摘要： 　　東方汽輪機廠和上海汽輪機廠生產的600MW汽輪機組是目前在建電源項目的主力機型，HIACS-5000M高壓純電調控制系統(tǒng)和DEH-IIIA型數字式電液調節(jié)控制系統(tǒng)是目前國內600MW汽輪機組控制系統(tǒng)的典型配置。本文介紹與分析了以上這種汽輪機控制系統(tǒng)在汽輪機組甩負荷后轉速飛升抑制方面的做法，并結合具體實例詳細的描述了兩臺不同型式的600MW機組甩負荷試驗時的操作方法與試驗結果，這對國內同類型機組的甩負荷試驗有一定的參考價值。 關鍵詞： 　　600MW機組 汽輪機 甩負荷試驗 1 引言 　　甩負荷試驗是考核汽輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的一個重要方法，是新建汽輪機組在正式投產之前所必須完成的一項重要試驗。 　　嘉興發(fā)電廠二期工程（以下簡稱“嘉電二期”）由四臺600MW機組組成，其中#3、#4機組汽輪機為東方汽輪機廠按日本日立公司提供的技術制造的沖動式、亞臨界、中間再熱式、高中壓合缸、三缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機，機組型號為N600-16.7/538/538-1，啟動方式以中壓缸啟動為主。#5、#6機組為上海汽輪機有限公司與美國西屋公司合作并按照美國西屋公司的技術制造亞臨界、中間再熱式、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機，機組型號為N600-16.7/537/537，啟動方式以高壓缸啟動方式為主。 　　近兩年，在國內已經投產和即將投產的機組中，嘉電二期的這兩種機型有一定的代表性。目前，該工程兩種類型的汽輪機組的甩負荷試驗均已順利完成，本文針對該工程中的#3、#5機組的甩100%負荷試驗作以比較分析，希望能為其它同類型機組甩負荷試驗的順利進行提供一定的參考。 2 甩負荷后轉速飛升抑制的控制方式 　　大容量汽輪機的轉子時間常數較小，汽缸的容積時間常數較大，在發(fā)生甩負荷時，汽輪機的轉速飛升很快，如果僅靠系統(tǒng)的轉速反饋作用，最高轉速有可能超過110%額定轉速，從而致使汽輪機發(fā)生遮斷，使機組不能快速重新并網。為此不同的汽輪機控制系統(tǒng)一般均設置有一套較為完善的甩負荷超速限制邏輯。 2.1 嘉電二期#3汽輪機的甩負荷后轉速飛升抑制 　　嘉電二期#3機組汽輪機采用的是東方汽輪機廠配套的HIACS-5000M高壓純電調控制系統(tǒng)，它主要采用了兩種方式限制汽輪機在甩負荷時超速。第一種方式是采用功率－負荷不平衡（PLU）回路，設置該回路的基本思想是認為當汽輪機功率（用再熱器壓力表征）與汽輪機負荷（用發(fā)電機電流表征）不平衡時， 會導致汽輪機超速。判斷兩者不平衡的標志是：再熱器出口壓力與發(fā)電機電流之間的偏差超過設定值并且發(fā)電機電流的減少超過40%/10ms。PLU回路檢測到這一情況時，功率－負荷不平衡繼電器動作，迅速關閉汽輪機高、中壓調節(jié)閥3秒，從而抑制汽輪機的超速。PLU回路動作以后，汽輪機目標轉速及給定轉速改為3000r/min，一段時間后，中壓調節(jié)閥恢復由伺服閥控制，并最終維持汽輪機轉速保持在3000r/min。 　　第二種轉速抑制方式是采用加速度限制回路。當汽輪機轉速大于3060 r/min、加速度大于49(r/min)/s時，加速度繼電器（ACC RELAY）動作，加速度限制回路快速關閉中壓調節(jié)閥2.5秒，從而抑制汽輪機的轉速飛升。 2.2 嘉電二期#5汽輪機的甩負荷后轉速飛升抑制 　　嘉電二期#5機組汽輪機采用新華控制工程有限公司的DEH-IIIA型數字式電液調節(jié)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用安裝在機組前軸承座上的兩個超速保護控制器電磁閥（OPC電磁閥）來完成其對汽輪機甩負荷后超速的抑制，它主要也采用了兩種方式限制汽輪機在甩負荷時超速。第一種方式是它的甩負荷預測功能，具體的做法是：機組解列瞬間，如果此時的中缸排汽壓力大于30%額定值時，OPC動作2秒，高壓調節(jié)閥和中壓調節(jié)閥同時關閉，高壓調節(jié)閥在汽輪機轉速降到3000r/min以下時開啟，中壓調節(jié)閥在首次OPC動作后再延時2秒后開啟。 　　第二種轉速抑制方式是轉速超過103%額定轉速時OPC動作的方式：轉速超過103%額定轉速時，OPC動作，轉速降到103%額定轉速以下時，OPC恢復，如此可能反復多次，當機組轉速降到額定轉速后，中壓調節(jié)閥全開，高壓調節(jié)閥參與汽輪機轉速控制，使其最終保持在額定轉速。 2.3 兩種機型甩負荷后轉速飛升抑制方式比較 　　從以上描述可以看出，兩種機型的控制系統(tǒng)均一定程度的具有甩負荷預測功能和轉速飛升后的轉速抑制功能，所不同的是#3機組汽輪機控制系統(tǒng)多采用通過速度或加速度的變化作為判據來進行的“前饋” 控制方式，一定程度上減少了動作的滯后性，而#5機組汽輪機控制系統(tǒng)多采用實際測量值直接作為判據來進行的“反饋” 控制方式。 　　兩種機組啟動方式不同，因而在甩負荷后高壓調節(jié)閥和中壓調節(jié)閥的控制方式也不同。#3機組汽輪機采用中壓缸啟動方式，在額定轉速時，高壓調節(jié)閥不參與汽輪機轉速控制，因此，在機組甩負荷后高壓調節(jié)閥全關，并不再開啟，以后的一系列轉速抑制全部由中壓調節(jié)閥完成。而#5機組汽輪機采用高壓缸啟動方式，在額定轉速時，中壓調節(jié)閥全開，汽輪機的轉速控制全部由高壓調節(jié)閥完成，因此，在機組甩負荷后高、中壓調節(jié)閥首先全關，而最終中壓調節(jié)閥要全開、高壓調節(jié)閥微開實現(xiàn)對汽輪機的轉速控制。 　　兩臺機組均配有旁路系統(tǒng)，但由于機組的啟動方式不同，因而所配置的旁路系統(tǒng)型式也不同。#3機組配置有德國Bopp & Reuther公司生產的兩級串聯(lián)40%BMCR容量、液壓驅動的高、低壓旁路系統(tǒng)，該旁路能與DEH系統(tǒng)一起自動實現(xiàn)汽輪機的轉速控制，并具有快開功能。而#5機組配置的旁路系統(tǒng)為簡易電動旁路，該旁路在汽輪機開如沖轉前關閉，如機組發(fā)生跳閘或甩負荷，它合根據之前的負荷來達到預定的開度，以抑制過熱器的超壓。 　　另外，#3機組汽輪機為高中壓缸為合缸布置，因而汽輪機設置了BDV閥，該閥在機組甩負荷時打開，以使高壓缸至中壓缸的軸封泄漏排向凝汽器，進一步抑止汽輪機超速。 3 甩負荷試驗時的操作方法 　　汽輪機甩負荷試驗具有復雜性、瞬時性和危險性等特點，因此，在正式做甩負荷試驗前需要精心準備，試驗時需要細心操作，并做好相關的反事故措施。甩負荷時的相關設備的操作方法與參數控制直接影響到試驗的結果，表1列出了嘉電二期#3機組和#5機組100%甩負荷時的具體操作方式。 表1 兩臺機組100%甩負荷試驗時的操作方式 4 甩負荷試驗結果 　　嘉電二期#3機組、#5機組的100%甩負荷試驗均已成功進行。表2列出了這兩臺機組100%甩負荷試驗的結果，圖1、圖2分別是這兩臺機組在甩100%負荷時的錄波曲線。 表格 1 兩臺機組的100%甩負荷試驗結果 圖1 嘉電二期#3機組甩100%負荷試驗轉速飛升曲線 圖2 嘉電二期#5機組甩100%負荷試驗轉速飛升曲線 5 結束語 　　HIACS-5000M高壓純電調控制系統(tǒng)和DEH-IIIA型數字式電液調節(jié)控制系統(tǒng)均能有效的控制甩負荷后的汽輪機的轉速飛升，兩者因所控制的對象不同而各有特點。對于中壓缸啟動機組來說，HIACS-5000M高壓純電調控制系統(tǒng)需要和汽輪機的旁路系統(tǒng)密切配合，共同完成機組甩負荷后對汽輪機轉速飛升的抑制，因而旁路系統(tǒng)的動作情況直接影響到甩負荷試驗的結果。對于高壓缸啟動機組，DEH-IIIA型數字式電液調節(jié)控制系統(tǒng)從嚴格的意義上說并不需要汽輪機旁路系統(tǒng)的參與，但正確的旁路操作能有效降低OPC動作的次數，從而減少汽輪機轉速的穩(wěn)定時間。 作者簡介： 張寶（1978-），男，安徽省界首市人，碩士，工程師，主要從事大型火電機組調試、生產相關工作與節(jié)能技術與能源經濟理論方面的研究。 聯(lián)系地址：浙江杭州朝暉八區(qū)浙江省電力試驗研究所熱機室 郵編： 310014 電話：13957131248 Email: ahzb@263.net