DLT7111999 汽轮机调节控制系统试验导则.docx

1、DLT7111999 汽轮机调节控制系统试验导则E54备案号：67912000中华人民共和国电力行业标准DL/T 7111999 汽轮机调节控制系统试验导则Test guide of steam turbine governing system20000224 发布 20000701 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布前 言 本导则是根据原电力工业部下达的1998年电力行业标准计划项目(综科教199828号文)的安排制定的。 该导则规定了汽轮机调节控制系统的性能标准，提出了统一的静态、动态和保安系统的试验方法，以及对试验仪器、仪表的要求。为电站驱动发电机的汽轮机机械型、液压型、电液型调

2、节控制系统的调整试验、验收试验和考核试验的标准和方法提供依据。 导则中的规定与要求，根据我国的国情，综合了国内外有关标准，力求与国际标准接轨。调节控制系统的基本术语、专业术语和技术规范，参照了IEC标准。试验方法以我国有关规程的规定为基础进行编制，增加了试验项目，使导则内容更加规范化、标准化和实用化。 本导则的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。 本导则的附录D、附录E都是提示的附录。 本导则归口单位：电力行业电站汽轮机标准化技术委员会。 本导则起草单位：国家电力公司热工研究院。 本导则主要起草人：房德明。 本导则由电力行业电站汽轮机标准化技术委员会负责解释。目 次前言1 范围2 引用标准3

3、 术语、符号、定义和单位4 技术规范和要求5 试验准备6 保安系统试验7 调节系统静态特性试验8 调节系统动态特性试验9 编写试验报告附录A(标准的附录) 汽轮机调节控制系统方框图附录B(标准的附录) 测功法甩负荷试验结果的修正方法附录C(标准的附录) 调节系统空负荷试验改变转速的方法附录D(提示的附录) 国产典型机组动态参数附录E(提示的附录) 常规法与测功法甩负荷试验方法的特点中华人民共和国电力行业标准汽轮机调节控制系统试验导则 DL/T 7111999Test guide of steam turbine governing system1 范围 本标准规定了汽轮机调节控制系统的性能标准

4、和试验方法。本标准适用于电站中驱动发电机的汽轮机机械型、液压型、电液型调节系统的调整试验、验收试验和考核试验。其他类型汽轮机的调节控制系统也可以参照执行。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T2900.461983 电工名词术语 汽轮机及附属装置 DL50111992 电力建设施工及验收技术规范 汽轮机组篇 JB371990 汽轮机调节系统技术条件 JB12731986 汽轮机控制系统性能试验规程 IEC 1064First edition 1

5、99104 Acceptance tests for steam turbine speed control systems3 术语、符号、定义和单位3.1 在本标准中未列入的术语，均应符合国家标准GB/T2900.461983的规定。3.2 基本名称、符号和单位列于表1。3.3 专业名称、定义列于表2。表1 基本名称、符号和单位序 号基 本 名 称符 号单 位1 功率或负荷power or load PMW、kW2 转速rotational speed nr/min、Hz3 角速度angular speed l/s4 压力pressure pMPa、kPa5 温度temperature 、K

6、6 电压voltage UV7 电流current IA8 油动机位移或行程position or stroke of servomotors Smm、rad9 调节部套位移或行程 position or stroke of pilots Xmm、rad10 阀门位移或行程 position or stroke of valves hmm、rad11 时间常数、部件特征时间 time constant characteristic time or element Ts12 独立变量时间 time as independent variable ts13 转速或负荷的设定值 speed or l

7、oad setting point y%或其他 注：符号标注见附录A表2 专业名称、符号、定义和单位序 号专业名称符 号定 义单 位1 额定功率rated powerP0 制造厂给定的汽轮机输出功率，机组在规定的终端参数，且不超过规定的寿命条件下无限期地运行，调节汽阀不一定全部开启。额定功率也称额定出力或额定负荷(调节控制系统试验时的额定负荷是在设计背压下的考核工况)。MW或kW2 最大容量maximum capabilityPmax 在规定的终端参数下，调节汽阀全部开启，汽轮机能输出的最大功率，也称阀门全开容量和最大负荷。MW或kW3 最大过负荷容量maximum overload capa

8、bilityPH 调节汽阀全开，在过负荷时规定的终端参数(如最终给水加热器旁路或提高新蒸汽压力)下，汽轮机能输出的最大功率MW或kW4 额定转速rated speedN0 规定汽轮机在额定负荷下的汽轮机工作转速Hz、r/min5 空负荷时的最低控制 转 速 minimum controlled speed at noloadni 在空负荷时对应于同步器(转速给定值)下限时的转速Hz、r/min6 空负荷时的最高控制转速maximum controlled speed at noloadnH 在空负荷时对应于同步器(转速给定值)上限时的转速Hz、r/min7 瞬时飞升转速temporary sp

9、eed risenmax 汽轮机在调节系统控制下甩负荷后，转速的瞬时最大升高值。若在额定转速甩去额定负荷时，为额定瞬时飞升转速Hz、r/min表2（续）序号专业名称符 号定 义单 位8 瞬时最高转速maximum transient speednmax 汽轮发电机组甩负荷后，汽轮机在调节系统控制下的瞬时最高转速。若在额定转速甩去额定负荷时，为额定瞬时最高转速；若在额定转速甩去最大负荷时，为最大瞬时最高转速Hz、r/min9 危急超速飞升转速temporary overspeed risenW,max 汽轮机在调节系统失控的条件下甩负荷后，汽轮机转速的最大升高值。若在额定转速甩去额定负荷时，为额

10、定危急超速飞升转速Hz、r/min10 危急超速最高转速maximum transient overspeednW,max 汽轮发电机组甩负荷之后，汽轮机在调节系统失控条件下的最高转速。若在额定转速甩去额定负荷时，为额定危急超速最高转速；若在额定转速甩去最大负荷时，为最大危急超速最高转速Hz、r/min11 危急保安器设定转速overspeed trip settingnW 危急保安器脱扣动作转速Hz、r/min12 转速不等率steadystate speed regulation(speed governing droop) 调节系统给定值不变，机组负荷由零至额定值，对应的转速变化，以额定

11、转速的百分率表示%(无量纲)13 局部转速不等率steadystate incremental speed regulation (incremental speed droop)j 假定没有迟缓率，在某一给定的稳态转速和负荷下，稳态转速相对于负荷的变化率。该值为调节系统静态特性转速负荷曲线上在给定负荷处的斜率%(无量纲)14 调节系统迟缓率dead band of the speed goveming system 不会引起调节汽阀位置改变的稳态转速变化的总值，以额定转速的百分率表示%(无量纲)15 调节系统稳定性stability of the speed goveming system

12、调节系统通过其控制作用，来衰减转速或负荷振荡到在可接受范围内的能力16 蒸汽流量指令steam flow demanddc 在汽轮机调节系统中，发出的表征汽轮机所需要的蒸汽流量信号MPa、V、A17 流体压力(油压)fluid pressure in control systempc 控制系统和润滑系统中的流体工质(抗燃油或透平油)压力MPa、kPa18 负荷最大偏差或非线性maximum load deviations or nonlinearity 在控制装置规定的环境和动力源条件下运行时，转速负荷曲线与相应于总不等率直线相比的负荷最大偏差，以额定负荷的百分率表示%(无量纲)19 短期稳定

13、性shortterm stability 环境条件在规定的范围内，设定值、参数和转速不变，在任何30min的时间间隔内，以额定负荷的百分率表示的负荷变化%(无量纲)20 长期稳定性longterm stability 设定值、参数和转速不变的情况下，在12个月中的两次30min时间间隔内，以额定负荷百分率表示的平均负荷变化。在这两次试验间隔中环境条件应在要求范围内，但并不要求精确一致%(无量纲)4 技术规范和要求4.1 调节系统转速不等率调节系统转速不等率为3%6%，一般取4%5%。背压式汽轮机一般为4.5%6.5%， 用式(1)计算： =(n1n2)/n0100% (1)式中： n1油动机在

14、空负荷位置S0对应的转速，r/min； n2油动机在额定负荷位置SN对应的转速，r/min。4.2 调节系统局部转速不等率j 调节系统局部转速不等率列于表3，用式(2)计算。表3 局部转速不等率机组功率范围机械、液压型调节系统电液型调节系统0%90% 最大值无限制；最小值不应小于系统转速不等率的0.4倍3%8%90%100% 最大值无限制；最小值不应小于系统转速不等率的0.4倍不大于12%90%100%(平均局部转速不等率) 不大于15；最大值不应大于系统转速不等率的3倍(除最后一只调节阀外)不大于10%j=(n/P)(P0/n0)100%(2)式中：n在某一给定负荷下的转速变化，r/min；

15、P在某一给定负荷下转速变化引起的负荷变化，MW。4.3 调节系统迟缓率 调节系统迟缓率列于表4，用式(3)计算。表4 迟 缓 率机组额定功率MW机械、液压型调节系统电液型调节系统1000.4%0.15%100200(包括200)0.2%0.10%2000.1%0.06%=(n/n0)100% (3)式中：n在同一油动机位置(或负荷)下的转速差，r/min。4.4 压力不等率p 当用户无特殊要求时，可调整抽汽式汽轮机或背压式汽轮机的压力不等率列于表5，用式(4) 计算。可调整抽汽式汽轮机当热负荷在最大范围内变化时，电负荷的变化一般不大于20%额定负荷。表5 压力不等率和迟缓率背 压MPa抽汽压力

16、MPa压力不等率压力迟缓率0.980.78410%1%0.980.78420%2%p=(p/p0)100% (4)式中：p最大流量变化对应的抽汽压力或背压变化，MPa； p0额定流量下的抽汽压力或背压，MPa。4.5 同步器(转速、负荷给定)4.5.1 同步器工作范围：空负荷时同步器下限的最低控制转速应比额定转速低6%，空负荷时的同步器上限最高控制转速应比额定转速高6%。4.5.2 在额定转速下，同步器行程由空负荷至满负荷位移所需要的时间，一般不超过50s。4.5.3 电液调节系统同步器(功率给定)应能逐步调整负荷，每步不大于额定负荷的0.5%。4.6 瞬时最高转速nmax 汽轮发电机组甩负荷

17、之后，汽轮机在调节系统控制下，其瞬时最高转速nmax不应使危急保安器动作。其转速的动差与静差之比应小于1.52(具有功率给定自动回零的电液调节系统除外)，用式(5)计算。=( nmaxn0)/(nn0)(1.52) (5)式中： n甩负荷后的稳定转速，r/min。4.7 危急超速最高转速nW,max 汽轮发电机组甩负荷之后，在汽轮机调节系统失控的情况下，其危急超速最高转速nW,max，最高不得大于额定转速的18%。汽轮机转子应在制造厂内进行超速试验，试验转速应超过危急超速最大计算转速的2%，当转速仅受危急保安器限制时，试验转速最高不得超过额定转速的20%。4.8 危急保安系统4.8.1 危急保

18、安器脱扣动作机组跳闸，脱扣动作设定转速为额定转速的110%1%。复位转速应高于额定转速。4.8.2 超速限制保护动作关闭调节汽阀，不引起机组跳闸，动作整定转速一般为额定转速的3%5%。4.8.3 附加超速保护动作机组跳闸，动作转速应比危急保安器动作转速高1%2%，最高不得大于额定转速的114%。4.9 稳定性4.9.1 汽轮发电机组在单机孤立电网中运行，由调节系统引起的转速波动，不应大于下述值：n1.1n0 r/min (6)4.9.2 汽轮发电机组在电网中运行，由调节系统引起的功率波动，不应大于下述值：P/P01.1(/j)100% (7)4.9.3 电液调节系统非线性和稳定性 电液调节系统

19、非线性和稳定性的参考值列于表6。表6 电液调节系统的非线性和稳定性机组额定功率MW非线性短期稳定性长期稳定性1002.5%10%100200(包括200)1.5%10%200在0100%MCR范围内不超过3%1.0%10% 注：MCR为最大连续负荷4.9.4 调节系统动态过程应能迅速稳定，理想状态为非周期过程，实际多为衰减振荡过程，振荡次数不应超过23次，当转速波动的幅值小于n0/20时，其所经历的时间为系统稳定时间。4.10 汽阀油动机关闭时间 高、中压调节汽阀和高、中压主汽阀油动机的总关闭时间t为关闭过程中的动作延迟时间t1和关闭时间t2之和，建议值列于表7。表7 汽阀油动机总关闭时间机组

20、额定功率MW调节汽阀主 汽 阀机组额定功率MW调节汽阀主 汽 阀100(包括100)0.5s1.0s200600(包括600)0.4s0.3s100200(包括200)0.5s0.4s6000.3s0.35 试验准备5.1 拟定试验计划与组织分工5.1.1 拟定试验计划、编写试验大纲，其内容包括：试验目的、试验项目、试验方法、试验步骤、试验条件、注意事项、安全措施以及时间安排。5.1.2 成立试验领导小组，试验过程由一人统一指挥，统一行动，分工要明确，任务要具体，岗位要严明。5.1.3 参加考核、验收试验的各方，应对试验方法、标准和仪器仪表的精度等达成协议，对于进口机组也可以采用本方法以外的试

21、验方法和标准。5.1.4 参加试验的各方应明确职责，共同制定编写试验大纲和试验报告。5.2 仪器、仪表5.2.1 试验所使用的记录(自动记录)仪器、仪表，其精度、频率响应和记录速度应能满足被测量对象的要求。最好使用专用仪器、仪表。5.2.2 试验所使用的监视(手抄记录)仪表，可以采用经过校验合格的常规运行表计。5.2.3 进行汽轮机调节系统静态特性试验(包括静止试验、空负荷试验、带负荷试验)和保安系统试验时，其测量变量及所使用的仪表精度列于表8。表8 调节系统静态特性试验的测量变量和仪表精度序 号测 量 变 量仪表精度1 功率0.2%2 转速0.1%3 蒸汽流量0.5%4 主蒸汽压力1%5 再

22、热蒸汽压力1%6 主蒸汽温度57 再热蒸汽温度58 调节级后蒸汽压力1%9 抽汽蒸汽压力1%10 高压主汽阀油动机行程1%11 再热主汽阀油动机行程1%12 高压调节汽阀油动机行程1%13 再热调节汽阀油动机行程1%14 可调整抽汽调节阀油动机行程1%15 抽汽逆止阀行程1%16 调节系统控制流体的供给压力(主油压)0.5%17 调节系统控制流体的工作压力(调节油压)0.5%18 保护系统流体的工作压力(安全油压)0.5%19 调节、保护系统流体温度120 负荷或转速给定指令(同步器)1%5.2.4 进行汽轮机调节系统动态特性试验时，其测量变量及所使用的仪表精度列于表9。表9 调节系统动态特性

23、试验的测量变量和仪表精度序 号测 量 变 量仪表精度1 发电机定子电流2%2 发电机有功功率0.5%3 转速0.1%4 负荷给定指令1%5 主蒸汽压力1%6 汽轮机内的蒸汽压力1%7 高压调节汽阀油动机行程1%8 再热调节汽阀油动机行程1%9 可调整抽汽调节阀油动机行程1%10 抽汽逆止阀行程1%11 调节系统控制流体工作压力(调节油压)0.5%12 保护系统流体压力(安全油压)0.5%5.2.5 对于大于200MW汽轮机的电液调节系统，测量迟缓率时，转速测量精度应为0.02%，其死区要小于实际系统迟缓率的10%。油动机和调节汽阀行程测量的精度应为0.5%。5.2.6 在进行试验之前，将试验所

24、需要的专用仪器、仪表安装在试验机组上。5.2.7 在进行试验之前，将所使用的仪器、仪表编号，并作好记录。5.2.8 在进行试验之前，绘制好记录测量变量的表格和修正曲线。6 保安系统试验6.1 提升转速试验6.1.1 提升转速试验也称超速试验，其目的是调整、校验危急保安器，设定转速。6.1.2 试验是在汽轮机空负荷状态下进行的。除被试验的危急保安器外，其他保护装置均应投入工作。超速跳闸指示装置动作，指示应正确。6.1.3 汽轮机冷态启动，应在带25%30%额定负荷连续运行34h后再进行试验。6.1.4 试验前应手操就地跳闸装置，主汽阀、调节汽阀油动机应能迅速关闭，转速立即下降，确认工作正常。6.

25、1.5 若机组设有不提升转速也可以使危急保安器动作的装置(充油装置)，可先用此装置进行试验，当确认危急保安器动作正常后，再进行提升转速试验。6.1.6 用为提升转速而设置的超速试验装置提升转速，或用同步器升速到3150r/min后再用超速试验装置继续提升转速，直到危急保安器动作。若转速达到危急保安器动作转速而未动作时，应立即手动停机。6.1.7 提升转速过程应平稳、缓慢，不要在高转速下停留。升速率不大于每秒0.2%额定转速。6.1.8 试验过程记录危急保安器动作转速和复位转速。6.1.9 每只危急保安器一般进行两次试验，两次动作转速差不应超过0. 6%额定转速。当机组为初次投运，应进行三次试验

26、，第三次动作转速与前两次动作转速平均值之差不超过1%额定转速。6.1.10 试验过程应严密监视汽轮机转速、轴承振动。超过规定值应立即手动停机。6.2 汽阀严密性试验6.2.1 为避免汽轮发电机组在突然甩负荷或紧急停机过程中转速的过度飞升，以及在低转速范围内能有效地控制转速、高、中压主汽阀和高、中压调节汽阀的严密性必须符合要求。6.2.2 试验是在汽轮机空负荷状态下进行的。蒸汽参数和真空应尽量保持额定。主(再热)蒸汽压力最低不得低于额定压力的50%。主汽阀或调节汽阀关闭后，汽轮机转速应能下降至式(8)的计算值。n(p/p0)1000 r/min(8)式中：p试验条件下的主蒸汽或再热蒸汽压力，MP

27、a； p0额定主蒸汽或再热蒸汽压力，MPa。6.2.3 对于中压机组阀门的最大蒸汽泄漏量应不致影响转子降速至静止。对于主蒸汽压力为9MPa或以上的机组，其阀门最大蒸汽泄漏量不致影响转子降速至1000r/min以下。6.2.4 要求每类阀门分别单独试验。在额定转速下调节汽阀(或主汽阀) 处于全开状态，迅速关闭主汽阀(或调节汽阀)，记录降速过程时间和最低稳定转速。6.2.5 汽阀严密性试验也可以按制造厂提供的方法和标准进行。6.2.6 试验过程中应注意汽轮机胀差、轴向位移、机组振动和缸温变化。6.2.7 试验过程中应注意保持锅炉汽压、汽温、汽包水位。6.3 汽阀油动机关闭时间的测定6.3.1 机组

28、甩负荷在调节系统控制下的瞬时最高转速，以及在调节系统失控情况下的危急超速最高转速应在允许的范围内，为此，调节汽阀油动机和主汽阀油动机的总关闭时间必须符合要求。6.3.2 试验在汽轮机静止状态下进行。调节、保安系统调试完毕，油质合格，油压、油温近于正常运行工况。6.3.3 主汽阀油动机全开，调节汽阀油动机处于额定负荷位置，操作跳闸装置，迅速关闭高、中压主汽阀和调节汽阀油动机，自动记录由发出跳闸指令至油动机关闭的全过程时间。6.3.4 分别采用机械式和电气式跳闸装置、就地和遥控等操作方式进行试验。跳闸指令要与实际运行工况相符(包括指令发出的位置和过程时间等)。6.3.5 在自动记录曲线上，查取由指令发出至油动机开始动作的延迟时间t1，以及油动机开始动作至全部关闭的时间t2。6.3.6 汽阀油动机关闭时间，是在汽阀上无蒸汽作用力的情况下的测定结果，考虑蒸汽作用力的影响，需要用有蒸汽条件下的试验结果加以修正。6.4 危急超速最高转速的测定 机组甩负荷在汽轮机调节系统拒动失控的情况下，危急保安器动作，主汽阀关闭后的最高转速。一般在不经历实际超速