浅议600MW超临界机组不能满负荷运行的原因及处理

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1、浅议600MW超临界机组不能满负荷运行的原因及处理广西贵港电厂一期工程2台600MW机组的汽轮机采用了上海汽轮机有限公司制造的超临界、单轴、三缸、四排汽、中间再热、凝汽式汽轮机，型号为别昌N600-24.2/566/566，额定功率为600MW。主蒸汽进汽压力为24.2MPa、再热蒸汽压力为3.642MPa、排汽压力为5.88kPa，主、再热蒸汽温度为566℃。2007年2月28日1号机组通过168h满负荷试运行后正式投入商业运行。2号机组的分散控制系统(DCS)和数字式电液(DEH)调节系统均采用美国爱默生公司的Ovation控制系统。在2号机组的调试过程中出现了不能带

2、满负荷的情况，本文将对此进行分析讨论。一、故障原因   2007年2月16日，贵港电厂2号机组完成安全门调整后，准备加负荷进入168h满负荷试运行时，发现机组负荷总加不上去，无法带满负荷。此时，主蒸汽压力已基本达到额定值，且汽轮机各中压调门全开，各参数值见图1虚线对应的数值。图1　贵港电厂2号机组不能带满负荷时的参数变化情况GV1，GV2，GV3，GV4—1号、2号、3号、4号高压调门；TV1—左侧主蒸汽门；TV2—右侧主蒸汽门二、分析原因   1、控制系统逻辑方面的分析   当时，2号锅炉有4台磨煤机在运行，主蒸汽压力已达22.45MPa，汽轮机调门已开至70%，因此，

3、可判断问题不在锅炉侧，而在汽轮机侧。原怀疑DEH调节系统的逻辑对负荷进行了限制。DEH调节系统确实有负荷限制逻辑功能，当工质参数越限或机组运行异常时，为了保障设备的安全，要求DEH调节系统具有负荷限制的功能。   负荷限制功能主要包括以下几方面：   a)功率反馈限制。当机组实发功率与功率定值之差超过某一规定值时，DEH调节系统自动切除功率反馈回路，变闭环控制为开环控制，并降低功率定值以确保机组安全；或者，当DEH调节系统为闭环控制时，运行人员根据机组带负荷的能力投入负荷限制功能，系统自动将负荷定值限制在给定的上、下限范围内。   b)变负荷速率限制。机组在变负荷的过程中

4、，进汽量的变化使汽缸、转子等部件出现热应力，为了使热应力不超过允许值，要求对变负荷速率加以限制。DEH调节系统根据热应力在线计算回路的输出值自动选择变负荷速率，一旦应力裕度系数下降，热应力在线计算回路自动降低变负荷速率。   c)主蒸汽压力限制。单元机组运行时，为了协调锅炉和汽轮机两者在能量供需方面的关系，通常在汽轮机控制系统中引入反映锅炉运行工况的机前压力信号。汽轮机负荷的改变必然引起机前压力的变化，如果机前压力低于额定压力的5%，依靠锅炉自身很难迅速恢复主蒸汽压力的正常值，这时，必须对汽轮机的负荷进行限制，以加速机前压力的恢复。进行主蒸汽压力限制的措施是，在DEH调节

5、系统中设置一个主蒸汽压力限制回路，使汽轮机的负荷不受功率控制回路的控制，而受主蒸汽压力限制回路的控制，降低汽轮机的负荷，以协助锅炉迅速恢复主蒸汽压力的运行值。   经检查，当时2号机组DEH调节系统的负荷限制功能并未投入，而且，调门能打开也说明DEH调节系统当时无负荷限制作用，因为限制负荷的同时也应限制了调门开度。   2、汽轮机调节阀特性方面的分析   通过比较1号汽轮机主蒸汽压力、调节级压力、高压调门开度与机组负荷的关系，认为机组不能带满负荷的最大根源是在机务方面，而非热控系统。热控系统方面唯一的可能性就是汽轮机调门调校得不准，使DEH调节系统显示的调门开度比现场实际

6、开度大很多，即此时调门实际开度未达50%，甚至未达30%。若调门调校准确，根据汽轮机高压调门流量特性(如图2所示)，高压调门开至50%已基本开足，流量达到饱和，这样，就可判断机组负荷不能加满的原因主要是机务问题，应检查汽轮机各主蒸汽门、调门或蒸汽管路上的滤网是否堵塞。图2　汽轮机高压调门流量特性   从图1可知，TV1的前后压差很大，达9.06MPa，而TV2的前后压差则很小，只有0.18MPa。按理，正常情况下，主蒸汽门全开时，其前、后压差应很小，显然，在排除了左侧测点不准确的可能性后，可认为TV1的状态异常。三、阀门活动试验   经以上分析确定问题出在左侧阀门组上，但

7、还需进一步确定究竟是主蒸汽门还是调门的问题。因主蒸汽门有滤网而调门无滤网，所以，认为调门堵塞的可能性较小，而主蒸汽门堵塞的可能性较大，也可能是主蒸汽门滤网设计不合理，致使通流量不足。可通过在线活动试验来明确是调门还是主蒸汽门出现问题。   1、试验方法   试验时，在汽轮机带负荷的情况下逐个关闭阀门，以检验其工作情况。正常情况下阀门的运动是光滑和自由的，爬行或间断运动则表明轴上可能有积垢。   高、中压调门的在线试验方法是，在被试阀门的阀位控制回路输入端施加一个呈斜坡变化、与开度指令相反的信号，随着试验信号的逐渐增大，阀门逐渐