汽轮机液压调速系统静态试验

汽轮机液压调速系统静态试验

摘要:汽轮发电机组的调速系统静态特性试验有静态试验与静止试验两种手段。

关键词:调速系统静态试验静止试验

发电厂在汽轮机检修完毕后需要进行调速系统的特性试验,以检验其静态特性是否满足运行要求或与制造厂给出的特性曲线是否吻合。目前一些现场试验人员对静态试验与静止试验概念的含义认识不清,或干脆将其混为一谈。因此有必要将这两种试验在概念上加以澄清并正确认识这两种试验所得结果之间的差异。本文主要介绍了汽轮机系统的静态特性试验。

1、静态实验的两种不同的概念

调速系统的静态特性试验分为两种:一种称静态试验,即在汽轮机启动后,在一定的同步器位置下,改变机组转速,在稳态下测量转速、调速器位移(或脉动油压)、油动机行程以及调速系统其它相应参数之间的关系(这一过程又称为空负荷试验),然后再通过带负荷试验测得油动机行程与负荷之间的关系,就可得到调速系统的静态特性线。另一种称静止试验,是指在不开机的条件下,通过高压辅助油泵供给压力油和脉冲油,用人工模拟一个转速信号,测得各滑阀、油动机与转速信号之间的关系。在调门的重叠度符合制造厂要求的条件下,可用制造厂提供的蒸汽流量-油动机行程(G-Z)曲线近似代替功率-油动机行程(N-Z)曲线,若不满足条件或要求更高的精度,就必须使用实测的N-Z曲线,从而得出调速系统静态特性线。

1.1 静止试验的特点

由于静止试验不用开机,无需等到汽轮机回装完毕和锅炉点火供汽,只需调速系统和供油系统安装完毕即可进行。一旦发现调速系统存在缺陷可及时重新调整,对于结构比较复杂的部套由于不开机有时还便于架表测量。如等到正式开机后在静态试验中发现缺陷时就可能需要将机组解体检查,牵涉到机组冷却、拆装保温等一系列问题,延误工期,造成很大损失。

静止试验比静态试验灵活性大,尤其在查找调速系统故障原因时更是必不可少的手段。因此现场应对这种试验方法充分重视,尽可能利用这种方法全面掌握调速系统的各项特性。

1.2 静止试验与静态试验的差异

尽管静止试验具有上述优点,但它不能够替代静态试验。静态试验是在汽轮机真正运行状态下进行的,所得结果反映了调速系统的真实特性。静止试验与静态试验的差异是:静止试验时供到脉冲油路前的压力油是由高压辅助油泵供给的,是一个定值,不符合真实运行条件。由于这一差异,两种试验方法所得结果不同。由于测量精度问题,这一差异可能表现得不明显,但试验人员对此应该有清楚的认识

2、汽轮机系统的静态特性试验

调节系统的静态特性试验包括空负荷试验和带负荷试验。通过试验求取调节系统各个部套的特性和整个系统的静态特性线,从中验证调节系统的静态工作性能是否满足运行要求。

2.1 空负荷试验

2.1.1 试验目的

空负荷试验是汽轮发电机无励磁空转运行工作下进行的。空负荷试验应测取:

感受机构和传动放大机构的静态特性试验线;同步器的工作范围;感受机构和放大机构的迟缓率,并且检查机组能不能空负荷运行。空负荷试验包括同步器工作范围和空负荷升速、降速试验。

2.1.2 试验方法和步骤

(1)降同步器分别放在高、中限位置进行试验。(2)对于设计速度变动率在3％～6％范围内可调的系统,试验时,速度变动率放在3％、4％、5％三个位置分别进行,验证实际值是否与设计值相符合。(3)缓慢操作自动主汽阀或者电动主汽阀的旁路阀,转速下降尽量慢一些,转速每下降20r/min要记录一次,测点数应不少于8个,直到油动机全开为止。(4)缓慢开启自动主汽阀或者电动主汽阀的旁路阀,使转速升高,每上升20r/min记录一次,直到旁路阀全开为止。(5)按照上述方法,把同步器放在中限位置,重新做一遍。(6)试验中,记录:转速与油动机行程以及一次油压、二次油压、随动错油阀行程、控制油压的关系线。

2.2 带负荷试验

2.2.1 试验目的

带负荷试验是机组并入网内运行时,通过增、减负荷来测取:油动机行程与负荷的关系;同步器行程与油动机行程的关系;油动机行程与各个调节阀开度的关系;各个调节阀开度与前后压力的关系。检查调节系统在各个负荷下运行是否稳定,在负荷变化时有无长时间的不稳定情况出现。

试验总记录的项目:负荷、新蒸汽流量、油动机行程、调节阀开度、调节阀前后压力、调节级汽室压力、同步器行程、电网频率、新蒸汽压力和温度、真空度等。

2.2.2 试验方法和步骤

(1)空负荷点的记录就用并网前的记录,因并网后,负荷很难调到零。(2)从空负荷到满负荷之间的测点应不少于12点,在空负荷及满负荷附近,测点密一些,因系统静态特性线两端较陡,故测点多一些,从而使图形绘制较正确。(3)带负荷试验应选定电网频率比较稳定的时间进行,一般在夜里10点以后进行。(4)将机组负荷带到额定负荷值,稳定数分钟后开始记录。(5)第一点测点记录结束后,将负荷降至预定值再次测量,反复上述步骤直至空负荷为止。(6)做完降负荷试验后,即可进行升负荷试验。如果试验中蒸汽参数、真空值比较稳定,可以不再做升负荷试验。

2.3 注意事项

(1)在全部试验过程中,要尽量维持新蒸汽参数稳定在设计值范围内。(2)试验前,应将真空提高到最高;在试验过程中,真空系统不进行任何操作,任其随负荷变化。(3)所有回热系统均投入,在试验过程中,不对回热系统进行操作。

3、结语

试验数据汇总后,以各个部套最低位置为起点(零点)进行换算。根据空负荷试验的数据,在第二象限绘制转速感应机构静态特性曲线,即脉冲油压与转速关系线;在第三象限绘制放大机构静态特性曲线,即脉冲油压与油动机位移的关系线。根据带负荷试验的数据,在第四象限绘制配汽机构的静态特性曲线,即油动机行程与负荷的关系线。然后按上述三个象限的图形在第一象限绘出调节系统的静态特性线,并从特性线中求出调节系统速度变动率和迟缓率。