1  设备简况

汽轮机为哈尔滨汽轮机厂优化改造后的机组，高压缸为1＋12级，中压缸为9级，低压缸为7×2级，末级叶片为900 mm。发电机是哈尔滨电机厂生产的，其型号为QFSN-300-2型，冷却方式为水－氢－氢；主励磁机型号为JL-1434-4，副励磁机为TFY-80-400型。

热力系统共有8段非调整抽汽；旁路系统采用德国RB公司生产的液压控制旁路设备，容量为锅炉蒸发器的30％，二级串联；配有3台半容量给水泵（2台汽泵、1台电泵），由于汽泵的备用汽源容量不足且不能进行自动切换，甩负荷后汽泵不能继续运行；机组控制系统采用西屋公司生产的WDPF分散控制系统。 

汽机调节系统采用新华控制工程有限公司生产的DEH-Ⅲ型数字电液调节系统，其主要调节性能指标为：转速控制精度±1.5 r/min；负荷控制精度±1.5 MW ；甩负荷后的超调量小于7％。超速保护系统具有103％和110％两档保护。

2  试验方法

    根据汽轮发电机组转子平衡方程：

                M=J(dω/dt)=P/ω₀

                dω=P/（ω0·J）dt                 （1）

    由于转速为3 000 r/min，且ω＝2πn/60，式（1）又可写为:

                Δn=∫^t_t0（30.396×10^－3/J）Pdt        （2）

式中  J——转子转动惯量，kg·m²

      P——在t₀～t时间内的有功功率平均值，W

      t₀——OPC(超速保护装置)开始动作时的时间，s

      t——有功功率为0时的时间，s

    试验时测取发电机有功功率的过渡过程曲线，按式（2）进行数值积分，可得到汽轮发电机转速的过渡过程曲线。

    试验时人为输出OPC 动作信号使OPC 动作并使其保持，高、中压调节汽门关闭，功率为零后延迟4 s打闸停机。负荷甩掉后锅炉立即切除全部给粉机，但保留4只油枪维持燃烧，以利于机组快速并网。

    试验时机组热力系统按正常方式运行，回热系统全部投入，不带厂用电和厂用汽；为保证甩负荷后锅炉及时上水，电动给水泵空转备用。试验时先甩半负荷，待一切正常后再甩全负荷。

3  机组试验条件

3.1  调节汽门严密性

    机组在3 000 r/min运行，关闭调节汽门而主汽门全开，在主蒸汽压力为9.0 MPa、再热汽压1.82 MPa，凝汽器真空为93 kPa的条件下，＃2机18 min转速自3 000 r/min降至580 r/min，说明＃2机调节汽门严密性尚可。

    ＃1机在主汽压力8.6 MPa、凝汽器真空91 kPa、再热汽压较低时转速可降至500 r/min以下。

3.2  自动主汽门严密性

    机组在3 000 r/min运行，关闭主汽门而调节汽门全开，在主蒸汽压力为8.8 MPa、再热汽压力为1.0 MPa、凝汽器真空为 91～93 kPa的条件下，2台机的转速分别降至488 r/min和500 r/min。

3.3  超速试验

经试验，2台机组103％、110％超速保护功能正常，当转速升高到 3 090 r/min时，高、中压调节汽门关闭，高、中压自动主汽门保持开度；当转速升高到3 300 r/min时，高、中压调节汽门及高、中压自动主汽门迅速关闭。

    机械超速试验，动作转速符合要求。

3.4  自动主汽门及调节汽门关闭时间的测取

    将油动机行程反馈电压信号接入光线示波器，在机组静止状态下阀门全开时打闸，测出各个阀门的延迟及关闭时间。＃1机实测结果为：高压调节汽门延迟时间小于0.03 s、关闭时间小于0.22 s；中压调节汽门延迟时间小于0.05 s、关闭时间为0.15 s；高压主汽门延迟时间为0.05 s、关闭时间为0.22 s。＃2机实测结果为：高压调节汽门延迟时间小于0.04 s、关闭时间小于0.18 s；中压调节汽门延迟时间为0.07 s、关闭时间为0.13 s；高压主汽门延迟时间为0.08 s、关闭时间为0.30 s。

3.5  其它试验

    此外还对高、低压加热器保护，ETS通道，锅炉安全门及泄放阀，热工及电气保护等进行了多次试验，确认符合甩负荷试验的要求。在甩负荷试验前，又带小负荷打闸1次，为顺利进行甩负荷试验做了充分的准备。

4  试验测试

    本次试验参数的测量采用录波和CRT查询手工记录的方法。录波的参数主要有功率、阀门行程、OPC动作信号等；手工记录的参数有转速、主汽压力、主汽温度、再热汽温、再热汽压等。由于WDPF系统有参数变化记录，故参数变化过程完整、准确。

    有功功率的测量，采用贵阳永胜电表厂生产的三相功率变送器录波测量，变送器输出为0～5 V直流电压信号，综合精度为0.25级。

    阀门行程的测量：利用阀门上的位移变送器，从DEH柜中引出输出信号进行测量。

    利用OPC电磁阀的动作电压（110 V直流）作为OPC的动作信号，输入示波器进行测量。

录波器为SC-16型24线光线示波器。

5  试验结果

5.1  试验结果的整理计算

    计算时将录波曲线放大后分为10等份进行数值积分，求得汽轮机转速的过渡过程曲线。在计算时，汽轮发电机的转动惯量直接影响飞升转速，而时间常数又直接决定着转动惯量的大小。对于哈尔滨电站设备成套公司生产的汽轮发电机，时间常数设计值为10.116，而几台同型机组用常规法甩负荷得出的时间常数在9.727～10.135之间，与设计值基本一致，故计算时转动惯量按设计值选取。

5.2  试验结果

a.  #1机甩满负荷后（负荷为300.5 MW），功率延迟0.2 s开始变化，1.7 s后负荷到0，最大超调量为167 r/min。

b.  #2机甩半负荷后（负荷为140.8 MW），经过0.15 s功率开始变化，1.5 s后负荷到0,最大超调量为79 r/min。

c.  #2机甩满负荷后（负荷为299.3 MW），经过0.18 s功率开始变化，1.37 s后负荷到0，最大超调量为163 r/min。

6  结论与建议

    a.  机组在甩满负荷后，最大超调量为额定转速的5.6％，低于制造厂7％的要求，本机的调节系统能满足机组甩负荷的需要。事实上，机组在正常运行过程中曾发生事故甩负荷的现象，其最高转速与本次试验结果完全吻合，说明用测功法进行甩负荷试验的结果是准确可靠的。

b.  甩负荷后各系统动作可靠，各监测参数合格，机组能满足甩满负荷的要求。

c.  经2台机试验表明，利用测功法进行机组甩负荷试验，具有安全性强、风险性小、易于实现且具有较高准确度的特点，很受电厂的欢迎；但该方法有一定的局限性，只能得到机组在甩负荷后的最高转速，不易分析机组动态过程的稳定性。建议测功法甩负荷作为常规拉闸甩负荷的一种补充试验方法。