超临界与亚临界机组特点比较

超临界机组与亚临界机组特点的比较2006-10-25 20:42600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究一、任务来源汽轮机作为一个高速转动机械必须保证转速不超过它设计允许的最高转速，以防止超速产生的严重后果。

在防止机组发生甩负荷工况时的动态转速飞升方面，起主要作用的就是超速保护限制回路，也即OPC 保护回路，而甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。

所以，对于甩负荷试验而言，OPC 超速保护回路是最重要的。

甩负荷试验是一项较为复杂和极其重要的试验．涉及到各机、炉、电、热、化各专业，并具有一定的风险性。

由于甩负荷试验对于保证机组安全稳定运行有重要意义，目前新机组在基建期间，移交生产前，都基本会按照有关要求进行甩负荷试验，但由于甩负荷试验涉及到各专业，自身技术上比较复杂，在各地实际进行的甩负荷试验中，由于认知和理解上的不同，存在不同的技术观点，导致实际甩负荷试验操作中，有不同的操作方式，甩负荷的试验结果也不尽相同，很多试验存在一些问题，比如试验过程中二次飞升转速比较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次并网接带负荷等问题，不仅影响到机组的定期投产，也影响到电网的安全稳定。

尤其近年超临界机组的建设投产比较多，超临界机组的甩负荷试验，暴露出一些新的问题。

本文正是在这个背景下，结合广东正在建设的600MW 等级的亚临界及超临界机组，对于600MW机组的甩负荷试验，进行了深入的分析和比较研究，全面掌握现代大型机组甩负荷试验的技术要点，着重解决实际甩负荷试验过程中的关键技术难点，为大型机组的甩负荷试验，包括即将大规模投产的1000MW 机组的甩负荷试验，提供技术支持和技术指导，为保证现代大型机组甩负荷试验的顺利进行和机组的安全稳定运行服务。

为此，广东省电力工业局试验研究所于2006 年开始了该项目的研究工作，项目名称：600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究。

二、应用领域和技术原理防止汽轮机超速是调节保安系统的一个重要功能，尤其是发生甩负荷等恶劣工况时，要求调节汽门能尽快关闭，控制汽轮机转速不致使机组跳闸，并将转速控制在同步转速。

若是电网短时故障，应能迅速重新并网接带负荷。

甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。

由于甩负荷试验对于保证机组和整个电网的安全稳定运行，都有重要意义，本项目通过研究600MW亚临界及超临界机组的甩负荷试验技术，来为机组和电网安全稳定运行提供支持和服务。

本课题的技术主要包括以下几个部分：1、比较不同机组的甩负荷技术特点实施方案：调查研究典型机组的OPC 保护逻辑的技术特点分析。

包括1）国产引进型600MW 机组的OPC 逻辑特点；2）俄罗斯列宁格勒、日立、三菱、ABB 等进口机组的OPC 逻辑特点2、分析600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验中的主要技术难点和对应解决方法实施方案：1）分析600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验中的主要技术难点,主要是OPC 的复位逻辑、再热汽压力的控制、转子转动惯量的计算等；2）对存在的技术难点，研究对应的解决方法；3）制定出科学合理的甩负荷试验执行方案；3、在不同类型机组上进行应用实施，并对实施结果进行分析研究实施方案：1）在不同类型机组上进行实际的甩负荷试验；2）根据实际甩负荷试验的实施结果，进行分析研究；3）对原有技术方案进行改进。

4、对甩负荷试验的数据处理进行研究实施方案：1）分析甩负荷试验所测得的有关数据；2）比较研究得出计算转子转动惯量的科学、合理的计算方法。

5、项目总结、研究报告的撰写实施方案：1）对项目研究进行总结；2）编写项目研究报告。

三、性能指标甩负荷试验结果符合国家JB/T 10086—1999《汽轮机调节系统技术条件》、DL/T 711—1999 《汽轮机调节控制系统试验导则》等标准的要求，都能做到最高飞升转速远低于机组超速保护跳机转速，机组甩负荷后能维持空转，然后重新并网接带负荷。

四、与国内外同类技术比较目前在各地实际进行的甩负荷试验中，很多试验存在一些问题，比如试验过程中二次飞升转速比较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次并网接带负荷等问题。

尤其近年超临界机组的建设投产比较多，超临界机组的甩负荷试验，暴露出一些新的问题。

国内一般超临界机组甩负荷试验时，都会在测取完机组动态转速飞升过程后，被迫停机停炉，然后重新恢复。

而根据我们在该项目中的研究成果进行甩负荷试验，基本都能做到在甩负荷试验中OPC 保护仅仅动作1～2 次（包括OPC 的甩负荷预感器回路），机组转速波动很快衰减稳定下来，同时机组各项参数稳定良好，能够较快重新并网带负荷。

从大量的文献报道可以看到，对于甩负荷时中压调门不参与机组转速调节的机组，以及超临界国产600MW 机组，要做到以上这些，是非常难能可贵的，充分说明我们的甩负荷试验的理论技术在国内是先进的。

实际的甩负荷试验结果也是非常成功的。

五、成果的创造性、先进性1. 通过理论研究，率先独创性的提出对甩负荷试验时的OPC 保护逻辑复位条件的改进技术，即舍弃传统的复位延时时间的设计，对于LDA 和103％回路均统一采用机组转速低于3000r/min 复位的设计方法。

2. 在实际甩负荷试验中形成了一套科学的试验程序、方法，使甩负荷工况下机组OPC 动作次数极少，一般仅为1～2 次、转速波动时间短，超临界机组甩负荷后也能维持空转，尽快恢复并网，对于电网的安全稳定和事故情况下的电网尽快恢复，有重要意义。

3. 通过理论研究得出一套完整准确的甩负荷试验转子转动惯量的计算方法，提出对转子实测飞升转速ni(ti)序列首先进行滤波（平滑）处理，再对处理后的数据采用调节汽门延迟关闭时间范围内转速线性拟合的方式求取转子转动惯量的计算方式，从而避免了计算Δn 和Δt 产生较大的计算误差，机组的这些特征参数被大量应用于电网稳定性分析程序中来研究不同机组的组合或者不同运行方式下电网的稳定性，有了精确的原动机数据就能为电网的稳定性计算起到有力的支撑作用，效果良好。

六、作用意义(直接经济效益和社会意义)600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究，是广东省电力科学研究院设立的大型科研项目，经过课题组成员的共同努力和密切配合，课题自2006 年1 月开始，经过方案调研论证﹑机理研究﹑试验研究等阶段后，于2006 年～2008 年期间逐步应用于多台国产600MW 机组甩负荷试验中，新方法较传统的试验方法，试验测量参数如转速测量精度大幅提高，试验时间缩短，OPC 动作次数大幅减少，试验安全性得到了很大的提高，促使多台600MW 调试机组的提前投运，为发电企业带来超过数百万元的直接经济效益，并保证多台调试机组的安全顺利投产，取得了巨大的社会效益以汕尾电厂2 号机（东方汽轮机厂超临界600MW 机组）为例计算：2008 年11 月1 日汕尾电厂2 号机组进行甩100％负荷试验，主开关断开后转子转速开始飞升，约2.750s 达最高3211.45r/min，为额定转速的107.05%，之后，转速开始下降。

149.185s 后转速稳定在3000r/min 左右。

发电机主开关跳闸后，甩负荷OPC 立即触发动作，迅速关闭高、中压调节汽门，之后高压调门一直保持关闭。

转速降低到3060r/min，OPC 复位，中压调门缓慢开启，按DEH设置的目标值3000r/min 进行调节。

整个过程OPC 仅由主开关跳闸触发动作一次，没有出现在其他机组易出现的转速的二次飞升、汽机跳闸等现象，表现出良好调节品质及防超速性能。

以往超临界机组甩负荷一般仅能测量汽轮机转速飞升的第一个阶段，随后由于压力、温度等控制的问题被迫汽机打闸，锅炉灭火。

本次汕尾电厂2 号机组甩负荷机组迅速在不到150 秒内即稳定在3000r/min，达到并网条件，所带来的经济效益可以这样分析：减少一次锅炉热态启动燃油费用(单计甩100%负荷停机重启以4 小时计)6000 元/吨×35 吨＝21 万元，提前半天(50%和100%甩负荷两次合计)增加发电量收益60 万千瓦×12 小时×0.07 元＝50.4 万元，总计71.4 万元。

自600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究项目开展以来，其研究成果已经应用在了广东台山电厂3、5 号机600MW 亚临界机组、广东湛江奥里油1 号机600MW 亚临界机组、广东珠海金湾电厂2 号机600MW 超临界机组、广东惠来电厂1、2 号机600MW 超临界机组、广东汕尾电厂1、2 号机600MW 超临界机组、广西贵港电厂1、2 号机600MW 超临界机组，总共产生经济效益达71.4 万元×10 台＝714 万元。

通过600MW 亚临机及超临界机组甩负荷试验技术的研究，开创性提出了汽轮机转子转动惯量计算的新方法，使得转子时间常数、转子转动惯量、容积时间常数等试验结果的计算更加科学、准确。

所产生的效益可以分析如下：首先可以更加准确地通过静态试验预测机组在实际甩负荷时防超速性能，为电厂在检修前或后提供明确的指导或验证；其次，机组的这些特征参数被大量应用于电网稳定性分析程序中来研究不同机组的组合或者不同运行方式下电网的稳定性，有了精确的原动机数据就能为电网的稳定性计算起到有力的支撑作用。

这方面的效益是很难来量化的，但是所起的作用却是基础性的，广泛的。

七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见本成果通用性良好，能可靠、高效地应用于各种大型机组的甩负荷试验，对于电厂实际运行中发生的甩负荷工况的应急处理，也有很高的技术指导意义。

目前该研究成果已在广东省及湖南、广西等省进行了多次实践与推广应用，如广东台山电厂3、5 号机600MW 亚临界机组、广东湛江奥里油1 号机600MW 亚临界机组、广东珠海金湾电厂2 号机600MW超临界机组、广东惠来电厂1、2 号机600MW 超临界机组、广东汕尾电厂1、2 号机600MW 超临界机组、广西贵港电厂1、2 号机600MW 超临界机组等，取得了巨大的经济效益和社会效益。

随着越来越多的大型机组的投产，本成果的应用前景极为广阔。

国产超临界机组启动调试的特点及主要问题的分析处理孟颖琪李续军杨寿敏摘要本文介绍了华能沁北电厂国产化首期600MW超临界机组设计特点、性能特性及辅机配置，比较系统地阐述了该型机组启动调试的特点，并对调试过程中出现的主要问题和处理过程进行了分析讨论，对同类型机组的启动调试和运行具有一定的参考作用。

关键词启动调试超临界机组国产化1 前言华能沁北电厂为我国600MW超临界机组国产化依托工程和示范项目，一期工程建设规模为2×600MW超临界发电机组。