汽轮机负荷波动原因分析和处理措施

汽轮机负荷波动原因分析和处理措汽轮机负荷波动原因分析和处理措 施施 以长江动力 q3052c 型汽轮机为例 针对汽轮发电机组在 运行中出现功率波动的问题 通过对 505e 控制系统调节回路各 环节的分析和试验 找出了 eh 油内含颗粒杂质过多是造成该问 题的主要原因 并结合实际工况通过控制器内部 pid 参数整定 消除部分影响 列举运行中可能出现的问题 提出分析建议和 处理措施 湖北大峪口化工有限责任公司 3 机为长江动力 q3052c 型 在试车成功后一段时间 突然出现电负荷有大幅波动且滞后很 大现象 经多方排查 检测出 eh 油质不达标准 经处理后虽已 无明显波动现象 但控制滞后还是较大 根据实际工况重新整 定 pid 参数后 基本能达到工艺控制要求 调节回路波动主要原因分析调节回路波动主要原因分析 2 1 主控制器 505e 故障 2 1 1 原因分析 505e 是以微处理器为基础的调速器 通 过电液转换机构对汽轮机调节汽门进行控制 实现对汽轮发电 机组实行自动控制的系统 在机组运行过程中 505 的工作直 接影响汽轮机转速和机组负荷 密切关系机组的发电质量和安 全 2 1 2 处理措施 关闭阀位限制器试着手动控制汽阀 用这 种方式锁定汽阀且执行机构输出稳定 但系统仍然振荡 则说 明问题不在于控制器 2 2 转速传感器 功率变送器故障 2 2 1 原因分析 本机组采用的是 2 个磁阻式探头互为冗余 输入信号高选为主 505e 实测机组功率和机组转速作为反馈信 号 转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正 功率给 定与功率反馈比较后 经 pid 运算和功率放大后 通过电液转 换器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号 对机组功率 实现无差调节 若功率不反馈 则以阀位控制方式运行 即通 过增加转速设定 开大调节汽阀 增加进汽量达到增加负荷的 目的 若转速传感器 功率变送器故障则会影响到整个回路的 稳定 2 2 2 处理措施 分别拆下 2 各转速传感器接至转速数字显 示仪 转速均为正常 校验功率变送器电流和功率均输出正常 功率变送器校验表功率变送器校验表 输入电流 a 输出电流 ma 功率 kw 17 255195 210 4510388 313 6515581 416 8520775 520 0525969 备注 此表型号 ja866 4p3 最大功率 25969kw 2 3 位移传感器故障 2 3 1 原因分析 作为阀门位置反馈的线性位移传感器 随 着阀门的变化而变化 其芯杆在线圈中反复移动 由于芯杆与 线圈间存在一定的间隙 芯杆移动过程中经常与线圈发生摩擦 线圈磨损 金属芯杆与磨损的线圈接触会影响传感器的输出 造成位置反馈的不稳定引起阀门的波动 更严重的是芯杆被线 圈卡涩而不能畅通地移动 在位移信号增大给芯杆积聚了一定 的力后 又使芯杆产生一个跳动 通过调节回路的作用也使调 节汽门产生波 2 3 2 处理措施 拆下后检查发现传感器无故障 但芯杆有 细微弯曲 校直后波动相对之前较为平稳 2 4 调节阀控制系统 2 4 1 原因分析 汽轮机进汽调节阀控制系统主要由 ddv 伺服阀 油动机 卸荷阀 lvdt 组件 伺服卡等构成 电液转 换器由汽轮机前轴承座中的主油泵供油 主油泵 即汽轮机轴 头油泵 输出 1 1mpa 的压力油 经节流孔和电调装置专用的滤 油器后供给电液转换器 当汽轮机转速变化或抽汽压力变化时 输入信号与给定值比较输出一个偏差值 经运算放大后改变两 路分别送给两只电液转换器的控制信号 使两个电液转换器输 出的脉冲油压变化 脉冲油直接作用在错油门滑阀下部 从而 控制高 中压油动机的位移 改变高压调节汽阀和旋转隔板的 开度 达到自整调节的目的 当电信号进入 ddv 伺服阀内放大电路后 此电信号将转 换成一个脉宽调制电流作用在线性力马达上 力马达将产生一 推力并使阀芯产生一位移 同时激励器激励阀芯位移传感器产 生一个与阀芯实际位移成正比的电信号 并与输入指令信号进 行比较 所得偏差信号将改变输入至力马达的电流大小 直到 阀芯位移达到所需值 即阀芯位移与输入指令信号成正比 ddv 伺服阀采用的线性力马达可在中位产生左右两个方向的驱 动力 推动阀芯产生两个方向的位移 双筒滤油器上设有差压 发讯装置 它以开关形式对滤油器的堵塞作报警 当进出口压 差达 0 35mpa 时 即发出电信号 由于线性度关系本机组 ddv 阀芯位置定在 63 5 故当 ddv 阀芯动作完毕后会回到 63 5 即为正常 机组运行后 ddv 阀虽工作位置在 67 3 但压差发 讯装置未发出堵塞信号 故没有判断阀芯堵塞 2 5 2 处理措施 首先更换伺服卡及 ddv 伺服阀 均未见 异常 在更换双筒滤油器滤芯时发现滤芯内机械杂质较多 更 换后后阀芯位置从 67 3 降至 63 5 故判断是油内机械杂质过 多 导致堵塞滤网进油量不够 阀位动作滞后增大 最终使整 个调节系统紊乱 出现负荷大幅波动现象 因在电液转换装置 中油质要达到美国国家宇航标准 nas1638 7 级或以上 其中 机械杂质在每 100ml 油中大于 100 m 粒子数不得超过 32 个 故我们在用滤油机过滤的情况下还在滤油器出口加装滤网且至 少每个星期更换一次 当阀芯位置大于 67 0 时更换双筒滤油 器滤芯 待油内机械杂质合格后 重新整定 pid 参数 经过一 系列措施之后 负荷已能得到及时控制且无明显波动 pid 参数对回路的影响参数对回路的影响 在整个调节系统中 当外部因素不可逆时 可适当的通过 调整 pid 参数来达到稳定调节的目的 pid 控制回路的增益是回 路中所有增益的综合 回路的总增益包括执行机构增益 阀门 增益 阀门连杆机构的增益 变送器增益 汽轮机内部增益和 505 调速器的可调整增益等 如果累加的机械增益 执行机构 阀门 阀门连杆 等很大的话 要加入的 505 调速器增益必须 很小以满足系统稳定要求的系统总增益 对于恰当调整好的系统来说 当给其一个阶跃变化时 应 稍微过调后就达到稳定控制 为了获得较佳的响应 比例增益 和积分增益应尽可能地大 要获得较快的过渡响应 缓慢地增 大比例增益设定值直到执行机构或最终驱动器输出开始晃动或 摆动 然后调整积分增益使输出稳定 如果调整积分增益无法 使输出稳定 则减小比例增益的设定值 下列是 505e 一种简便的调整方法 能使 pid 增益值调整 至接近最佳值 1 将积分增益减至最小 2 增加比例增益直至系统刚开始晃动 3 记录系统增益 g 和晃动周期 t 4 按下列说明调整动态参数 对于 pi 控制设定比例增益 0 45 g 积分增益 12 t dr 100 这种调整方法将使增益设定值