白山電廠二期機(jī)組導(dǎo)葉分段關(guān)閉裝置的應(yīng)用_第1頁
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1、1862007年11月水電廠自動化第4期總第l14期白山電廠二期機(jī)組導(dǎo)葉分段關(guān)閉裝置的應(yīng)用孔繁臣欒春林趙波(白山發(fā)電廠吉林省樺甸市132400)【摘要】主要講述分段關(guān)閉裝置的調(diào)整及導(dǎo)葉關(guān)閉時間的整定對機(jī)組安全運(yùn)行的影響,如何調(diào)整分段關(guān)閉裝置來整定導(dǎo)葉關(guān)閉時間,使得機(jī)組在甩負(fù)荷過程中,其水壓上升率和轉(zhuǎn)速上升率能否滿足調(diào)節(jié)保證計算。【關(guān)鍵詞】分段關(guān)閉裝置導(dǎo)葉關(guān)閉時間水壓上升率轉(zhuǎn)速上升率【數(shù)據(jù)庫分類號】SZ041概述在電網(wǎng)出現(xiàn)故障,機(jī)組突然甩

2、負(fù)荷時,調(diào)速器應(yīng)快速關(guān)閉導(dǎo)葉,經(jīng)過一段時間的調(diào)節(jié)過程,機(jī)組恢復(fù)到空載開度。在調(diào)節(jié)過程中,水輪機(jī)的最高轉(zhuǎn)速值很重要,它影響到機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命。為此,要求導(dǎo)葉快速關(guān)閉。在甩負(fù)荷的同時,由于導(dǎo)葉的快速關(guān)閉,過水系統(tǒng)流量會急劇變化,以致產(chǎn)生水擊,即形成最大壓力上升或最大壓力下降,從而影響過水系統(tǒng)的安全。目前,采用導(dǎo)葉分段關(guān)閉裝置來協(xié)調(diào)水擊壓力和機(jī)組轉(zhuǎn)速的躍升。甩負(fù)荷時,盡管導(dǎo)葉全關(guān)閉時間相同,但采用不同的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律時,產(chǎn)生的水壓和轉(zhuǎn)速

3、上升率將不相同。理論分析表明,在一定的導(dǎo)葉關(guān)閉時間內(nèi),存在著一種使水壓上升率最小的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律,這種關(guān)閉規(guī)律稱為最優(yōu)關(guān)閉規(guī)律,一般表現(xiàn)為一條不規(guī)則的曲線。雖然采用微機(jī)技術(shù)有可能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)關(guān)閉,但是,從保證可靠性出發(fā),目前還是采用機(jī)械液壓分段關(guān)閉裝置來逼近最優(yōu)關(guān)閉曲線。通常采用兩段折線關(guān)閉裝置,一般第一段關(guān)閉速度較大,第二段關(guān)閉速度較小。由于第一段關(guān)閉速度比直線關(guān)閉時的關(guān)閉速度大,對于降低轉(zhuǎn)速上升值有明顯的作用。同時,采用兩段關(guān)閉還可以減輕

4、或防止軸流式水輪機(jī)組的拾機(jī)現(xiàn)象。眾所周知,拐點(diǎn)的位置對水壓和轉(zhuǎn)速上升值有很大影響,根據(jù)電站對水壓和轉(zhuǎn)速上升值的要求,擇優(yōu)選擇拐點(diǎn)位置,兩段關(guān)閉規(guī)律由分段關(guān)閉裝置來實(shí)現(xiàn)。由于白山站二期引水鋼管比較長,兩臺機(jī)組均采用分段關(guān)閉裝置進(jìn)行導(dǎo)葉關(guān)閉,為了滿足調(diào)節(jié)保證計算的要求,必須準(zhǔn)確確定出導(dǎo)葉的關(guān)閉時間,而分段關(guān)閉裝置直接決定著導(dǎo)葉關(guān)閉時間的長短,因此分段關(guān)閉裝置的調(diào)整就尤為重要。11分段關(guān)閉裝置組成及用途分段關(guān)閉裝置由DG型凸輪機(jī)構(gòu)、PF型配壓

5、閥、JF型節(jié)流閥和L41H型節(jié)流閥組成。它裝于調(diào)速器和接力器之間的液壓管路上,位于水輪機(jī)層。在機(jī)組甩負(fù)荷,由調(diào)速器關(guān)機(jī)時,依靠裝置中各元件的整定和配合,使接力器的一段關(guān)閉規(guī)律改為二段關(guān)閉規(guī)律,即接力器活塞移動的速度,前一段按調(diào)速器原整定的速度移動,后一段按節(jié)流閥截流開口整定的速度移動,以達(dá)到改善機(jī)組的壓力上升和速率上升,減小機(jī)組拾機(jī)的目的。12基本數(shù)據(jù)工作油壓:40MPa配壓閥活塞行程:30mm收稿日期:2006—08—28;改回日期:

6、2007—09—29。維普資訊1882007年11月水電廠自動化第4期第ll塑在靜水模擬調(diào)整的基礎(chǔ)上,機(jī)組充水后,進(jìn)行實(shí)際甩負(fù)荷試驗(yàn),甩負(fù)荷的順序分別為:甩25%、50%、75、1009/5全負(fù)荷。在試驗(yàn)過程中,參照調(diào)節(jié)保證計算的要求,機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的上抬情況和頂蓋下真空值的變化來適當(dāng)調(diào)整投入節(jié)流的時間和兩個節(jié)流閥的節(jié)流開口。白山二期機(jī)組分段關(guān)閉裝置安裝運(yùn)行后,根據(jù)要求,在靜態(tài)模擬試驗(yàn)過程中,整定凸輪位置使得節(jié)流閥在30開度時開始節(jié)流,第

7、一段關(guān)機(jī)時間(節(jié)流前時間)為31S,第二段關(guān)機(jī)時間(節(jié)流時間)為122S,總關(guān)閉時間為153S。然而在機(jī)組充水后進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)時,整定的關(guān)閉時間不能滿足調(diào)節(jié)保證計算的要求,水壓上升率和轉(zhuǎn)速上升率均超標(biāo),嚴(yán)重威脅著機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。3問題分析甩負(fù)荷工況是較少發(fā)生的,但在實(shí)際運(yùn)行中又是難以避免的。以調(diào)整過程而言,甩負(fù)荷不同于一般的負(fù)荷調(diào)整。在負(fù)荷調(diào)整的整個過渡過程中,機(jī)組均處于自動調(diào)節(jié)狀態(tài),而甩負(fù)荷時調(diào)速器的有關(guān)元件均達(dá)到最大極限位置,這

8、時候的調(diào)速器相當(dāng)于保護(hù)裝置,其作用是使機(jī)組立即關(guān)閉,避免發(fā)生更大的事故。到轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速附近時才進(jìn)入自動調(diào)節(jié)狀態(tài)。由于這種工況使機(jī)組和引水系統(tǒng)均處于最惡劣的運(yùn)行狀態(tài),對機(jī)組和引水系統(tǒng)的影響最大,直接關(guān)系到電廠的安全,因此甩負(fù)荷試驗(yàn)是所有過渡過程試驗(yàn)中最重要的試驗(yàn),新投產(chǎn)的機(jī)組或大修后的機(jī)組都必須進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn),以檢驗(yàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性,檢驗(yàn)調(diào)節(jié)參數(shù)的整定是否滿足調(diào)節(jié)保證計算的要求。甩全負(fù)荷時,水壓上升率、轉(zhuǎn)速上升率l3均不得超過調(diào)

9、節(jié)保證設(shè)計值,一般分別為g=30%~50和~=5o%6o%。白山二期機(jī)組在做甩負(fù)荷試驗(yàn)時,水壓上升率和轉(zhuǎn)速上升率不能滿足調(diào)節(jié)保證計算的要求,這是十分嚴(yán)重的問題,可能造成引水壓力鋼管破裂的嚴(yán)重后果。經(jīng)過仔細(xì)查找資料,認(rèn)真分析研究,認(rèn)為問題應(yīng)該出在拐點(diǎn)的位置上,也就是說,現(xiàn)在的開始節(jié)流位置不正確,即不應(yīng)該在309/6開度時開始節(jié)流。在30開度開始節(jié)流就意味著第一段(快關(guān)閉段)在31S內(nèi)要關(guān)掉導(dǎo)葉開度的70,致使水壓上升很大,超出標(biāo)準(zhǔn),而第二

10、段(慢關(guān)段)在122S內(nèi)則才關(guān)掉導(dǎo)葉開度的30,這樣致使轉(zhuǎn)速上升率過大。因此,決定對凸輪位置進(jìn)行調(diào)整,從而改變拐點(diǎn)位置。經(jīng)過調(diào)整凸輪位置使得節(jié)流閥在65%導(dǎo)葉開度的時候開始節(jié)流,通過調(diào)整調(diào)速器關(guān)機(jī)時間螺母將第一段關(guān)閉時間(節(jié)流前時間)調(diào)整為29S,通過調(diào)整節(jié)流閥將第二段關(guān)閉時間(節(jié)流時間)調(diào)整為121S,總關(guān)閉時間為15s。關(guān)閉時間確定后,白山二期5號機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)時水壓、轉(zhuǎn)速記錄表見表1。表1白山二期5號機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)時水壓、轉(zhuǎn)速記錄

11、表機(jī)組所甩負(fù)荷蝸殼水壓(穩(wěn)定)蝸殼水壓(最大)最大轉(zhuǎn)速l5O~nv094Ma118MIPa120%n250~nv092Ma135MPa142n水壓上升率一(P一P1)/P1lOO9/6式中,f為甩負(fù)荷過渡過程中蝸殼進(jìn)口壓力的最大瞬時值;P為甩負(fù)荷后蝸殼進(jìn)口壓力的穩(wěn)定值。轉(zhuǎn)速上升率一(一‰)/n100武中,為甩負(fù)荷過渡過程中機(jī)組出現(xiàn)的最大瞬時轉(zhuǎn)速;。為甩負(fù)荷前的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定值;為機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速。根據(jù)表1所測數(shù)值,通過公式計算所得水壓上升率和轉(zhuǎn)

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