超临界与亚临界机组特点比较

超临界机组与亚临界机组特点的比较2006-10-25 20:42

600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究

一、任务来源

汽轮机作为一个高速转动机械必须保证转速不超过它设计允许的最高转速，以防止超速产生的

严重后果。在防止机组发生甩负荷工况时的动态转速飞升方面，起主要作用的就是超速保护限制回

路，也即OPC 保护回路，而甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。所

以，对于甩负荷试验而言，OPC 超速保护回路是最重要的。

甩负荷试验是一项较为复杂和极其重要的试验．涉及到各机、炉、电、热、化各专业，并具有一定

的风险性。由于甩负荷试验对于保证机组安全稳定运行有重要意义，目前新机组在基建期间，移交

生产前，都基本会按照有关要求进行甩负荷试验，但由于甩负荷试验涉及到各专业，自身技术上比

较复杂，在各地实际进行的甩负荷试验中，由于认知和理解上的不同，存在不同的技术观点，导致

实际甩负荷试验操作中，有不同的操作方式，甩负荷的试验结果也不尽相同，很多试验存在一些问

题，比如试验过程中二次飞升转速比较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次

并网接带负荷等问题，不仅影响到机组的定期投产，也影响到电网的安全稳定。尤其近年超临界机

组的建设投产比较多，超临界机组的甩负荷试验，暴露出一些新的问题。

本文正是在这个背景下，结合广东正在建设的600MW 等级的亚临界及超临界机组，对于600MW

机组的甩负荷试验，进行了深入的分析和比较研究，全面掌握现代大型机组甩负荷试验的技术要点，

着重解决实际甩负荷试验过程中的关键技术难点，为大型机组的甩负荷试验，包括即将大规模投产

的1000MW 机组的甩负荷试验，提供技术支持和技术指导，为保证现代大型机组甩负荷试验的顺利进

行和机组的安全稳定运行服务。

为此，广东省电力工业局试验研究所于2006 年开始了该项目的研究工作，项目名称：600MW 亚

临界及超临界机组甩负荷试验技术研究。

二、应用领域和技术原理

防止汽轮机超速是调节保安系统的一个重要功能，尤其是发生甩负荷等恶劣工况时，要求调节

汽门能尽快关闭，控制汽轮机转速不致使机组跳闸，并将转速控制在同步转速。若是电网短时故障，

应能迅速重新并网接带负荷。甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。

由于甩负荷试验对于保证机组和整个电网的安全稳定运行，都有重要意义，本项目通过研究600MW

亚临界及超临界机组的甩负荷试验技术，来为机组和电网安全稳定运行提供支持和服务。

本课题的技术主要包括以下几个部分：

1、比较不同机组的甩负荷技术特点

实施方案：调查研究典型机组的OPC 保护逻辑的技术特点分析。包括1）国产引进型600MW 机组

的OPC 逻辑特点；2）俄罗斯列宁格勒、日立、三菱、ABB 等进口机组的OPC 逻辑特点

2、分析600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验中的主要技术难点和对应解决方法

实施方案：1）分析600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验中的主要技术难点,主要是OPC 的复位逻辑、再热汽压力的控制、转子转动惯量的计算等；2）对存在的技术难点，研究对应的解决方法；3）

制定出科学合理的甩负荷试验执行方案；

3、在不同类型机组上进行应用实施，并对实施结果进行分析研究

实施方案：1）在不同类型机组上进行实际的甩负荷试验；2）根据实际甩负荷试验的实施结果，进

行分析研究；3）对原有技术方案进行改进。

4、对甩负荷试验的数据处理进行研究

实施方案：1）分析甩负荷试验所测得的有关数据；2）比较研究得出计算转子转动惯量的科学、合

理的计算方法。

5、项目总结、研究报告的撰写

实施方案：1）对项目研究进行总结；2）编写项目研究报告。

三、性能指标

甩负荷试验结果符合国家JB/T 10086—1999《汽轮机调节系统技术条件》、DL/T 711—1999 《汽

轮机调节控制系统试验导则》等标准的要求，都能做到最高飞升转速远低于机组超速保护跳机转速，

机组甩负荷后能维持空转，然后重新并网接带负荷。

四、与国内外同类技术比较

目前在各地实际进行的甩负荷试验中，很多试验存在一些问题，比如试验过程中二次飞升转速比

较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次并网接带负荷等问题。尤其近年超临

界机组的建设投产比较多，超临界机组的甩负荷试验，暴露出一些新的问题。国内一般超临界机组

甩负荷试验时，都会在测取完机组动态转速飞升过程后，被迫停机停炉，然后重新恢复。

而根据我们在该项目中的研究成果进行甩负荷试验，基本都能做到在甩负荷试验中OPC 保护仅

仅动作1～2 次（包括OPC 的甩负荷预感器回路），机组转速波动很快衰减稳定下来，同时机组各项

参数稳定良好，能够较快重新并网带负荷。从大量的文献报道可以看到，对于甩负荷时中压调门不

参与机组转速调节的机组，以及超临界国产600MW 机组，要做到以上这些，是非常难能可贵的，充

分说明我们的甩负荷试验的理论技术在国内是先进的。实际的甩负荷试验结果也是非常成功的。

五、成果的创造性、先进性

1. 通过理论研究，率先独创性的提出对甩负荷试验时的OPC 保护逻辑复位条件的改进技术，即舍弃

传统的复位延时时间的设计，对于LDA 和103％回路均统一采用机组转速低于3000r/min 复位的设

计方法。

2. 在实际甩负荷试验中形成了一套科学的试验程序、方法，使甩负荷工况下机组OPC 动作次数极少，

一般仅为1～2 次、转速波动时间短，超临界机组甩负荷后也能维持空转，尽快恢复并网，对于电网

的安全稳定和事故情况下的电网尽快恢复，有重要意义。

3. 通过理论研究得出一套完整准确的甩负荷试验转子转动惯量的计算方法，提出对转子实测飞升转

速ni(ti)序列首先进行滤波（平滑）处理，再对处理后的数据采用调节汽门延迟关闭时间范围内转

速线性拟合的方式求取转子转动惯量的计算方式，从而避免了计算Δn 和Δt 产生较大的计算误差，

机组的这些特征参数被大量应用于电网稳定性分析程序中来研究不同机组的组合或者不同运行方式下电网的稳定性，有了精确的原动机数据就能为电网的稳定性计算起到有力的支撑作用，效果良好。

六、作用意义(直接经济效益和社会意义)

600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究，是广东省电力科学研究院设立的大型科研项