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1、1江苏省电力行业职业技能鉴定中心高级技师论文利港电厂三四期635MW机组满负荷时高加跳闸事故处理的探讨工作单位：江苏利港电力有限公司姓 名：周建春2010 年 01 月 15 日2利港电厂三四期 635MW 机组满负荷时高加跳闸事故处理的探讨周建春（江苏利港电力股份有限公司）摘要：本文针对利港电厂三四期机组满负荷时高加全切给锅炉、汽机和发电机等系统带来的影响进行定性分析，探讨大负荷时高加跳闸的处理预案及预防措施。关键词：635MW，高加全切，负荷增量，处理预案一. 引言现在我国燃煤机组都朝着高参数、大容量和高度自动化方向发展。这种趋势给我们带来高效率和高经济性的同时也带来了高风险，稍有不慎，极
2、可能造成恶劣的社会影响。由于高加抽汽量大，一旦高加跳闸，高压抽汽被切断，将造成大量的额外的蒸汽量进入汽轮机，瞬间增加了锅炉、汽轮机和发电机的负担。在满负荷的工况下，由于各系统的运行都接近了能力工况，高加跳闸的影响更甚，尤其应引起我们的重视。但大负荷高加跳闸的情况毕竟时少数，我们可以获得的运行经验较少。我们只能从其它工况下高加跳闸的情形进行推断。当然越接近满负荷工况的情形，我们的推断就越接近实际情况。下面我们就我厂最近两次高加跳闸的参数进行对比分析，探讨大负荷时高加跳闸的处理预案及预防措施。二. 系统介绍江阴利港发电股份有限公司 4600MW 超临界机组的锅炉采用上海锅炉厂生产的超临界、变压运行
3、、单炉膛、一次再热、平衡通风、四角切圆燃烧、全钢构架、全悬吊结构 型直流炉。汽轮机采用的是上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术生产的超临界一次中间再热式、三缸四排汽（高中压合缸） 、单轴、凝汽反动式汽轮机。其热力系统包括一次再热与三级高压加热器，一级除氧器和四级低压加热器组成八级回热系统，各级加热器疏水逐级自流。汽机低压缸排汽排入凝汽器。凝汽器采用双背压设计、开式循环水冷却。凝结水通过凝结水泵经低压加热器至除氧器，给水泵为每台机组配置 2 台 50容量的汽动给水泵和一台 35%容量的启动及备用电动给水泵，给水经高压加热器进入锅炉。发电机为上海电机厂有限责任公司制造的 QFSN-600-2 型三相交
4、流隐极式同步汽轮发电机。高加跳闸时，三台高加同时切除，给水走大旁路。三. 两个实例下面是 2009 年 9 月 2 日 10 时 29 分和 17 时 15 分6 机两次高加跳闸的相关情况。我们对主汽压力、机组负荷、总煤量、一抽压力、冷再压力、三抽压力、四抽压力、五抽压力、主汽温度、中间点温度、小机转速和高过 A 出口压力以及差胀、轴位移等数据做了比较分析。3从 DCS 历史数据中，我们可以得出如下数据：前一次高加跳闸 后一次高加跳闸项目跳闸前 极值 差值 跳闸前 极值 差值负荷/MW 525 591 66 514 585 71炉侧主汽压力/MPa 24.82 24.97 0.15 24.81
5、 26.71 1.9调节机压力/MPa 15.310 15.977 0.667 14.676 15.433 0.757一级抽汽压力/MPa 5.687 6.608 0.921 5.543 6.472 0.929二级抽汽压力/MPa 3.78 4.398 0.618 3.93 4.52 0.59三级抽汽压力/MPa 1.724 2.144 0.42 1.727 2.157 0.43五级抽汽压力/MPa 0.287 0.370 0.083 0.288 0.376 0.088六级抽汽压力/kPa 51.37 79.538 28.168 51.202 81.766 30.564炉侧主汽温度/ 550.
6、1 534 -16.1 544 498.8 -45.2给水温度/ 271.12 194.8 -76.32 269.8 187.4 -82.4中间点温度/ 426.2 400.9 -25.3 420.3 390.9 -29.4小机转速/rpm 5173 5248 75 5131 5340 209高加跳闸时间 10:29:09 17:15:00切 TF 时间 10:29:16 17:22:44投高加时间 10:35 17:46差胀和轴位移变化不大。另外，附有汽机1/2/3 瓦振动，由图可知大机振动基本无大的变化。汽机上述各参数的限值（能力工况）和这两次跳闸中达到的极大值总结如下（其中超过限值的用红
7、斜体标出）：项目 限值 这两次跳闸极大值调节级压力 19.314MPa 15.977MPa一级抽汽压力 6.746MPa 6.472MPa二级抽汽压力 4.599MPa 4.52MPa三级抽汽压力 2.066MPa 2.157MPa五级抽汽压力 0.4136MPa 0.3766MPa六级抽汽压力 134.76kPa 81.766kPa汽机负荷（VWO） 676MW -4发电机负荷 667 MVA -小机转速 5500rpm 5340rpm锅炉 PCV 动作值 26.7 MPa 26.71MPa锅炉安全门动作值 31.2 MPa 26.71MPa两次跳闸参数之不同为后一次主汽压力窜升较多。通过对
8、比分析，我们发现前一次退 AGC 和切TF 的时间要早于后一次：两次跳闸后都有减煤操作（前后两次分别约为 14t/h 和 20t/h） ，前一次高加跳闸后立即切 TF 并减煤，后一次是在主汽压力上升后再减煤的，减煤较晚。后一次主汽温度跌幅较大，主要是投高加时间较前一次要晚。四. 满负荷时机组的主要参数（以#6 机 2009 年 8 月份数据为例）时间08/1914:3608/1921:0008/2011:0008/2613:50平均值负荷/MW 621 620 619 623 620.75炉侧主汽压力/MPa 24.96 24.95 24.96 24.95 24.95调节机压力/MPa 18.
9、858 18.778 18.481 19.015 18.783一级抽汽压力/MPa 6.878 6.835 6.804 6.937 6.8635二级抽汽压力/MPa 4.51 4.51 4.66 4.51 4.548三级抽汽压力/MPa 2.073 2.068 2.085 2.103 2.082五级抽汽压力/MPa 0.349 0.349 0.359 0.360 0.354六级抽汽压力/kPa 75.9 76.4 76.8 77.5 76.7小机转速/rpm 5493 5450 5435 5478 5464我们将上述数据与汽机能力工况限值相比较，我们可以发现，一、二、三级抽汽压力均已超限，调节
10、级压力也接近限值（我们在实际运行中观察到过调节级压力超能力工况的情况） 。由于满负荷时，四阀基本全开，只要主汽稍微上升，一、二、三级抽汽压力及调节级压力超限几乎不可避免。可见，我们处理高加跳闸的关键点有：1. 减少机组超负荷的幅度；2. 降低主汽压力超限的幅度；3. 避免主汽温度过快下降。五. 关于满负荷时高加跳闸机组负荷增加量的粗略估算1. 理论推算我们从汽轮机热平衡图中可以查出一、二、三级抽汽的流量和焓值，以及排汽焓值如下：5焓值/(kJ/kg) 流量/(kg/h)一级抽汽 3005.9 105518二级抽汽 2924.7 185984三级抽汽 3369.1 74383排汽 2466.6
11、-另外，我们从汽轮机内效率曲线上查得中低压缸的效率在 90左右，我们忽略高加跳闸后，一、二、三级抽汽进入汽轮机做工后对机组其他级做工效率和对后几级抽汽量的影响，我们可以粗略估计出满负荷高加跳闸机组负荷增加量 P，如下：再热器焓值增加量H3593.3-2924.7668.6(kJ/kg)一级抽汽做功影响负荷P1=(3005.9-2466.6)* 105518+668.6* 105518*0.9 /3600kW=31864 kW二级抽汽做功影响负荷P2=(2924.7-2466.6)* 185984+668.6* 185984*0.9 /3600kW=52387kW三级抽汽做功影响负荷P3=(33
12、69.1-2466.6)* 185984*0.9/3600 kW=41962kW满负荷高加跳闸机组负荷增加量P P1+P2+P3=31864 kW +52387 kW +41962 kW=126213kW=126MW可见，满负荷高加跳闸时机组负荷将最大增加 126MW。这个估算虽然忽略了很多影响因素，但它远远超出了我们平常的预计。总的来说，高负荷时高加跳闸，如果我们不将多余的能量泄去，将造成无法估计的后果。2. 验算为了验证上述估计的正确性，我们以 9 月 2 日 10 时 29 分6 机高加跳闸的 SIS 数据进行验算。我们从 SIS 中可以查出一、二、三级抽汽的流量和焓值，以及排汽焓值、再
13、热器进出口焓值如下：焓值/(kJ/kg) 流量/(t/h)一级抽汽 3031.5 95.244二级抽汽 2942.5 64.8注一6三级抽汽 3416.8 63.575排汽 2292.9注二 -高压缸排汽 2942.5 1453中压缸进汽 3598.7 1388.2注一：二级抽汽流量冷再流量-热再流量；注二：取高低压凝汽器排汽汽焓值的均值。按照与前面相同的假设，我们可以粗略估计出 525MW 高加跳闸机组负荷增加量 P，如下：再热器焓值增加量H3598.7-2942.5656.2(kJ/kg)一级抽汽做功影响负荷P1=(3031.5-2292.9)* 95.244+656.2*95.244*0
14、.9/3600 MW=33.2MW二级抽汽做功影响负荷P2=(2942.5-2292.9)* 64.8+656.2* 64.8*0.9/3600 MW=21.2MW三级抽汽做功影响负荷P3=(3416.8-2292.9)* 63.575*0.9/3600 MW=17.9MW525MW 高加跳闸机组负荷增加量PP1+P2+P3=33.2 MW +21.2MW +17.9 MW=72.3MW与实际的 66MW 比较，只相差 6.3MW，可见估算基本是正确的。六. 发电机机过电流的可能性分析发电机额定电流为 19250A。发电机对称过电流保护定值为：1.1 倍发电机额定电流（延时 5S） 。在发电机
15、额定电压的前提下，我们根据 P=1.732UIcos()可以得出功率因素分别为 1.0 至 0.9之间按按照 1.1 倍额定电流计算出机组负荷如下：功率因素 cos() 1.1In 时机组负荷 In 时机组负荷1 734 667 0.99 726 660 0.98 719 653 0.97 711 647 0.96 704 640 0.95 697 633 0.94 689 627 0.93 682 620 0.92 675 613 70.91 667 607 0.9 660 600 由上图可以看出，只有功率因素等于 1 的前提下，630MW 负荷时跳高加最大允许增加 104MW 负荷。功率因
16、素越小，允许增加的负荷越小；也就是说，功率因素越小，高加跳闸时发电机跳闸的风险越大。功率因素越小时，为了避免因高加跳闸导致发电机过负荷跳闸，必须将机组最高出力限制得越低。可见，我们在处理中要尽快降低机组出力，防止发电机发生跳闸。七. 高加跳闸条件DCS 中查的高加跳闸条件为：汽机跳闸或任一高加水位高（开关量与模拟量） 。高加水位高跳闸整定值分别为：670mm（#8 高加） ；690mm（#7 高加） ；680mm（#6 高加） 。高加跳闸动作结果为：#1/2/#3 级抽汽电动门和抽汽逆止门同时关闭；给水走旁路（三台高加同时被旁路）.八. 导致高加水位高的因素高加在正常的运行时，导致高水位的因素有：1. 疏水调门调节不正常或者调门机械卡；2. 加热器之间压差不够；3. 传热管道破裂；4. 超负荷运行。九. 满负荷时高加跳闸的危险点1. 主汽超压；2. 汽轮机参数超限；3. 发电机过负荷跳闸；4. 凝器水位高跳低旁；5.
