高中压缸联合启动汽轮机组旁路方式投退探讨

高中压缸联合启动汽轮机组旁路方式投退探讨

摘要:热电厂运行的600MW汽轮机组在并网时存在中压调门波动引起功率振荡现象，依据DEH控制回路构成特点以及具体应用情况，深入分析和研粉引起中压调门波动的原因，制定出切实有效的措施进行处理，并对同类高中压缸联合启动机组的DEH旁路方式投退进行深入探讨，可供相关人员参考。Keys:调门波动；功率振荡；DEH；旁路模式：文献标志码：：1引言热电厂采用的超临界600MW汽轮机为上汽生产，是一种单轴、三缸（高中压合缸）、四排汽、一次中间再热凝汽式汽轮机，采用数字式电液调节（DEH）方式，利用艾默生ovation系统进行集中控制，DEH为标准的西屋设计，包括2个主汽门（TV）、4个高调门（GV）、2个中主门（RSV）和4个中调门（IV），其中两个中主门（RSV）不参与调节。机组启动采用高中压缸联合启动模式，DEH的旁路方式在汽轮机挂闸前投入。在汽轮机组并网运行以后,发现汽轮机4个中压调门出现波动现象并引起功率振荡,为了深入挖掘引起该现象的深层次原因，采用DEH控制逻辑对现象背后的本质问题进行分析，从逻辑角度来制出多项有针对性的解决措放，使波动引起的功率振荡问题得以彻底解决，更好地保障了汽轮机组和电网的运行安全。2DEH中调门波动原因分析2.1波动现象某上汽600MW机组AGC、一次调频投入状态，AGC指令300MW左右，旁路方式投入（bypassmodeon）,中调门在37%-47%之间等幅波动，引起有功功率288MW-358MW等幅波动。向调度申请退出AGC升负荷后，中调门恢复全开，有功功率正常。2.2波动原因分析（1）从常规角度去分析调门波动原因，检查伺服阀是否存在卡涩现象，LVDT连杆松动或接线是否存在松动，EH油压是否波动，所有测试结果都正常，可以将上述原因都全部排除。（2）以DEH逻辑角度对中调门波动现象进行分析，归纳出高中压缸联合启动汽轮机组在旁路方式投入（BYPASSMODEON）情况下，从冲转到并网带负荷后中调门的动作情况：a)汽轮机挂闸前，投入旁路模式，汽轮机挂闸后，4个高调门及2中主门全开，2个高主门和四个中调门保持关闭;b)汽轮机开始冲转，转速在0-600RPM之间，中调模式（IVMODE），4个中调门闭环控制转速，汽轮机转速达到600RPM定速延时120s之后，记忆此时中调门的流量，自动切换为高主/中调联合模式（TV/IVMODE）；c)汽轮机转速在600-2900RPM区间，高主/中调联合模式（TV/IVMODE），2个高主门闭环控制转速，中调门的开度是在高主门开度的基础加入600RPM转速时记忆的流量折算后开度;d)汽轮机定速2900RPM延时240s后，手动切换到高调模式（GVMODE）运行，4个高调门全关后全开2个高主门，在2900RPM状态时闭锁保持当前中调门开度;e)汽轮机在2900-3000RPM时并网，此时汽轮机由高调门闭环控制，中调门保持状态，并网瞬间记忆当前中调门流量开度。气轮机组并网后DEH逻辑中判断何时全开中调门见图所示。全开中调门逻辑判断流程图图中标出来的<1>的DEH1-BRN并网信号会记忆DEH1-FDEM的指令，因汽轮机在2900RPM定速之后会保持中调门开度，所以实际记忆的是2900RPM时中调门的流量开度（百分比）；从图1标出的<5>上面加法器IN1为负，IN2为正，IN1就是2900RPM时记忆的中调门流量开度（百分比），IN2为当前汽轮机总流量开度（百分比），图中标出<5>的函数为（0，0）（30，30）（35，100）。从上述逻辑中可以看出IN2-IN1>=35%后汽轮机中调门全开，而且在IN2-1N1>=30%以后是个快速开启的过程。(3)在外部检查无异常的情况下，经逻辑判断分析发现，汽轮机中调门的波动是因为汽轮机旁路方式投入（BYPASSMODEON）情况下，汽轮机总流量开度减去汽轮机在2900RPM时记忆的中调门流量开度小于35%时会引起中调门关闭。机组在AGC控制模式下，汽轮机总流量开度接受DCS侧协调控制指令，中调门关闭后导致发电机功率降低，又会引起汽轮机总流量开度的上升，最终导致中调门波动及功率振荡。（4）检查历史曲线发现，在中调门波动期间，DEH1-FDEM波动区间是69.704-69.765，逻辑中记忆2900RPM状态下的中调门流量开度为37.159，IN2-IN1在32.545-32.606之间波动，小于35%且大于30%，处于快速开启且波动较大的阶段，经图中<4>标示的阀门流量曲线函数换算处理，对应中调门开度为37%-47%。（5）导致IN2-IN1<35%的原因在于：该台汽轮机在开机过程中降低了冲转参数，造成了2900RPM时保持的中调门流量开度过大，经查历史曲线，该台机组2900RPM定速时蒸汽压力为4.1MPa，记忆的中调门流量开度为37.159%，而另一台机组2900RPM定速时蒸汽压力为9.88MPa，记忆的中调门流量开度仅为5.758%。2.3应对措施汽轮机组在冲转过程中降低参数对机组具有很多益处，而且汽轮机冲转结束带负荷后高、低旁路已经关闭，此时中压调门应保持全开状态。在不改变现有DEH逻辑回路的情况下，需要把DEH的旁路方式退出（BYPASSMODEOFF）。旁路方式退出后，图1中标出的<2>中的OPENIV信号置为1，这样中调门指令始终能保持在100%。汽轮机厂DEH说明书并没有对旁路模式的投退时机进行明确说明，但是汽轮机厂DEH说明书和DEH逻辑却规定了旁路模式投退的允许条件：机组未挂闸或者中调门全开。3总结综上所述，为了保证在汽轮机组并网后中压调门产生波动导致功率振荡,需要深入分析DEH控制逻辑，采取有针对性的处理措施,可以更好地保障机组和电网的安全运行。建议同类西屋设计的高中压缸联合启动机组在机组并网后，高、低旁路关闭且中调门全开时，把DEH的旁路方式退出（BYPASSMODEOFF），机组停机前再将DEH的旁路方式投入（BYPASSMODEON），以免因降参数冲转或者机组深度调峰引起