660MW汽輪機汽門關閉時間測試及靜態甩負荷特性研究

李松波,胡紅生,王 標,梁其峰（廣州粵能電力科技開發有限公司,廣州 510000）

660MW汽輪機汽門關閉時間測試及靜態甩負荷特性研究

李松波,胡紅生,王 標,梁其峰
（廣州粵能電力科技開發有限公司,廣州 510000）

摘 要：通過對珠海金灣電廠660MW機組汽門關閉時間測試及靜態甩負荷試驗過程特性分析，介紹了試驗中常見的問題及靜態甩負荷轉速飛升預測的研究。

關鍵詞：汽輪機；汽門；關閉時間；靜態甩負荷

0 前言

大型汽輪機汽門快速關閉時間和靜態甩負荷試驗是汽輪機安全性評價的主要考核之一。因此，在新建機組以及調節系統改造機組要求必須測試汽門快速關閉時間，而一些大修后機組一般也會要求測試。汽門快速關閉時間試驗中，不僅反映了機組關閉時間的狀況，同時也反映了汽門關閉過程健康情況，是汽門綜合性能的反映[1]。

1　試驗目的

測定調速系統主汽門、調門自身關閉時間和總關閉時間，記錄各閥門關閉曲線，分析其動作曲線的快速性和合理性，并對試驗結果進行評價，判斷是否符合標準要求。同時模擬發電機脫網觸發OPC繼電器動作，脫網后調門動作速度時間數據，分析了解各環節對最高飛升轉速的貢獻，掌握汽輪機的實際動態調節性能，找出機組超速的隱患環節和因素，防止機組超速事故的發生。

2　試驗過程

2.1 高壓主汽門和調門、中壓主汽門關閉時間試驗

將各高、中壓主汽門和調節汽門開至全開后，通知集控人員觸發集控室汽機手動打閘按鈕，迅速關閉高、中壓主汽門和調節汽門，自動記錄由發出跳閘指令至油動機關閉的全過程。汽門關閉時間測試結果如下：

調門：T(GV1)=0.3200s；T（GV2）=0.3220s；T(GV3)=0.3220s；T(GV4)=0.3280s；T(IV1)=0.2060s；T(IV2)=0.1860s；T(IV3)=0.2160s；T(IV4)=0.2160s。

主汽門：T(TV1)=0.2620s；T(TV2)=0.2580s；T(RSV1)=0.3560s；T(RSV2)=0.3880s。

2.2 靜態模擬甩負荷試驗：

在汽輪機靜止狀態下進行,從汽機DEH控制柜中取得汽門的行程信號和主開關跳閘指令、OPC動作指令信號、發電機并網信號，采集調門關閉時間數據如下。

高壓調門：T（GV1）=0.2600s；T（GV2）=0.2630s；T（GV3）=0.2770s；T（GV4）=0.2820s；

中 壓 調 門：T（IV1）=0.1970s；T（IV2）=0.2040s；T（IV3）=0.1810s；T（IV4）=0.2080s。

3　試驗結果分析

3.1 高壓主汽門和調門、中壓主汽門關閉時間

根據標準《DL/T 711-1999汽輪機調節控制系統試驗導則》[2]，高、中壓調節汽閥和高、中壓主汽閥油動機的總關時間t為關閉過程中的動作延遲時間t1和關閉時間t2之和，如下表：

由此可知，660MW機組主汽閥總關閉時間＜0.3s（包括延遲時間）；調節汽閥總關閉時間＜0.4s（包括延遲時間）。

（1）TV1和TV2總關時間分別為0.2620s、2580s均符合標準＜0.3s要求。（2）汽門關閉時間試驗數據可以看出，各調節汽門都達到了＜0.4s標準要求。（3）中壓主汽門由于其旋轉傳動結構的影響，其總關閉時間偏長。中壓主汽門總關時間分別為0.3560s、0.3880s，總關時間偏長于標準＜0.3s。對比本機組歷史數據以及相同型號的陽西電廠1～2號機的歷史數據，該型機組的中壓主汽門的總關閉時間均在0.35～0.55s之間。

3.2 靜態甩負荷試驗結果及轉速飛升預測

由表4.2試驗結果數據可知，靜態甩負荷試驗中各調門關閉時間均在標準要求之內，靜態甩負荷試驗良好，汽門關閉響應靈敏，符合試驗要求。按照DL/T711-1999《汽輪機調節系統控制系統試驗導則》給出的靜態甩負荷瞬時最高飛升轉速預測公式[3]，計算甩負荷最高飛升轉速：

Δnmax=(n0/Ta)ψ[TV+aH(tH1+tH2/2)+aI(tI1+tI2/2)]

式中：n0—額定工作轉速，r/min；Ta—轉子時間常數，s；ψ—甩負荷相對值，%；TV—蒸汽容積時間常數，s；aH、aI—高、中低壓缸功率比例系數，%；tH1、tI1—高、中壓調門延遲時間，s；tH2、tI2—高、中壓調門工作行程關閉時間，s。

參考上海汽輪機廠類似機組實測數據，2009年12月16日陽西電廠2號機甩負荷數據（N660-24.2/566/566）：＝8.53s；＝0.3s。高、中低壓缸功率比例系數近似取用：＝0.3；＝0.7，由模擬甩負荷測試數據得：tH1=0.1093s；tH2=0.1613s；tI1=0.1075s；tI2=0.0900s。應用上述數據，進行甩負荷轉速飛升預測計算。

=163.00（r/min）=5.43% n0

參考相關同類型機組歷史數據以及應用本次模擬甩負荷試驗的實測數據，進行甩負荷轉速飛升預測計算，得到機組最高轉速飛升預測值為163r/min。從靜態預測計算結果來看，轉速飛升量符合規程要求，小于危急遮斷器飛錘動作轉速，僅有5.43% n0。說明汽輪機組的調節系統能有效抑制機組在甩負荷工況下的轉速飛升。

4　結論

汽門關閉時間及靜態甩負荷試驗是機組熱態運行及動態甩負荷試驗前提條件之一，試驗必須達到安全要求后才能進行熱態試驗。汽門關閉時間及靜態模擬甩負荷試驗不僅要測試關閉時間合格，同時也要預測飛升轉速，對防止汽輪機超速以及汽門嚴密性等具有十分重要的作用。

參考文獻：

[1]國家電力公司.防止電力生產重大事故的二十五項重點要求[M].北京:中國電力出版社,2001.

[2]DL/T711-1999.汽輪機調節系統控制系統試驗導則[Z].

[3]韓景復.靜態模擬甩負荷試驗對實際甩負荷試驗意義的探討[J].廣西電力，2006(05):77-79.

作者簡介：李松波（1986-），男，河南開封人，碩士研究生，主要從事：電廠汽輪機調試及性能試驗工作。