高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)汽輪機(jī)組旁路方式投退探討

高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)汽輪機(jī)組旁路方式投退探討

摘要:熱電廠運(yùn)行的600MW汽輪機(jī)組在并網(wǎng)時(shí)存在中壓調(diào)門(mén)波動(dòng)引起功率振蕩現(xiàn)象，依據(jù)DEH控制回路構(gòu)成特點(diǎn)以及具體應(yīng)用情況，深入分析和研粉引起中壓調(diào)門(mén)波動(dòng)的原因，制定出切實(shí)有效的措施進(jìn)行處理，并對(duì)同類(lèi)高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)機(jī)組的DEH旁路方式投退進(jìn)行深入探討，可供相關(guān)人員參考。Keys:調(diào)門(mén)波動(dòng)；功率振蕩；DEH；旁路模式：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：：1引言熱電廠采用的超臨界600MW汽輪機(jī)為上汽生產(chǎn)，是一種單軸、三缸（高中壓合缸）、四排汽、一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，采用數(shù)字式電液調(diào)節(jié)（DEH）方式，利用艾默生ovation系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，DEH為標(biāo)準(zhǔn)的西屋設(shè)計(jì)，包括2個(gè)主汽門(mén)（TV）、4個(gè)高調(diào)門(mén)（GV）、2個(gè)中主門(mén)（RSV）和4個(gè)中調(diào)門(mén)（IV），其中兩個(gè)中主門(mén)（RSV）不參與調(diào)節(jié)。機(jī)組啟動(dòng)采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)模式，DEH的旁路方式在汽輪機(jī)掛閘前投入。在汽輪機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行以后,發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)4個(gè)中壓調(diào)門(mén)出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象并引起功率振蕩,為了深入挖掘引起該現(xiàn)象的深層次原因，采用DEH控制邏輯對(duì)現(xiàn)象背后的本質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行分析，從邏輯角度來(lái)制出多項(xiàng)有針對(duì)性的解決措放，使波動(dòng)引起的功率振蕩問(wèn)題得以徹底解決，更好地保障了汽輪機(jī)組和電網(wǎng)的運(yùn)行安全。2DEH中調(diào)門(mén)波動(dòng)原因分析2.1波動(dòng)現(xiàn)象某上汽600MW機(jī)組AGC、一次調(diào)頻投入狀態(tài)，AGC指令300MW左右，旁路方式投入（bypassmodeon）,中調(diào)門(mén)在37%-47%之間等幅波動(dòng)，引起有功功率288MW-358MW等幅波動(dòng)。向調(diào)度申請(qǐng)退出AGC升負(fù)荷后，中調(diào)門(mén)恢復(fù)全開(kāi)，有功功率正常。2.2波動(dòng)原因分析（1）從常規(guī)角度去分析調(diào)門(mén)波動(dòng)原因，檢查伺服閥是否存在卡澀現(xiàn)象，LVDT連桿松動(dòng)或接線是否存在松動(dòng)，EH油壓是否波動(dòng)，所有測(cè)試結(jié)果都正常，可以將上述原因都全部排除。（2）以DEH邏輯角度對(duì)中調(diào)門(mén)波動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行分析，歸納出高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)汽輪機(jī)組在旁路方式投入（BYPASSMODEON）情況下，從沖轉(zhuǎn)到并網(wǎng)帶負(fù)荷后中調(diào)門(mén)的動(dòng)作情況：a)汽輪機(jī)掛閘前，投入旁路模式，汽輪機(jī)掛閘后，4個(gè)高調(diào)門(mén)及2中主門(mén)全開(kāi)，2個(gè)高主門(mén)和四個(gè)中調(diào)門(mén)保持關(guān)閉;b)汽輪機(jī)開(kāi)始沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在0-600RPM之間，中調(diào)模式（IVMODE），4個(gè)中調(diào)門(mén)閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到600RPM定速延時(shí)120s之后，記憶此時(shí)中調(diào)門(mén)的流量，自動(dòng)切換為高主/中調(diào)聯(lián)合模式（TV/IVMODE）；c)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速在600-2900RPM區(qū)間，高主/中調(diào)聯(lián)合模式（TV/IVMODE），2個(gè)高主門(mén)閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速，中調(diào)門(mén)的開(kāi)度是在高主門(mén)開(kāi)度的基礎(chǔ)加入600RPM轉(zhuǎn)速時(shí)記憶的流量折算后開(kāi)度;d)汽輪機(jī)定速2900RPM延時(shí)240s后，手動(dòng)切換到高調(diào)模式（GVMODE）運(yùn)行，4個(gè)高調(diào)門(mén)全關(guān)后全開(kāi)2個(gè)高主門(mén)，在2900RPM狀態(tài)時(shí)閉鎖保持當(dāng)前中調(diào)門(mén)開(kāi)度;e)汽輪機(jī)在2900-3000RPM時(shí)并網(wǎng)，此時(shí)汽輪機(jī)由高調(diào)門(mén)閉環(huán)控制，中調(diào)門(mén)保持狀態(tài)，并網(wǎng)瞬間記憶當(dāng)前中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度。氣輪機(jī)組并網(wǎng)后DEH邏輯中判斷何時(shí)全開(kāi)中調(diào)門(mén)見(jiàn)圖所示。全開(kāi)中調(diào)門(mén)邏輯判斷流程圖圖中標(biāo)出來(lái)的<1>的DEH1-BRN并網(wǎng)信號(hào)會(huì)記憶DEH1-FDEM的指令，因汽輪機(jī)在2900RPM定速之后會(huì)保持中調(diào)門(mén)開(kāi)度，所以實(shí)際記憶的是2900RPM時(shí)中調(diào)門(mén)的流量開(kāi)度（百分比）；從圖1標(biāo)出的<5>上面加法器IN1為負(fù)，IN2為正，IN1就是2900RPM時(shí)記憶的中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度（百分比），IN2為當(dāng)前汽輪機(jī)總流量開(kāi)度（百分比），圖中標(biāo)出<5>的函數(shù)為（0，0）（30，30）（35，100）。從上述邏輯中可以看出IN2-IN1>=35%后汽輪機(jī)中調(diào)門(mén)全開(kāi)，而且在IN2-1N1>=30%以后是個(gè)快速開(kāi)啟的過(guò)程。(3)在外部檢查無(wú)異常的情況下，經(jīng)邏輯判斷分析發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)中調(diào)門(mén)的波動(dòng)是因?yàn)槠啓C(jī)旁路方式投入（BYPASSMODEON）情況下，汽輪機(jī)總流量開(kāi)度減去汽輪機(jī)在2900RPM時(shí)記憶的中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度小于35%時(shí)會(huì)引起中調(diào)門(mén)關(guān)閉。機(jī)組在AGC控制模式下，汽輪機(jī)總流量開(kāi)度接受DCS側(cè)協(xié)調(diào)控制指令，中調(diào)門(mén)關(guān)閉后導(dǎo)致發(fā)電機(jī)功率降低，又會(huì)引起汽輪機(jī)總流量開(kāi)度的上升，最終導(dǎo)致中調(diào)門(mén)波動(dòng)及功率振蕩。（4）檢查歷史曲線發(fā)現(xiàn)，在中調(diào)門(mén)波動(dòng)期間，DEH1-FDEM波動(dòng)區(qū)間是69.704-69.765，邏輯中記憶2900RPM狀態(tài)下的中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度為37.159，IN2-IN1在32.545-32.606之間波動(dòng)，小于35%且大于30%，處于快速開(kāi)啟且波動(dòng)較大的階段，經(jīng)圖中<4>標(biāo)示的閥門(mén)流量曲線函數(shù)換算處理，對(duì)應(yīng)中調(diào)門(mén)開(kāi)度為37%-47%。（5）導(dǎo)致IN2-IN1<35%的原因在于：該臺(tái)汽輪機(jī)在開(kāi)機(jī)過(guò)程中降低了沖轉(zhuǎn)參數(shù)，造成了2900RPM時(shí)保持的中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度過(guò)大，經(jīng)查歷史曲線，該臺(tái)機(jī)組2900RPM定速時(shí)蒸汽壓力為4.1MPa，記憶的中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度為37.159%，而另一臺(tái)機(jī)組2900RPM定速時(shí)蒸汽壓力為9.88MPa，記憶的中調(diào)門(mén)流量開(kāi)度僅為5.758%。2.3應(yīng)對(duì)措施汽輪機(jī)組在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中降低參數(shù)對(duì)機(jī)組具有很多益處，而且汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)結(jié)束帶負(fù)荷后高、低旁路已經(jīng)關(guān)閉，此時(shí)中壓調(diào)門(mén)應(yīng)保持全開(kāi)狀態(tài)。在不改變現(xiàn)有DEH邏輯回路的情況下，需要把DEH的旁路方式退出（BYPASSMODEOFF）。旁路方式退出后，圖1中標(biāo)出的<2>中的OPENIV信號(hào)置為1，這樣中調(diào)門(mén)指令始終能保持在100%。汽輪機(jī)廠DEH說(shuō)明書(shū)并沒(méi)有對(duì)旁路模式的投退時(shí)機(jī)進(jìn)行明確說(shuō)明，但是汽輪機(jī)廠DEH說(shuō)明書(shū)和DEH邏輯卻規(guī)定了旁路模式投退的允許條件：機(jī)組未掛閘或者中調(diào)門(mén)全開(kāi)。3總結(jié)綜上所述，為了保證在汽輪機(jī)組并網(wǎng)后中壓調(diào)門(mén)產(chǎn)生波動(dòng)導(dǎo)致功率振蕩,需要深入分析DEH控制邏輯，采取有針對(duì)性的處理措施,可以更好地保障機(jī)組和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。建議同類(lèi)西屋設(shè)計(jì)的高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)機(jī)組在機(jī)組并網(wǎng)后，高、低旁路關(guān)閉且中調(diào)門(mén)全開(kāi)時(shí)，把DEH的旁路方式退出（BYPASSMODEOFF），機(jī)組停機(jī)前再將DEH的旁路方式投入（BYPASSMODEON），以免因降參數(shù)沖轉(zhuǎn)或者機(jī)組深度調(diào)峰引起