文档介绍：防止汽轮机超速—“二十五项重点要求”若干问题探讨
轮机室
2008年10月
事故超速和严重超速
机组转速超过危急保安器动作转速至3600r/min称事故超速;
大于3600r/min称严重超速。严重超速可导致汽轮发电机组严重损坏,甚至毁坏报废,是汽轮发电机组设备破坏性最大的事故。
事故超速和严重超速
2001年原国家电力公司对我国12台·次毁机事故的统计表明,约70%为严重超速,30%为事故超速;
其中,3台为200MW机组,其余为50MW及以下的机组,抽汽机组约占30%;·次,也曾有1年2台·次的记录。
一台25MW机组严重超速
甘肃八○三电厂93年25MW机组由于发电机失磁而引起的严重超速损坏。
目击者反映:
当时先听到二号汽轮发电机组发出不同寻常的异音,同时看到励磁机处有一团火,发出像电焊一样刺眼的蓝光。不到一分钟听到一声较大的震响,随即发现汽机低压缸上部冒汽,之后听到一声沉闷巨响,看到盘车等部件飞了起来。紧接着烟火升腾,直达主厂房房顶,并相继发出一次很清脆的爆炸声,黑色浓烟很快充满整个厂房。
防止机组严重超速的根本措施
为杜绝事故的重现,消除事故的隐患,防止事故的萌生和发展,要求:
(1) 严格执行运行、检修操作规程;
(2) 严防部套卡涩、汽门漏汽和保护拒动;
(3) 完善各项调节系统例行试验;
(4) 提高运行人员对事故的判断、果断处理和应变能力。
防止超速几个重要方面探讨
(1) 甩负荷试验
(2) 调节系统例行试验
(3) 油质
(4) 旁路
(5) 抽汽逆止门
一、甩负荷试验目的及特点
甩负荷试验的主要目的是考核汽轮机调节系统的动态特性。尤其是首台新型机组的考核试验,根据测量数据计算如动态超调量φ、转子加速度α、容积时间常数Tv和转子转动惯量J等特征值。
考验整个机组包括主、辅机设备、公用系统、线路等对该工况的适应性。如电气各参数的调节控制能力,给水泵适应能力等。
几个特点:
(1) 耗时;
(2) 涉及机、炉、电、热工和化学等主要专业,花费大量人力、物力;
(3) 对汽轮机寿命有损伤、存在风险;
(4) 环节很多,稍不注意可能导致失败。
甩负荷试验本质
假。逻辑、运行方式(旁路预先暖管(开启) 、除氧器汽源、汽动给水泵汽源)更改、人员专门安排。
调节系统普遍采用数字式电液调节系统DEH(Digital Electro-Hydraulic Control)。实际上,甩负荷试验对调节系统防超速方面的功能验证,只是对OPC发电机主开关跳闸回路快速性、可靠性的验证,至于甩负荷试验后要求维持空转的特性,才是考验调节系统本身的调节品质及其与OPC的协调。
电超速保护OPC定义
随着单机容量的不断增大,蒸汽作功能力和转子转动惯量的差距越来越大,仅靠调节系统的转速反馈而将汽门快速关闭已难以满足使机组转子飞升不使跳闸的要求。于是,大约在上个世纪40-50年代已有电厂引入了电超速保护装置OPC(Over-speed Protection Control),在发电机主开关跳闸瞬间,OPC立即抢断调节系统的控制权,强行将调节汽门短时关闭,经过一定的延时,转速控制交由调节系统。
OPC源于美国西屋公司的超速保护系统,在工程实践中与常与转速110%超速保护混淆。
在国家电力行业标准DL/T 701-1999中表述为:超速保护控制是一种抑制超速的控制功能。有采用加速度限制方法实现的,也有采用双位控制方式实现的,例如汽轮机的转速达到额定转速的103%时,自动关闭调节汽门,当转速恢复正常时再开启调节汽门,如此反复,直至正常转速控制回路可以维持额定转速;或者两种方法同时采用。
汽门快关FV(Fast Valving)
调节汽门的快控FV(Fast Valving),常称快关,亦是汽轮机的控制系统功能之一。
指当电网瞬间故障而使发电机大幅甩负荷时,快速关闭调节汽门,以减少机械和电气功率的明显不平衡,延时一定的时间,再次开启,以改善电力系统的暂态稳定,不致造成系统振荡,它同样不会使汽机跳闸。
快关采取的形式有高中压调门同时关闭,亦有的只关中压调门。所以,快关和OPC是相辅相成的,甩负荷发生时,必定出现汽机机械和电气功率的明显不平衡,不过快关功能的存在,补偿了油开关不跳闸时汽机功率对电网造成的影响,在一些大机组OPC的设计中,综合了快关与OPC的特色。