505調(diào)節(jié)器汽輪機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)分析

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1、505調(diào)節(jié)器汽輪機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)分析陳明輝，王佳智，廖攀，黃儒斌(1．廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，廣西南寧530000；2．廣西桂能科技發(fā)展有限公司，廣西南寧530000)摘要：針對廣西扶南生物能源有限公司發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷的主要過程進(jìn)行分析。通過試驗(yàn)分析了該機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)性能．測取轉(zhuǎn)速飛升過程曲線，測算動態(tài)超調(diào)量及轉(zhuǎn)子時間常數(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)，檢驗(yàn)了整個電廠有關(guān)設(shè)備對甩負(fù)荷工況的適應(yīng)能力。試驗(yàn)達(dá)到了甩負(fù)荷后鍋爐不滅火，汽輪機(jī)維持空負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行的預(yù)期目的。關(guān)鍵詞：505調(diào)節(jié)器；汽輪機(jī)；甩負(fù)荷；飛升過程曲線升降超速1概述速速試驗(yàn)甩負(fù)荷試驗(yàn)是汽輪機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的必備條件．通過測取機(jī)組甩負(fù)荷后的

2、轉(zhuǎn)速動態(tài)過渡過程特性曲線及各參數(shù)之間的動作關(guān)系曲線，檢查機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的品質(zhì)。甩負(fù)荷試驗(yàn)是考核汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)特性最常用的方法，同時可以對機(jī)組和各配套輔機(jī)及系統(tǒng)對甩負(fù)荷工況的適應(yīng)能力進(jìn)行檢查。2設(shè)備簡介機(jī)廣西扶南生物能源有限公司機(jī)組容量為iX30MW．汽輪機(jī)為新日本機(jī)械制造株式會社制造的C8一R13一ER型調(diào)整齒輪傳動，調(diào)整抽汽、凝汽式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)額定出力為31700kW，額定轉(zhuǎn)速為5000／1500r／min(汽機(jī)／發(fā)電機(jī)，通過減速箱連接)。汽輪圖1505調(diào)節(jié)器控制原理圖機(jī)控制系統(tǒng)是505E／WOODWARD數(shù)字式調(diào)節(jié)器：鍋爐為華西能源工業(yè)股份有限公司制造

3、的DG170／9．81一IV1型．采用全懸5甩負(fù)荷過程及計算吊膜式壁，固定爐排，單鍋筒、蔗渣燃料自然循環(huán)蔗渣鍋爐，額定(1)甩50％負(fù)荷試驗(yàn)，甩負(fù)荷前機(jī)組有功為15．24MW，轉(zhuǎn)速蒸發(fā)量為170t／h，過熱蒸汽壓力9．81MPa，過熱蒸汽溫度525~{2，為5023r／min。油開關(guān)動作后，轉(zhuǎn)速開始上升，高壓調(diào)門延時給水溫度165~C，點(diǎn)火方式為木柴點(diǎn)火；發(fā)電機(jī)為TDPOWER65．353ms后開始關(guān)閉，這時的轉(zhuǎn)速為5054r／min，在1．174s后達(dá)SYSTEMSLTD制造的空冷式發(fā)電機(jī)．額定電壓為10．5kV。到最高轉(zhuǎn)速5192r／nfin，各調(diào)門全關(guān)后轉(zhuǎn)速升高了138r／rnin。

4、之3505調(diào)節(jié)器控制原理后轉(zhuǎn)速開始下降，于8．932s后調(diào)節(jié)汽門開始控速調(diào)節(jié)緩慢開啟，在10．965s轉(zhuǎn)速降到最低4961r／min。15．264s后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在505調(diào)速器有兩個控制回路，分別為轉(zhuǎn)速／負(fù)荷控制回路和5022r／min后，試驗(yàn)完成，轉(zhuǎn)速飛升曲線如圖2所示。輔助控制回路。這兩個控制回路的輸出加上閥位限制器信號的fir-1174s．s]：29t／rain10965s~961r／rnin輸出將直接設(shè)定為機(jī)組執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出。圖1為505調(diào)節(jié)器控t制原理，其中轉(zhuǎn)速控制回路為接收來自汽輪機(jī)兩個轉(zhuǎn)速探頭的轉(zhuǎn)速信號，同時轉(zhuǎn)速PID控制放大器將該信號與轉(zhuǎn)速給定值相比較并給執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出一轉(zhuǎn)速偏差

5、輸出信號，當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速偏差時，經(jīng)PID運(yùn)算模塊的作用后輸出4~20mA的電流信號，該信號經(jīng)電液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二次油壓信號，二次油壓通過油動機(jī)的錯油門調(diào)節(jié)汽輪機(jī)汽閥的開度控制進(jìn)汽量．最終使得汽機(jī)轉(zhuǎn)速以一定的速率變化直到與轉(zhuǎn)速設(shè)定值一致。＼／／—一4甩負(fù)荷準(zhǔn)備4．1甩負(fù)荷試驗(yàn)控制邏輯根據(jù)甩負(fù)荷試驗(yàn)需要．試驗(yàn)前對505調(diào)節(jié)器進(jìn)行了靜態(tài)試圖2甩50％負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升曲線驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)505調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)無超速保護(hù)OPC邏輯功能，其轉(zhuǎn)根據(jù)記錄的飛升曲線，測取有關(guān)數(shù)據(jù)如下：初始轉(zhuǎn)速：速控制邏輯由PID轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊實(shí)現(xiàn)，參數(shù)為：比例參數(shù)P為5023r／min、最高轉(zhuǎn)速n一=5192r／min、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速na=5022r

6、／min，5．66％，積分參數(shù)I為4．32％，可通過修改PID對應(yīng)參數(shù)來調(diào)整nshut=5054r／min．調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉后的飛升轉(zhuǎn)速AnV=5192—調(diào)門關(guān)閉時間長短。5054=138r／rain、轉(zhuǎn)速波動值A(chǔ)n=2r／min、轉(zhuǎn)速滯后時間=4．2甩負(fù)荷前完成的試驗(yàn)7．946ms、達(dá)到最高轉(zhuǎn)速的時間=1．174s、轉(zhuǎn)速變化全過程時間甩負(fù)荷試驗(yàn)前，已按照規(guī)程要求進(jìn)行了閥門關(guān)閉時間、閥t=15．264s、高調(diào)門GV油動機(jī)延遲時間tl=85．139ms、油動機(jī)關(guān)門嚴(yán)密性試驗(yàn)及汽輪機(jī)超速試驗(yàn)等前期試驗(yàn)．并且相關(guān)試驗(yàn)均閉時間t2=540．250ms。轉(zhuǎn)速動態(tài)超調(diào)量：=X100％=達(dá)到規(guī)程要求I1n廣

7、東科技20142第3—4期79電力建設(shè)發(fā)電技術(shù)(5192—5023)／5023×1O0％=3．36％，低于標(biāo)準(zhǔn)要求的5％，甩50％根據(jù)記錄的飛升曲線，測取有關(guān)數(shù)據(jù)如下：初始轉(zhuǎn)速n0：負(fù)荷試驗(yàn)合格，可以做100％甩負(fù)荷試驗(yàn)。5023r／min、最高轉(zhuǎn)速n=~=5293r／min、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n8=5023r／min，(2)第一次甩100％負(fù)荷試驗(yàn)，甩負(fù)荷前機(jī)組有功為29．73MW，nshut=5075r／min，調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉后