300mw供热汽轮机plu动态试验技术研究与应用

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1、300MW供热汽轮机PUJ动态试验技术研宄与应用赵楠（河北大唐国际张家口热电有限责任公司河北张家口075000）【摘要】主要分析张家U热电300MW供热汽轮机PLU保护的原理，动态试验技术的研究分析及应用。【关键词】300MW供热汽轮机PLU试验技术研究中图分类号：G62文献标识码：A文章编号：ISSN1004-1621（2013）10-062-021.引言张家口热电装机2×300MW,地处华北电网张家口万全IX域，该区域火电、风电共计装机容量1760MW,而地区最小负荷约420MW,平均负荷约630MW,电力外送需求较大。目前，该区域通过万全

2、500kV变电站两台变压器与主网联络，过剩的有功功率通过500kV变电站两台变压器送出。在恶略天气影响下，一旦两台变压器同时掉闸，该地区存在孤网运行的风险。孤网运行后，在网发电机组的机械功率远大于电磁功率，负荷不平衡将导致电IM周波严重升高,威胁到电网的稳定运行及IX域内发电机组的设备安全问题。经过技术论证，拟借助张家口热电新并网机组的功率负荷不平衡保护（简称PLU）功能解决孤网运行工况下功率过剩、高周严重问题。2.功率负荷不平衡保护（简称PLU）原理张家口热电两台机组均采用哈尔滨汽轮机有限公司牛.产的CN300-16.7/537/537/型亚临界、一次中

3、间再热、单轴、双缸双排汽、抽汽、凝汽式汽轮机，DEH、ETS控制系统均采用日立公司生产的HIACS-5000M系统，除ETS中必备的保护外，还配备有完全由硬件实现的超速保护、功率负荷不平衡保护（简称PLU）等功能。该机组均具有快关中调门（CIV）功能，也就是功率不平衡保护(PLU)功能一种。CIV功能基于汽机机械功率和输出功率之间的不匹配。机组中压排汽压力同发电机有功功率进行比较，当机械功率与奋功功率偏差超过设定定值(通常为大于30%),II变送器均工作正常时，CIV动作。CIV动作时，如果发电机断路器依旧保持合闸状态，中调门大约在0.15秒内关闭。中调门

4、关闭后保持一段吋间(通常为0.5秒)，然后重新打开。CIV再次动作吋必须间隔10秒，同时中压排汽压力与有功功率也必须大致相等。快关中调门使发电机输出功率瞬间降低，有助于维持电力系统的稳定性。但是，0前国内还没有大型火电机组中调门快关降低出力的成功经验，需进行动态试验。1.国内现冇技术1994年7月30日，吉林省某厂#1机组在极热态起机吋，中调门误动快关，造成串轴。后分析其原因是:DEH厂家设计的内部参数调节级压力低限过高，导致并网突升负荷过大，中调门"快关"功能动作，关闭中压调节阀后PJ没开启，使高压缸憋压，轴向推力随着迅速增加，造成串轴。1996年，汽轮

5、机制造厂组织多名专家针对300MW汽机快关中调门技术进行研讨，认为该型300MW汽机中调门快关是可行的，通过高、中压阀门句吋快关实现快关功能也是可行的，但是，快关中调门(CIV)的动态仿真试验S前国内没有成功案例，要进行PLU保护动态试验存在一定的风险。2.PLU动态试验的重点问题2.1PLU动态试验对主机扭应力、对中、低对轮扭应力的影响：通过计算，PLU动态试验吋汽轮机转子第4号轴颈处扭应力最大为62MPa，轴颈处设计工况许用扭应力为152MPa,轴颈处短路工况许用扭应力为433.2Mpa;中低对轮螺栓最大扭应力为26.7MPa,许用扭应力为112MPa

6、。故PLU动态试验对主机扭应力影响不大，对中、低对轮扭应力影响也不大，是安全的。2.2PLU试验对主机轴位移及推力瓦的影响：计算结果为300MW机组在100%负荷运行吋，Jt•轴向推力为+74kN,CIV试验吋轴向推力为负-52kN,推力瓦能承受的最大推力为±204kN,轴位移轴位移串动0.04mm,均在允许范围之内。1.1PLU动态试验过程中，再热调门关闭后，再热蒸汽额定及更高的高压差下（如：4.0MPa）能否再次打开：在PLU动态试验吋，中压调节阀向上的总提升力需要118.3kN,中压调门油动机提升力为285.5kN，可以满足要求。1.2

7、PLU动态试验过程中，可能出现的设备异常情况进行分析，采取应对方案、组织措施、技术措施。2.控制逻辑改进为了系统的安全，试验前对DCS与DEH中与PLU相关部分的控制功能进行了优化。5.1在机组协调方式下，为了避免PLU动作后协调对机组起到的负面作用，一旦PLU动作，即退出协调，DEH切到阀控方式，锅炉切到CCS中的炉主控手动状态。5.2为了防止在PLU触发后，中压调节阀快关之后打不开，造成汽轮机轴向推力过大损伤推力轴承，当PLU动作后4〜9秒内，中压调节汽门任一个在关位（取关反馈或阀位反馈<3%），即发汽轮机跳闸指令。3.PLU静态试验6.1为保证

8、设备安全，试验前制定详细的试验措施、组织措施与检查卡。PLU静态传