俄制500MW汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造方案淺析

【摘要】盤電公司500MW俄制汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)為電液并存的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，雖然投入電液轉(zhuǎn)換器，但是控制功能單一，系統(tǒng)采樣時間長，遲緩率大，精度不高。不能發(fā)現(xiàn)各部動作先后次序，機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)管路為碳鋼管，不符合安全性評價的要求，即使大修也不具備更換條件。機組中間滑閥組擺動對系統(tǒng)的影響不可避免。系統(tǒng)抗燃油系統(tǒng)龐大，每年的維護費用不少于20萬元。因此為了增加機組的可靠性、降低發(fā)電成本對具有控制制精度高、可靠性高、故障率低的數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）已成為了調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造的不二之選。

【關(guān)鍵詞】電液并存；DEH

國華盤電公司#1機組DEH改造

1、原盤電調(diào)節(jié)系統(tǒng)的簡介

1.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)是電液型的，在結(jié)構(gòu)上由電氣部分和液力部分組成他們的作用相互聯(lián)系著，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于：

（1）自動保持汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，速度變動率約為4.5%，抵消在鍋爐再熱汽儲存的大量蒸汽使汽輪機加速的有害影響（其作用是由中壓自動主汽門和排汽門來完成）。

（2）按照給定的靜態(tài)特性曲線調(diào)節(jié)汽輪機的負荷，這個靜態(tài)特性是二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)有功功率要求的。

（3）當汽輪機前部系統(tǒng)壓力降至不允許值時防止汽輪機工作。

（4）當汽輪發(fā)電機瞬間甩負荷，發(fā)電機開關(guān)切除和未切除時，防止汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到危急保安器動作轉(zhuǎn)速以下（甩負荷試驗合格）。

（5）快速的短時間的甩去汽輪機負荷，快速的長時間的限制汽輪機的負荷（通過功率限制器完成）。

1.2調(diào)速系統(tǒng)的組成：

（1）配汽機構(gòu)，包括高中壓缸調(diào)速汽門、主汽門、排汽門以及連接熱用戶管道的閥門（抽汽逆止門）。

（2）感應(yīng)機構(gòu)：高速彈簧片式調(diào)速器、電液轉(zhuǎn)換器（相對于液力系統(tǒng)而言）。

（3）傳動放大機構(gòu)：調(diào)速汽組件、中間滑閥、油動機。

（4）反饋機構(gòu)：杠桿反饋、凸輪反饋、轉(zhuǎn)速和負荷（相對于電液轉(zhuǎn)換器而言）。

2、改造后調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的組成

改造后調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的組成按其功能可分為四大部分：供油系統(tǒng)部分、執(zhí)行機構(gòu)部分、危急遮斷部分、機械超速部分。液壓系統(tǒng)的全部密封件必須選用氟橡膠。

2.1供油系統(tǒng)

改造后的供油系統(tǒng)部分主要包括供油裝置、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)、自循環(huán)再生過濾系統(tǒng)以及油管路及附件。改造后的供油系統(tǒng)部分主要包括供油裝置、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)、自循環(huán)再生過濾系統(tǒng)以及油管路及附件（油管路、高壓蓄能器、低壓蓄能器、膨漲支架等）。EH供油裝置應(yīng)是組合式結(jié)構(gòu)，由油箱、油泵、過濾器、蓄能器、冷油器、再生裝置、油管路，各種閥門及端子箱基本部件，以及用來監(jiān)控供油系統(tǒng)運行工況的就地儀表、控制設(shè)備組成。

2.2執(zhí)行機構(gòu)

除熱段排汽閥外的所有執(zhí)行機構(gòu)采用彈簧復(fù)位、液壓開啟式，熱段排汽閥彈簧開啟，液壓關(guān)畢。當執(zhí)行機構(gòu)快速關(guān)閉時，應(yīng)保證蒸汽閥碟與閥座的沖擊力不至造成閥碟或閥座損壞。保護動作時執(zhí)行機構(gòu)帶調(diào)節(jié)門空載的快速關(guān)閉全行程時間應(yīng)小于0.2秒。調(diào)節(jié)信號作用下閥門的動作速度應(yīng)滿足系統(tǒng)一次調(diào)頻的要求。根據(jù)附加組件的不同，可構(gòu)成兩種不同型式的執(zhí)行機構(gòu)，即開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)型執(zhí)行機構(gòu)。

調(diào)節(jié)型執(zhí)行機構(gòu)

本次改造的調(diào)節(jié)型執(zhí)行機構(gòu)包括高壓自動主汽門油動機（兩臺）、高壓調(diào)速汽門油動機（四臺）、中壓調(diào)速汽門油動機（四臺）、小機調(diào)速汽門油動機（四臺）。執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)能將汽閥控制在任意的中間位置上，成比例地調(diào)節(jié)進汽量以適應(yīng)負荷需要。為此，應(yīng)在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加提供伺服閥和位移傳感器。

開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)

本次改造的開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)包括中壓自動主汽門油動機（兩臺）、Ⅲ段抽汽油壓逆止門油動機、Ⅳ段抽汽油壓逆止門油動機、熱段排汽門油動機、小機自動主汽門油動機（兩臺）。執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)將汽閥控制在全開或全關(guān)位置上工作。在開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)上應(yīng)設(shè)有閥門活動試驗電磁閥，以實現(xiàn)遠方在線活動試驗，Ⅲ段Ⅳ段抽汽、熱段排汽門采用就地活動試驗方式。

2.3危急遮斷系統(tǒng)

危急遮斷系統(tǒng)由危急遮斷電磁閥，超速保護電磁閥，單向閥，隔膜閥組成，在異常工況下，使汽輪機緊急停機。

（1）危急遮斷電磁閥由兩個電磁閥組成，機組正常運行時此電磁閥在關(guān)閉狀態(tài)，當機組運行參數(shù)有遮斷請求時該電磁閥迅速打開卸掉隔膜閥上部保護油壓致使隔膜閥打開，從而卸掉AST及OPC油壓使高中壓自動主汽門、高中壓調(diào)速氣門、抽汽油壓逆止門關(guān)閉，熱段排汽門打開機組停機，此過程為不可逆過程。

（2）超速保護電磁閥由兩個電磁閥組成，機組正常運行時此電磁閥在關(guān)閉狀態(tài)，當機組轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的103%時，此電磁閥打開卸掉OPC安全油壓，使高中壓調(diào)速汽門關(guān)閉機組轉(zhuǎn)速下降，當轉(zhuǎn)速低于103%額定轉(zhuǎn)速時該電磁閥關(guān)閉重新建立OPC安全油壓，高中壓調(diào)速汽門從新打開，此過程為可逆過程。

（3）單向閥是安裝在危急遮斷油路AST和超速保護控制油路OPC之間，當AST油壓卸掉之后通過此閥同時卸掉OPC油壓，而當OPC油壓卸掉之后通過此閥能夠保證AST油壓的穩(wěn)定。

（4）隔膜閥主要是危急遮斷電磁閥的執(zhí)行部件，危急遮斷電磁閥主要是卸掉隔膜閥上部的保護油壓從而通過隔膜閥卸掉AST油壓來實現(xiàn)保護動作的，當正常工作時自動停機危急遮斷-超速保護母管（AST）油壓力為14±0.5MPa，保護油油壓為1.2Mpa。當保護油油壓降到0.63Mpa時薄膜閥開啟，保護油油壓升到0.3±0.1Mpa時薄膜閥開始關(guān)閉，保護油油壓升到0.5±0.1Mpa時薄膜閥完全關(guān)閉。

2.4機械超速部分

機械超速部分主要對現(xiàn)有危急遮斷系統(tǒng)進行改造，應(yīng)實現(xiàn)以下功能：

（1）機械超速保護動作卸掉系統(tǒng)AST油壓，使機組停機。

（2）機械超速部分動作轉(zhuǎn)速在3290-3330rpm。

（3）機械超速保護兩個飛錘應(yīng)能夠分別進行在線注油活動實驗，試驗時不能使汽機主保護動作，另一個工作位飛錘繼續(xù)保持對機組的保護。

3、結(jié)論

通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造，數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）能夠從根本上消除電液并存調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率大、調(diào)節(jié)品質(zhì)低、中間滑閥擺動等原始缺陷，并且由于數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）運行所需油量較小可大大縮小油箱容積及管道直徑，即可降低改造成本又可以降低油量的消耗從而降低日常維護成本。

參考文獻

[1]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：北京化學工業(yè)出版社，2003.

[2]雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學出版社，1998.

作者簡介

張福雙，男，1977年6月26日出生，2008年7月畢業(yè)于華北電力學院，學歷大專助理工程師職稱，現(xiàn)工作于神華國華電力公司從事汽機調(diào)速系統(tǒng)檢修工作。