閉閥布置在機頭附近，快關(guān)轉(zhuǎn)換閥和AST模塊以及EH油管巧妙利用了原地板下的狹小空間。這個設計既滿足了設備需要，也充分利用了有限空間，方便操作，同時達到美觀效果。

2.調(diào)試發(fā)現(xiàn)主汽門電動機構(gòu)和原有主汽門配合不好，無法建立安全油壓。針對本次EH油路改造特點，采用排除法確定安全油從主汽門處泄出。經(jīng)過拆開主汽門后檢查，發(fā)現(xiàn)主要是由于主汽門新裝的電動機構(gòu)桿件和原有主汽門內(nèi)閥套桿件頂死，破壞主汽門內(nèi)閥套和外閥套之間的密封，使安全油泄出。我們通過重新調(diào)整桿件的間隙，建立主汽門內(nèi)閥套和外閥套之間的密封，重新掛閘，安全油壓順利建立。

3.主汽門電動機構(gòu)運行時間過長。在帶負荷前的調(diào)試中，我們發(fā)現(xiàn)主汽門電動機構(gòu)能以2.6mm/s的速度移動，移動的過程比較平穩(wěn)。當主汽門由于甩負荷或者誤操作而關(guān)閉，必須要等主汽門電動機構(gòu)行動到最低點才能再進行掛閘，致使無法迅速開啟主汽門。該問題通過聯(lián)系廠家以及本廠技術(shù)人員，通過改變主汽門電動機構(gòu)的內(nèi)在程序，加快主汽電動機構(gòu)的下降速度，盡可能的縮短主汽門的再開啟時間間隔。

四、結(jié)論

本電調(diào)系統(tǒng)的改造，增加了自動化程度，給機組的運行和安全穩(wěn)定性帶來了方便，使運行人員降低了勞動強度。經(jīng)過運行考驗，改造后的電調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定，沒有再出現(xiàn)負荷不穩(wěn)和甩負荷的情況。