660MW汽轮机汽门关闭时间测试及静态甩负荷特性研究

李松波,胡红生,王 标,梁其峰（广州粤能电力科技开发有限公司,广州 510000）

660MW汽轮机汽门关闭时间测试及静态甩负荷特性研究

李松波,胡红生,王 标,梁其峰
（广州粤能电力科技开发有限公司,广州 510000）

摘 要：通过对珠海金湾电厂660MW机组汽门关闭时间测试及静态甩负荷试验过程特性分析，介绍了试验中常见的问题及静态甩负荷转速飞升预测的研究。

关键词：汽轮机；汽门；关闭时间；静态甩负荷

0 前言

大型汽轮机汽门快速关闭时间和静态甩负荷试验是汽轮机安全性评价的主要考核之一。因此，在新建机组以及调节系统改造机组要求必须测试汽门快速关闭时间，而一些大修后机组一般也会要求测试。汽门快速关闭时间试验中，不仅反映了机组关闭时间的状况，同时也反映了汽门关闭过程健康情况，是汽门综合性能的反映[1]。

1　试验目的

测定调速系统主汽门、调门自身关闭时间和总关闭时间，记录各阀门关闭曲线，分析其动作曲线的快速性和合理性，并对试验结果进行评价，判断是否符合标准要求。同时模拟发电机脱网触发OPC继电器动作，脱网后调门动作速度时间数据，分析了解各环节对最高飞升转速的贡献，掌握汽轮机的实际动态调节性能，找出机组超速的隐患环节和因素，防止机组超速事故的发生。

2　试验过程

2.1 高压主汽门和调门、中压主汽门关闭时间试验

将各高、中压主汽门和调节汽门开至全开后，通知集控人员触发集控室汽机手动打闸按钮，迅速关闭高、中压主汽门和调节汽门，自动记录由发出跳闸指令至油动机关闭的全过程。汽门关闭时间测试结果如下：

调门：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。

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

2.2 静态模拟甩负荷试验：

在汽轮机静止状态下进行,从汽机DEH控制柜中取得汽门的行程信号和主开关跳闸指令、OPC动作指令信号、发电机并网信号，采集调门关闭时间数据如下。

高压调门：T（GV1）=0.2600s；T（GV2）=0.2630s；T（GV3）=0.2770s；T（GV4）=0.2820s；

中 压 调 门：T（IV1）=0.1970s；T（IV2）=0.2040s；T（IV3）=0.1810s；T（IV4）=0.2080s。

3　试验结果分析

3.1 高压主汽门和调门、中压主汽门关闭时间

根据标准《DL/T 711-1999汽轮机调节控制系统试验导则》[2]，高、中压调节汽阀和高、中压主汽阀油动机的总关时间t为关闭过程中的动作延迟时间t1和关闭时间t2之和，如下表：

由此可知，660MW机组主汽阀总关闭时间＜0.3s（包括延迟时间）；调节汽阀总关闭时间＜0.4s（包括延迟时间）。

（1）TV1和TV2总关时间分别为0.2620s、2580s均符合标准＜0.3s要求。（2）汽门关闭时间试验数据可以看出，各调节汽门都达到了＜0.4s标准要求。（3）中压主汽门由于其旋转传动结构的影响，其总关闭时间偏长。中压主汽门总关时间分别为0.3560s、0.3880s，总关时间偏长于标准＜0.3s。对比本机组历史数据以及相同型号的阳西电厂1～2号机的历史数据，该型机组的中压主汽门的总关闭时间均在0.35～0.55s之间。

3.2 静态甩负荷试验结果及转速飞升预测

由表4.2试验结果数据可知，静态甩负荷试验中各调门关闭时间均在标准要求之内，静态甩负荷试验良好，汽门关闭响应灵敏，符合试验要求。按照DL/T711-1999《汽轮机调节系统控制系统试验导则》给出的静态甩负荷瞬时最高飞升转速预测公式[3]，计算甩负荷最高飞升转速：

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

式中：n0—额定工作转速，r/min；Ta—转子时间常数，s；ψ—甩负荷相对值，%；TV—蒸汽容积时间常数，s；aH、aI—高、中低压缸功率比例系数，%；tH1、tI1—高、中压调门延迟时间，s；tH2、tI2—高、中压调门工作行程关闭时间，s。

参考上海汽轮机厂类似机组实测数据，2009年12月16日阳西电厂2号机甩负荷数据（N660-24.2/566/566）：＝8.53s；＝0.3s。高、中低压缸功率比例系数近似取用：＝0.3；＝0.7，由模拟甩负荷测试数据得：tH1=0.1093s；tH2=0.1613s；tI1=0.1075s；tI2=0.0900s。应用上述数据，进行甩负荷转速飞升预测计算。

=163.00（r/min）=5.43% n0

参考相关同类型机组历史数据以及应用本次模拟甩负荷试验的实测数据，进行甩负荷转速飞升预测计算，得到机组最高转速飞升预测值为163r/min。从静态预测计算结果来看，转速飞升量符合规程要求，小于危急遮断器飞锤动作转速，仅有5.43% n0。说明汽轮机组的调节系统能有效抑制机组在甩负荷工况下的转速飞升。

4　结论

汽门关闭时间及静态甩负荷试验是机组热态运行及动态甩负荷试验前提条件之一，试验必须达到安全要求后才能进行热态试验。汽门关闭时间及静态模拟甩负荷试验不仅要测试关闭时间合格，同时也要预测飞升转速，对防止汽轮机超速以及汽门严密性等具有十分重要的作用。

参考文献：

[1]国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求[M].北京:中国电力出版社,2001.

[2]DL/T711-1999.汽轮机调节系统控制系统试验导则[Z].

[3]韩景复.静态模拟甩负荷试验对实际甩负荷试验意义的探讨[J].广西电力，2006(05):77-79.

作者简介：李松波（1986-），男，河南开封人，硕士研究生，主要从事：电厂汽轮机调试及性能试验工作。