汽轮发电机组甩负荷试验研究

汽轮发电机组甩负荷试验研究

卢爱玲

（山东电力建设第一工程公司山东济南250100）

摘要：随着社会发展和科技进步，对机组在苛刻条件下运行提出了更高的要求。本文以电力工业部13版汽轮机甩负荷试验导则为基础，介绍常规甩负荷试验方法；同时结合某电厂#1机组在50%及100%甩负荷试验过程及试验结果进行研究。

关键词：汽轮发电机组；甩负荷；试验

随着社会的发展和科技的进步，对机组在苛刻条件下运行提出了更高的要求，如机组在与电网解列的情况下，甩去部分负荷或全部负荷等。

常规甩负荷方法又称甩电负荷试验，即在发电机主开关突然断开，机组与电网解列，甩去全部负荷的情况下，记录曲线测取汽轮机调节系统的动态特征参数，如：动态超调量，转速不等率，转速动静差比，转子加速度，转子时间常数，转子转动惯量，机组容积时间常数等。这种方法是考核汽轮机调节系统动态特性最直接的方法，也是较为成熟的方法，长期以来一直作为标准方法被广泛采用。本文以电力工业部13版汽轮机甩负荷试验导则为基础，介绍常规甩负荷试验方法；同时结合某电厂#1机组在50%及100%甩负荷试验过程及试验结果进行研究。

1电厂概况

某电厂600MW冷凝机组，汽轮机由上海汽轮机有限公司生产的引进型凝汽式汽轮机（N600-16.7/538/538），旁路配置为30％高压旁路及40％低压旁路。本汽轮机为四缸四排汽中间再热凝汽式汽轮机。其特点是采用数字电液调节系统，操作简便，运行安全可靠。高中压分缸，低压采用双流三层缸结构。发电机是由上海电机厂生产的QFSN-600-2型定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，铁芯为氢冷发电机。按调试大纲，上海电力建设启动调整试验所制定了甩负荷试验方案，同时经吴泾第二电厂工程指挥部和上海电力局批准进行了50%额定负荷工况、100%额定负荷二次甩负荷试验。

为确保甩负荷试验试验安全顺利进行，在试验前分别进行了汽机高中压主汽门、高中压调门关闭时间测定及高中压主汽门、高中压调门严密性二项试验。试验结果附合规定要求。在机组达到试验条件及运行方式要求的基础上进行甩负荷试验。先进行50%甩负荷试验，汽机飞升转速小于105%，方可进行100%甩负荷试验。

2甩负荷试验

2.1试验目的

直接测取汽轮机调节系统动态特性。

2.2试验方法

本试验方法为在突然断开发电机主开关，机组与电网解列，甩去全部负荷，测取汽轮机调节系统动态特性。对于凝汽或背压式汽轮机甩负荷试验，一般按甩50％、100％额定负荷两级进行，当甩50％额定负荷后，转速超调量大于或等于5％时，则应中断试验，不再进行甩100％荷试验。试验应在额定参数、回热系统全部投入等正常运行系统、运行方式、运行操作下进行。同时，应根据机组的具体情况，必要时在甩负荷试验之前对设备的状态及运行参数的控制方法操作和调整。甩负荷试验过程结束、测试和检查工作完毕后，应尽快并网，根据缸温带负荷。

2.3试验记录

试验记录分为仪器和人工记录。仪器记录由高频数据采集仪、磁带记录仪和计算机来完成。人工记录试验前的初始值、试验后的稳定值和试验中的极限值。

3操作流程

3.1甩50%额定负荷试验

甩负荷前，机组高低压旁路预暖，机组试验前机组运行情况：二台磨煤机、六根油枪、一汽一电二台给水泵，水位、风量、炉膛负压投自动。试验开始电气拉发电机主断路器于电网解列，间隔1秒后拉灭磁开关，机组负荷降。汽轮机高、中压调门延时不大于0.5秒开始关，经过不大于0.7秒全部关闭。

甩负荷后汽机达到最高飞升转速的时间为2.12秒，甩负荷后汽轮机最高飞升转速小于3130rpm，汽机转速变化总过程的时间小于∶3分30秒。在整个试验过程中，汽轮机调节级温度变化小于0.3℃/min，汽轮机高压缸排汽温度变化小于初始值的0.4%，汽轮机低压缸排汽温度变化小于初始值的12%，主蒸汽压力变化小于初始值的2%，主蒸汽稳度变化小于初始值的1.3%。锅炉汽包水位变化小于初始值的90%。

3.2甩100%额定负荷试验

甩负荷前，机组高低压旁路预暖，机组试验前机组运行情况：四台磨煤机、五根油枪、一汽一电二台给水泵，水位、风量、炉膛负压投自动。试验开始电气拉发电机主断路器于电网解列，间隔1秒后拉灭磁开关，机组负荷降。汽轮机高、中压调门延时不大于0.5秒开始关，经过不大于0.75秒全部关闭。

甩负荷后汽机达到最高飞升转速的时间∶2.5秒，甩负荷后汽轮机最高飞升转速小于3250rpm，汽机转速变化总过程的时间小于∶3分45秒。在整个试验过程中，汽轮机调节级温度变化小于0.3℃/min，汽轮机高压缸排汽温度变化小于初始值的0.6%，汽轮机低压缸排汽温度变化小于初始值的13%，主蒸汽压力变化小于初始值的7%，主蒸汽稳度变化小于初始值的1.2%。锅炉汽包水位变化小于初始值的370%。

4结果分析

4.1参数说明

nmax：汽轮机转子的最高飞升转速（r/min）

n0汽轮机转子的初始转速（r/min）

△t：汽轮机转子飞升转速的时间（s）

amax汽轮机转子最大初始加速度（r•min-1）/s

Ta汽轮机转子飞升时间常数

ω0汽轮机转子旋转角速度（s-1）

J汽轮机转子转动惯量（kg•m2）

φ：汽轮机转子动太超调量（%）

η：发电机效率（%）

Pg：发电机输出有功功率（kW）

g：重力加速度（m/s2）

4.2参数计算

以机组带100%额定负荷工况甩负荷试验为例，计算结果如下：

5结论

该电厂工程（2×600MW）#1机组经过甩负荷试验，表明机组在额定负荷运行时，瞬间将额定负荷甩至零，汽机转子的最高飞升转速小于危急保安器的动作值，而当汽机转子的转速小于3000rpm时，调门能再次开启维持汽机空转。机组调节系统良好，能满足机组甩负荷的要求。机、电、炉各主、辅机设备及机组抽汽系统能适应甩负荷的要求。

参考文献：

[1]俞成立.1000MW汽轮机组甩负荷试验分析.华东电力，2007.

[2]程贵兵，石景，杨建华.600MW机组甩负荷试验关键技术研究.湖南电力，2008.

[3]赵志勇.汽轮发电机组甩负荷转速飞升特性的理论与实验研究.华北电力大学，2011.

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[5]张宝，樊印龙，吴文健.汽轮机防超速功能失效的典型案例分析.浙江电力，2015.

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