200MW汽轮发电机组甩负荷问题处理
【文摘】在火力发电生产中甩负荷事故是常见的事故之一,几乎在每个火力电厂甚至各台机组都发生过。有的是甩负荷到零，有的是甩一部分负荷；既有电气方面的原因，也有汽轮机方面的原因。甩负荷情况不同，所甩负荷的数量也不同，这样就使得处理方法也不尽相同。那么发生甩负荷事故又如何处理呢？怎样减轻事故危害、怎样减小经济损失呢？本文就200MW汽轮发电机组甩负荷问题作为讨论的重点。
【关键词】 汽轮机 甩负荷 调速
我厂#1、#2机组为北京重型电机厂制造的N(C)200/160－12.75/535/535型汽轮机组。其型式为：超高压、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、供热、抽汽凝汽式汽轮机。汽轮机共有八段非调整抽汽，一～三段抽汽分别供三台高加，四段供除氧器，五～八段抽汽分别供四台低加。此外，二、四、五段还分别向二、四、五段厂用蒸汽母管供汽，在中压缸排汽口处引出两路φ1020×7的管路供采暖用汽。在一～七段抽汽管道上和五段抽汽至母管上均设有快速液压止回阀和电动隔离门。
通常我们将甩负荷事故得原因分别归到电气、汽机、锅炉三个专业，再根据各专业甩负荷得不同特点及造成得危害进行分门别类，分别处理。
一、电气方面的甩负荷
学海网(www.xuehai.net) 在发电机突然甩掉负荷与电网解列后，如果负荷指示在零位，蒸汽流量下降，锅炉安全门动作，转速上升又下降并稳定在一定转速；则一般是电气部分发生故障；并且说明调速系统可以控制转速，危急保安器没有动作。这时处理事故的立足是，首先判明机组有无损坏，如设备正常，应尽快使机组达到并网条件。为此应将同步器摇到空负荷位置，并调整转速至额定转速。与此同时检查抽汽逆止门与高压排汽缸逆止门关闭情况。
二．汽轮机方面的甩负荷
机组甩负荷后，如果转速不变，说明发电机未解列，一般是汽轮机方面的原因造成的，有可能是以下几种情况。
1.窜轴保护正确动作
由于汽轮机的推力增大，轴向位移达到保护整定的数值而动作，即属于保护正确动作。其现象是自动主汽门，调速汽门关闭；窜轴表超过规程规定数值，且胀差表与其变化趋势一致；推力瓦块或回油温度升高；“轴向位移大”信号灯亮；机组转速正常。处理的要点是，立即启动润滑油泵，对于未装“窜轴保护动作联跳发电机”的机组，应通知电气人员解列发电机，将同步器或启动滑阀退到零位。完成停机的其他操作。
如果因主蒸汽温度下降，或在滑参数停机过程中发生了窜轴保护动作事故，一般系正确动作，千万不要恢复。
2.窜轴保护误动作
由于窜轴保护装置误动或人为误动，均可能造成误停机。其事故现象是主汽门，调速汽门关闭，负荷到零，转速不变窜，窜轴表指示及推力瓦块温度正常。“轴向位移大”信号灯亮。处理要点是尽快使机组恢复正常。为此应首先解除该保护开关，然后将同步器或启动阀摇到零位，重新挂闸，开启主汽门，调速汽门加负荷。尽快达到原来负荷，所以要求锅炉密切配合。满足加负荷所需要的汽压。当窜轴保护动作时，解脱滑阀电磁解脱阀被励磁而吸住并且是自保持的，所以挂闸前，必须断开保护开关，这样才能使解脱滑阀复位，进行危急保安器挂闸。
对于装有“窜轴保护动作联跳发电机的机组，窜轴保护动作时，发电机跳闸，转速下降，机组各部无异常。在处理时要注意使机组转速恢复3000r/min，通知电气将发电机并网，其他要点与上相同。
例如，某台200MW机组，启动中负荷加到20MW时，高中压主汽门突然关闭，负荷甩到零，“轴向位移大”信号灯亮，当时窜轴表指示0.81mm，判断是窜轴保护误动作。于是立即摇同步器挂闸，但开主汽门无效，随即将窜轴保护开关断开，再次挂闸成功，顺利地开启了主汽门和调速汽门，并逐渐加负荷到正常。事故后检查，这次窜轴保护误动，是整定值自发降低造成的。
3.汽门误关甩负荷
学海网(www.xuehai.net) 由于汽轮机方面的原因甩掉部分负荷，一般有以下几种情况。
1）中压主汽门误关。这种情况的主要原因是调速器滑阀组连杆发生弯曲，使同步器行程过大所致。
2）高压缸调速汽门脱落。运行中，当某个调速汽门因门杆折断等原因而脱落时，往往甩掉部分负荷，其数值在30~50MW不等。其现象是，两侧主蒸汽流量原有偏差发生变化，某个调速汽门后压力下降到与调节级压力相同。这时，如果同步器行程有富余，应立即操作同步器，开大其余调速汽门，将负荷加上去，注意胀差、窜轴的变化。
3）活动主汽门时造成误关。如果主汽门自动关闭器活动装置不良，进行主汽门活动试验时，往往造成一侧主汽门全关，甩去部分负荷。其处理方法是，退回该侧试验手轮到原来位置，立即摇同步器，使调速汽门全关，这时自动主汽门前后压差消失，使自行开启，然后开大调速汽门，恢复到原来负荷，此项操作要迅速 ，防止汽轮机长时间单侧进汽，并事先通知锅炉人员进行调整，不使主蒸汽压力有过大的波动。
4.调速系统卡涩甩负荷
这种情况，一般发生在减负荷操作中。当负荷减少时，如果调速系统是灵活的，只要操作同步器，负荷便相应变化。而调速系统卡涩，操作同步器时，负荷不容易改变，往往要操作二、三次后才能减到相应的负荷，但过一段时间，负荷又突然甩掉一部分。处理的方法比较简单，只要将同步器向增负荷方向操作即可。在调速系统卡涩问题未解决时，为防止甩负荷，可采用如下措施：
加强滤油，油净化装置应正常投入；
减负荷操作由汽机人员在就地进行；
每次减负荷到要求的数值时，再将同步器向增负荷方向倒回接近该负荷下应有的同步器位置附近；
请求调度将负荷大幅度增减若干次，以活动调节部套；
必要时可将调速汽门全开，改为变压运行方式，应定期活动调速汽门。
三、锅炉方面的甩负荷
在机组正常运行过程中，锅炉的工况变化最复杂，调整任务也最繁重，因此发生误操作的可能也就相应增加，严重的误操作就有可能导致锅炉灭火使得保护动作而甩负荷。同样，有人为的原因也就有设备的原因，有时设备信号误发、保护误动，都会造成甩负荷事故。且锅炉甩负荷通常都是甩去全部负荷，危害较大，故需严密关注，对于这种甩负荷事故通常都是采取预防为主的措施，一般都是以提高设备可靠性、提高运行人员素质及工作责任心为主要方法。
在发电机突然甩掉负荷与电网解列后，如果负荷指示在零位，蒸汽流量下降，锅炉安全门动作，转速上升又下降并稳定在一定转速；则一般是电气部分发生故障；并且说明调速系统可以控制转速，危急保安器没有动作。这时处理事故的立足是，首先判明机组有无损坏，如设备正常，应尽快使机组达到并网条件。为此应将同步器摇到空负荷位置，并调整转速至额定转速。与此同时检查抽汽逆止门与高压排汽缸逆止门关闭情况。
机组甩负荷后，旁路系统应自动投入。这时需检查旁路后汽温是否符合要求，必要时辅以手动调整，并投入排汽缸喷水，以冷却和减少排汽缸的热变形。手动操作时，应缓慢进行。过分使用喷水，会引起末级叶片不必要的侵蚀。旁路系统未自动投入时，应手动投入，并根据锅炉需要进行调整，以保持锅炉不熄火并稳定运行。
甩负荷后，由于工况急剧变化，对热力系统和辅机运行方式要进行相应的调整。因甩负荷后凝结水量减少了，要及时关小5低加出口门，开启凝结水再循环门；调整凝汽水位为防止给水泵汽化，应开启给水泵再循环门，停止多余的给水泵。对于调整给水泵，要根据锅炉要求调整其转速；甩负荷后，除氧器因失去汽源而压力下降，要切换为备用汽源进行供汽，并调整轴封压力到正常值必要时轴封汽源改为厂用汽源供给；因热力系统只有微量抽汽，低加疏水泵已不能正常工作，应将其停止，并将高加疏水导入低加或疏水扩容器。检查胀差，窜轴，推力瓦块温度，蒸汽参数，密封油压，机组振动等。如各部正常，通知电气人员并列发电机。
当发电机突然甩负荷与电网解列后，如果调速系统不能控制转速，将引起危急保安器动作。这时一般的象征是，锅炉安全门动作，负荷指示表到零，转速升高后又下降，调速汽门关闭，主汽门关闭，蒸汽流量指示为零。其处理事故的立足是，先确认调速汽门关闭，主汽门和各段抽汽逆止门与高压排汽缸逆止门已完全关闭，转速不再上升，并确认机组没有损坏然后将危急保安器挂闸，维持机组空负荷运行，等待发电机并网，主要操作是将同步器或启动阀退到零位。确认挂闸良好后，再缓慢开启自动主汽门和调速汽门，保持汽轮机转速为3000r/min。如果因转速下降使调速油压降低时，应立即启动调速油泵，然后进行挂闸操作。辅机和系统操作如前所述。
以上是甩负荷到零时的情况。有时电气方面原因也会甩掉部分负荷，因为主变压器分别接到两各高压系统（例如220kV与6.3kV相连），当220 kV故障时，220开关跳闸，应6.3kV开关仍在合闸状态，这时只向6.3 kV系统供一小部分电力。处理事故的立足是，将同步器摇到相应负荷的行程，以保持周波为主要目的。辅助设备做些相应的调整即可。有的机组装有发电机油开关与解脱滑阀电磁解脱器联锁装置，即发电机油开关跳闸，联动自动主汽门关闭，这样的机组甩负荷后，即使危急保安器未动作，自动主汽门也关闭，其操作的要点是，立即启动调速油泵，断开联锁开关，重新挂闸 ，保持机组3000r/min，等待并网，如果联锁开关不断开，解脱滑阀电磁解脱器在吸合状态，是不能挂闸的。
参考文献
（1）《汽机运行规程》 新疆华电红雁池发电有限责任公司编
（2）《汽轮机设备原理》 郑州电力学校教材
（3）《汽轮机设备与运行》 华北电力大学
新疆华电红雁池发电有限责任公司运行三值 于春霞
