摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，火电厂建设越来越多。本文针对某电厂1号机组在运行过程中发生的负荷波动和突降状况，进行了详细的原因分析，对机组的数字电液控制（DEH）系统阀门流量管理回路，机组协调控制回路，一次调频控制回路，DEH系统卡件等进行试验检测。试验结果表明，本次１号机组负荷波动的原因是高压调门GV2的差动变压式位移传感器（LVDT）高选卡故障引起，更换LVDT高选卡后，机组未再发生负荷波动状况。
关键词：负荷波动；阀门流量特性；差动变压式位移传感器
引言
目前快速工业增长，相应的工业用电负荷增长迅速，不同特性的负荷种类接入也产生了负荷运行的不确定性，在新能源发电被普及之前，火力发电为主要发电方式仍是我国现状，随着煤的资源被耗尽及开发成本的提高，也使发电成本提高。为了降低成本，还可以从负荷的合理分配入手，在确保安全运行的前提下，通过合理的调配每一台机组所承担的负荷，调整各台发电机出力，使总运行成本最低。电能的合理调度也有助于系统调频，维持电力系统频率的稳定性。
1机组协调控制的作用
机组协调控制在电厂中也发挥着较为重要的作用，具体包括：（1）提高机组运行效率，通过在电厂机组中应用协调控制系统可实现机组内部各运行参数的平衡发展，也能帮助机组达到节能的目的，它可对机组内所需燃料的利用率达到提升的效果，从而让机组性能得到充分的展现，这样也能促进电厂取得可观的经济效益；（2）保证机组运行的绝对安全，机组协调控制系统可将锅炉与汽轮机当成一个统一管理的整体，以此实现两者自动化操作，避免人工操作带来较大的安全隐患，从而提升电厂生产的精准度，并且可以保证运行参数不会发生较大变化，从而提高机组运行稳定性。另外，当锅炉或汽轮机出现掉线现象时，机组协调控制系统可转化为自动调节模式，以此削弱事故造成的影响力，并为维修人员提供准确的故障排除信息。同时，机组协调控制系统也具有监控作用，可对机组内部各部件的运行起到一定的防护作用，进而通过这种方式提高电厂整体运行质量，促使电厂朝着现代化、信息化方向不断前行。
2火电厂机组负荷波动原因
2.1机组低负荷能耗水平偏高
大容量高参数火电机组，设计最佳经济运行工况一般在85～95%负荷区间，低负荷运行效率低、能耗高，随着机组负荷率的下降，机组煤耗升高较为明显。
2.2机组日间负荷率变化情况
考虑到实际工作的可行性，为了使火力发电厂的负荷尽可能稳定，应尽量减少热力机组功率的波动，使发电厂组的日负荷保持相对稳定。根据前面的生产计划与调度模型，完成“三公”调度下的机组组合。但是发电厂的日常容量不是唯一的，并且发电厂的日负荷可能存在显着的变化。因此，有必要进一步制定发电计划优化设置。考虑到发电厂日均负荷均衡的发电计划，该计划包括一个最小目标指标，用于改变发电厂的日负荷，并优化每个发电厂负荷的日常变化，而不影响电厂的完成率。然而，由于发电厂负荷的日常标准和包括多个火力发电厂的最小优化目标的变化，一个火力发电厂不一定能从一个月的生产计划中看到每日负荷变化结果。但对于发电厂的总体规划，其负荷速度的日常波动仍然显着减少。
2.3汽轮机低压缸排气温度高、汽轮机振动恶化
汽机长期低负荷运行，低压缸进汽流量减少，鼓风摩擦损失热量不能完全带走，低压缸排汽温度升高，造成汽轮机低压转子中心发生变化，引发汽轮机振动恶化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆低负荷汽轮机低压缸进汽量减少，真空高，在末几级叶片上会形成涡流，加剧叶片水蚀程度，还可能引发叶片危险颤振，严重时会导致叶片断裂
3事件分析
某电厂１号机组采用的是ＮＺＫ660－24.2／566／566，超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，具有七级非调整回热抽汽。分散控制系统（DCS）和汽轮机数字电液控制（DEH）系统均采用Ｆｏｘｂｏｒｏ控制系统。负荷发生波动后，调取DEH系统抗燃油（ＥＨ油）油压曲线，发现油压未发生波动现象，说明ＥＨ油系统运行正常，排除因ＥＨ油压波动导致的阀门摆动。调阅历史及询问运行人员发现，当时运行人员进行减负荷操作，减负荷过程中，实际负荷严重超调，机组处于协调方式运行，汽机主控回路快速将负荷拉回，此过程说协调调节过程正确，逻辑无异常。调取主蒸汽压力、真空、调门指令及反馈、主蒸汽流量和给水流量等参数发现，真空及给水流量未发生明显变化，负荷突降同时主蒸汽压力升高，主蒸汽流量下降。对就地差动变压式位移传感器（LVDT）进行检查，ＧＶ１和GV2每个调门有两支LVDT，一支进入伺服卡（ＦＢＭＳＶＨ），一支进入高选卡（ＦＢＭＳＳＷ），高选卡输出进入DEH参与调节，对GV2的高选卡进行模拟试验，发现其输出电压由３．５Ｖ至８．４Ｖ来回跳变，卡件频繁发出故障报警，从而判定高选卡已线性不良，所输出电压不能代表阀门的真实位置。DEH系统调门是采用伺服卡与高选卡进行控制，每个油动机安装两支LVDT就地测量装置，测量信号分别进入高选卡与伺服卡，两组LVDT信号分别在两个卡件中进行解调，再经过高选卡进行信号高值选择后通过伺服卡控制伺服阀动作。两路解调后的LVDT信号如果偏差大于设定值则发出LVDT故障报警。
4机组日间负荷率变化情况
考虑到实际工作的可行性，为了使火力发电厂的负荷尽可能稳定，应尽量减少热力机组功率的波动，使发电厂组的日负荷保持相对稳定。根据前面的生产计划与调度模型，完成“三公”调度下的机组组合。但是发电厂的日常容量不是唯一的，并且发电厂的日负荷可能存在显着的变化。因此，有必要进一步制定发电计划优化设置。考虑到发电厂日均负荷均衡的发电计划，该计划包括一个最小目标指标，用于改变发电厂的日负荷，并优化每个发电厂负荷的日常变化，而不影响电厂的完成率。然而，由于发电厂负荷的日常标准和包括多个火力发电厂的最小优化目标的变化，一个火力发电厂不一定能从一个月的生产计划中看到每日负荷变化结果。但对于发电厂的总体规划，其负荷速度的日常波动仍然显着减少。选择负荷速度明显每日变化的发电厂来分析电厂优化的结果。结果表明基于电厂日负荷率的火电机组发电计划优化，使机组出力稳定性有所提高、负荷率相对均衡。
结语
综上所述，在机组停运检修时，热工人员应加强对系统的维护，保证DEH系统的安全性和稳定性，防止再次出现卡件故障的情况，运行人员也要加强培训，密切关注DEH系统相关报警画面，发现异常及时联系热工人员进行检查处理。
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论文作者:谈益珲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
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