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抄 勇，冯进利，张小伟，李延伟，张发庆，赵红君
河南电力建设调试院，河南郑州 450052
[摘 要] 常规甩负荷试验方法是新建机组上网运行的必备条件。对甩负荷试验前需要具备的条
件、甩负荷试验方法、预期目标、试验中经常遇到的问题及其处理措施等进行了较系统
地探讨。
[关 键 词] 汽轮发电机组；甩负荷；常规法；测功法；转速；调节系统[中图分类号] T K263.7+ 2
[文献标识码] A
[文章编号] 1002 3364(2010)09 0057 04
[DOI 编号] 10.3969/j.issn.1002 3364.2010.09.057
AN APPRO ACH TO CONVENTIO NAL LOAD REJECTION TEST
METHOD FOR LARGE S CALE TURBO GENERATO R SETS
CHAO Yong ,FENG Jinli,ZH ANG Xiaow ei,LI Yanw ei,ZH ANG Faqing,ZH AO Hong jun
H en an Electric Pow er Construction and Deb ugging In stitu te,Zhengz hou 450052,H enan Province,PRC
Abstract:T he conventional lo ad r ejection test method is a necessary condition for new ly co nstr ucted u nits to put them into o peratio n fo r connecting them onto the pow er g rid,a system atic approach to the necessary conditions before load rejectio n test,the metho d of lo ad rejection test,and its anticipated ob jectiv es,as w ell as the pr oblem s frequently encountered in the test,and their solving methods,has been carr ied out.
Key words:tur bo gener ator set;load rejection;pow er scaling metho d;rev olutio n speed;regulating sys tem
作者简介: 抄勇(1971 )，男，汉族，河南郑州人，毕业于武汉水利电力大学热动系，现为河南电力建设调试院工程调试所汽轮机专业主管，工程调试项目经理，高级工程师。 E m ail:
cysuma@126
甩负荷试验为当前大型汽轮发电机组上网运行的必备条件。甩负荷试验即为汽轮发电机组在不同负荷下突然甩去负荷所进行的全部检测鉴定工作，以考核汽轮机调节系统动态特性。在汽轮发电机组甩负荷的过程中，对汽轮机调节系统动态特性的基本要求是动态过程迅速稳定、能有效地控制转速飞升、不使危急保安器动作、维持空负荷稳定运行等，甩负荷试验方法有常规和测功两种方法，鉴于目前大多数机组进行甩负荷试验的实际情况，本文只讨论常规甩负荷试验方法
(常规法)。
1 常规法
当发电机主开关突然断开时，机组与电网解列，甩去机组全部负荷并记录曲线后，测取汽轮机调节系统
xfy
动态特征参数：动态超调量、转速不等率、转速动静差比、转子加速度、转子时间常数、转子转动惯量、容积时间常数、稳定时间等。常规法是考核汽轮机调节系统
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动态特性最直接的试验方法，长期以来一直作为甩负荷试验的标准方法被广泛采用。
一台新机组或调节系统改造后的机组，须做常规法试验。近年来河南电网不完全统计约有7个电厂14台机组进行了甩负荷试验(表1)，其中除郑州燃汽轮机电厂390MW 联合循环机组外，其余均为超临界
600M W 机组，各台机组常规法试验均顺利完成。
根据参考文献[1]的要求，机组甩负荷试验过程中应使锅炉蒸汽不超压、汽轮机转速不超速、发电机不过电压、维持机组空负荷运行并及时并网发电等，因此要求机组各个控制系统必须动作准确、协调配合。
表1 河南电网汽轮发电机组甩负荷试验
电厂及机组编号汽轮机型式锅炉型式控制系统型式华润首阳山1号、2号冲动凝汽式煤粉、直流炉日本H IT ACH I 华电宝山1号、2号反动凝汽式煤粉、直流炉美国M AXDN A 中电投郑州燃机1号、2号联合
循环余热、汽包炉西门子SIM ADYN D 鹤壁三期1号、2号冲动凝汽式煤粉、直流炉美国ABB S YM PH ONY
中电国际姚孟1号、2号冲动凝汽式煤粉、直流炉美国FOXBORO 国电民权1号、2号冲动凝汽式煤粉、直流炉美国FOXBORO 中电投开封1号、2号
冲动凝汽式
煤粉、直流炉
美国ABB S YM PH ONY
2 甩负荷试验数据计算
国电民权电厂2号汽轮机组甩100%额定负荷试验的转速飞升曲线见图1，横坐标零点为发电机主开关断开时刻，分别记录了5s 及100s 两时间段内汽轮机转速飞升情况，并根据录波曲线计算出汽轮机调节
系统动态特征值。
图1 民权电厂2号汽轮机组甩负荷试验转速飞升录波曲线
(1)动态超调量:
=(n max -n 0)/n 0 P 0/P 100%=(3185-3000)/3000 600/605 100%=6.1%
(1)
(2)大型机组调节系统均为数字电液调节(DEH )
系统，转速为无差调节，即相当于同步器自动返回，甩负荷后汽轮机转速目标自动设定为3000r/min，最终稳定在3000r/m in 左右，所以不能通过甩负荷后的汽轮机稳定转速来计算转速不等率，内部逻辑设定转速不等率一般为4.5%。
(3)转子加速度:
官能度
a =( n t / t) P 0/P 100%=
(33.9)/0.1 600/605 100%=336r/min 2(2) (4)转子时间常数:
T a =n 0/a =3000/336=8.93s (3)
(5)转子转动惯量:
J =10.1424T a P 0=10.1424 8.93 600
=54343kg m
2
(4)
(6)容积时间常数:
T v = n v /a =(3185-3120)/336=0.193s (5)
式中:n max 为甩负荷后汽轮机最高飞升转速,r/m in;n 0为甩负荷前汽轮机转速,r/min;P 0为机组额定功率,MW;P 为机组电负荷试验功率,M W; n t 为甩负荷后
汽轮机转速开始飞升最初时间内的转速飞升值,r/min; t 为甩负荷后汽轮机转速开始飞升最初时间,s; n v 为汽轮机最高飞升转速与调节汽阀全关时刻对应转速之差值,r /min 。
3 甩负荷试验预期目标及其实施措施
3.1 防止汽轮机超速
(1)汽阀关闭时间。汽阀关闭时间包含了主汽阀和再热汽阀以及调节阀和再热调节阀的关闭时间，其中调节阀及再热调节阀关闭时间的快慢直接影响到发生甩负荷时汽轮机转子的最高飞升转速值。测量包含调节阀正常关闭时间和延时的滞后时间，滞后时间是指发电机主开关动作到调节阀开始关闭这段时间。汽轮机调节阀关闭时间都较短，要进一步缩短汽阀关闭时间，就要尽可能地减小各部件的时间常数，以缩短滞后时间。调节阀正常关闭时间主要同调节阀油动机弹簧紧力和压力油泄压速度等因素有关。
现场测定汽轮机调节阀关闭时间一般取打闸信号作为记录基准，与实际的发电机主开关断开信号有一定差别。为了模拟更为接近现场实际的状态及效果，在近两年机组调试工作中，在静态测试时模拟发电机主开关断开来测定调节阀关闭时间。对于调节阀正常关闭时间，静态测试与汽轮机进汽运行时测定的关闭时间是不同的，要适当考虑其偏差影响，以及将抗燃油(EH)温度调节到正常运行范围内。
(2)汽阀严密性试验。汽阀严密性试验方法及标准要严格按国家标准和汽轮机制造厂家规定进行。汽阀严密性试验包含主汽阀和再热汽阀以及调节阀和再热调节阀的严密性试验，其试验应符合!电力建设施工及验收技术规范汽轮机组篇∀规定：汽阀严密性试验应在额定汽压、正常真空和汽轮机空负荷运行时进行。当主蒸汽压力偏低且不低于50%额定压力时，转子迅速下降值n可以按式(6)进行修正。
n=p/p0 100% r/min(6)式中:p、p0分别为汽阀严密性试验时及额定工况时的主蒸汽压力。
实际调试中，一般选择在机组带25%额定负荷连续运行3~4h，发电机解列后，做超速试验前进行此项试验。!汽轮机调节控制系统试验导则∀中规定再热蒸汽压力不能低于50%额定压力。郑州燃机电厂西门子公司联合循环机组的汽阀严密性试验是在盘车状态下进行的。在不同压力下，转速升高不超过规定值为合格，与国内方法相比各有特点。实际调试中，主汽阀及再热汽阀严密性试验合格后恢复3000r/min时应严防超速。
(3)甩负荷预测功能(LDA)和超速保护(OPC)。现代汽轮发电机组调节系统通常设有OPC及LDA。在汽轮机DEH控制逻辑中：当机组运行在30%额定负荷以下甩负荷时，如转速飞升达103%额定转速时，则只有OPC动作，迅速关闭调节阀及再热调节阀；当机组运行在30%额定负荷以上甩负荷时，则不用等到
转速上升到103%额定转速，将直接触发OPC功能,
立即关闭所有调节阀及再热调节阀、各段抽汽逆止阀,
此项控制即为LDA，可更加快捷有效地防止甩负荷引
起的汽轮机超速事故。目前大型机组出于安全防护目
的基本都设计了LDA，但要对其进行仿真试验，核查
其功能，并在整套起动前将其投入、使机组可靠地处于
LDA实时保护中。
(4)超速试验。包含喷油试验、机械超速试验和电
超速试验。!防止电力生产重大事故的二十五项重点
要求∀9.1.13中强调：危急保安器动作转速一般为额
定转速的110%#1%，即机械超速一般要求动作转速
为3270~3330r/m in之间，电超速则一般设计在
10%额定转速即3300r/m in。喷油试验应在机械超
速试验前6h进行，喷油试验目的是为了保证撞击子
灵活、无卡涩，有的也可根据喷油试验撞击子动作时的
油压来估算机械超速时的动作转速。
(5)抽汽逆止阀及高压缸排汽(高排)逆止阀迅速
响应联锁关闭。在机组甩100%额定负荷时，在调节
阀及再热调节阀、高排及各段抽汽逆止阀全关之前，再
热管道的庞大容积蒸汽、各段抽汽及各个加热器汽侧
压力突降造成疏水汽化等蒸汽返回汽轮机做功，容易
引起汽轮机超速、水击造成机组重大事故。因此，当发
电机主开关断开时，要求抽汽逆止阀及高排逆止阀快
速响应联锁关闭。
3.2 防止锅炉蒸汽超压
(1)锅炉过热器、再热器安全阀调试、校验合格，是
各类锅炉带负荷运行前的必要条件，一般采用液压整
花开花谢又是季节的转移定装置预整定和选择安全阀实跳试验。对空排汽阀动
作一般为电动或电磁方式，也要提前调整试验合格。
(2)不同类型机组旁路系统设计容量不同，其功能
也不尽相同。旁路系统的设计容量一般在30%~
100%BM CR之间。对100%BM CR容量的旁路系统,
可正常进行甩负荷试验，不用担心锅炉蒸汽超压问题;
如对非100%BM CR容量的旁路系统，要求根据当时
的主、再热蒸汽压力的不同，兼顾机炉两侧的需求来合
理地调整高、低压旁路阀的开度，同时应注意对减温水
流量进行匹配。
(3)由于机组甩负荷试验主要目的是测取汽轮机轨道式起重机
调节系统动态特性，同时保证甩负荷试验过程中锅炉
蒸汽不超压。因此，为保证机组甩负荷试验的成功，还
应充分考虑到锅炉蓄热量、旁路系统容量、锅炉起动系
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统容量等多方面因素，在甩负荷试验操作步序进入倒计时数秒内快速减少锅炉燃料投入，确保甩负荷后锅炉蒸发量与热量输入基本平衡，从而保证甩负荷试验过程中锅炉蒸汽不超压的要求。
3.3 防止发电机过电压
机组甩负荷试验前确认励磁装置特性在空载及带负荷试验运行正常，发电机变压器(发变)组保护装置过电压保护定值正确，试验动作正常；甩负荷试验时监视发电机励磁系统进行超调量<10%，震荡次数<2次，调节时间<3s等自动调节情况，如发生励磁装置调整失效、发变组保护拒动，发电机电压急剧升高等特殊紧急情况要立即手跳灭磁开关，防止损坏设备。!火电工程启动调试工作规定∀要求机组甩负荷时，测录甩负荷前后发电机与自动励磁调节器有关的电气量的变化、超调量、振荡次数及稳定时间等数据，因此不能在发电机主开关断开同时解列灭磁开关。
4 甩负荷试验中存在的主要问题及其
处理
(1)机组甩负荷时，汽轮机高排温度偏高是目前超临界600M W机组普遍存在的问题，其根本原因是甩负荷后，为防止超速关闭高排逆止阀造成高压缸进汽流量减小，高排通风阀(VV)的蒸汽流量难以冷却高压缸摩擦鼓风损失产生的热量。因此，为解决该问题应尽快打开高排逆止阀、迅速调节再热蒸汽压力，增加高压缸蒸汽流量。
(2)发生转速二次飞升的机组DEH设计所采取的控制方式中，其中压缸起动并不是纯中压缸起动。因为当其转速升到2900r/min时，即切换到高压缸调节阀(GV)控制，而不是在带部分负荷后切缸到GV控制，此时其旁路系统为切除方式，即只有保护功能，不参与机组调节。如果此时发生甩负荷，再热蒸汽压力因高压旁路阀的快速打开而不能很快降低，当汽轮机转速降到OPC复位转速时，则再热调节阀(IV)全部开启，因为不具备调节功能，所以很大程度上会造成汽轮机转速的二次飞升，甚至引起OPC反复动作，导致转速摆动的现象。因此，此类问题较好的控制方法是通过LDA触发联锁信号，把旁路系统由切除方式转为换切投入方式，这样IV就能够参与转速调节，避免出现转速二次飞升和摆动现象。
(3)机组甩负荷后，由于锅炉汽压的下降(通过开启旁路阀和对空排汽阀)，锅炉水位将发生波动，为了维持水位的稳定，需要尽快调整给水流量。现场调试经验表明甩负荷后锅炉水位下降幅度很大，会低
于保护值，因此现场实际甩负荷试验中有时将锅炉水位保护暂时解除。而除氧器和凝汽器应提前切换好汽源、加强监视、及时调整。
(4)为保证机组甩负荷试验顺利进行以及主辅设备安全，经常采用提前切换厂用电、柴油发电机提前试起动检查正常后停运投备、直流润滑油泵及直流密封油泵提前试起动确认其供电及油压正常后停运投备等措施。医药市场营销论文
5 结 语
(1)大容量单元制汽轮发电机组在发生甩负荷时的基本设计思想为机组全停，这样可以最大限度地保护发电机组。但是，由于发电生产过程中仍然会出现对侧变电站跳闸等情况使得机组处于脱离电网(孤岛)运行的局面，同样会造成甩负荷时引起汽轮机超速，只有保证甩负荷试验的合格才可切实防止汽轮机超速事故的发生。
(2)不同汽轮发电机组要根据自身不同的特点，依据甩负荷试验导则，参考同类型机组甩负荷试验的经验，制定具有针对性的甩负荷方案并采取相应的联锁保护措施，切实保障汽轮发电机组的安全运行。
[参 考 文 献]
[1] 电力工业部.汽轮机甩负荷试验导则[S].1996.
[2] 国电民权2号机组甩负荷试验报告[R].河南电力建设调
试院,2008.
[3] 王文营，李士军，王建.汽轮发电机组甩负荷试验的分析
探讨[J].河北电力技术,2004,23(3).
[4] 孙伟东，李亚茹.600M W超临界机组DEH系统甩负荷
控制的关键点[J].江苏电机工程,2006,25(3).机械心脏
[5] 李生泉，黄润泽，左世春，等.600M W机组甩负荷试验分
析[J].热能动力工程,2003,18(4).
60
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