抽水蓄能电站相继甩负荷工况导叶-球阀协联关闭规律优化

为提高抽水蓄能电站相继甩负荷工况的动态品质,提出了一种基于多目标算法的导叶-球阀协联关闭策略。首先,建立抽水蓄能电站的精细化仿真模型;然后,确定考虑机组转速和流道水击压力在内的多个优化目标,并基于多目标控制要求引入改进引力搜索算法优化导叶-球阀协联关闭规律,得到一组Pareto最优解;最后,从Pareto最优解中选取综合水击压力目标函数最小值、与平衡点距离最小值及转速目标函数最小值三个典型解进行仿真试验,验证该策略下相继甩负荷工况过渡过程的动态品质。根据优化结果,推荐对发生相继甩负荷工况的两台机组均进行导叶-球阀协联关闭规律优化。结果表明,优化所得最优解均能满足调节保证计算的控制要求,且典型解1比典型解3的蜗壳末端最大压力下降了21.9m,但转速值仅升高了2r/min,这说明提出的导叶-球阀协联关闭策略更好地协调了机组转速与管道水击压力之间的矛盾,可为相继甩负荷工况下电站的安全稳定运行提供有效的技术指导。     

机组甩负荷中调节阀的动作过程对转速飞升的影响

在甩负荷试验调节阀的动态关闭过程中,持续流入汽轮机的蒸汽和汽轮机内原有蒸汽将继续膨胀做功引起转子转速飞升.通过计算调节阀的当量关闭时间,并依据3台600Mw亚临界汽轮发电机组甩负荷试验数据理论计算出机组的最大飞升转速,并与试验结果进行了比较,发现计算结果与实测值有着较好的一致性.同时分析了汽轮机调节阀的动态关闭过程对转子转速飞升的影响,并就转速飞升的影响因素进行了探讨,为机组甩负荷试验及安全稳定运行提供了参考依据.     

1000MW机组甩负荷过程轴系动态响应分析

鉴于大型旋转机械在瞬态响应过程中极易发生轴系恶性扭转破坏,结合某1 000MW超超临界汽轮发电机组,采用有限元分析(Finete Element Analysis,FEA)方法建立多转子轴系扭转响应和安全性分析计算模型。该模型利用甩负荷试验数据,模拟分析转速、转速变化率、变负荷率等因素对转子系统安全性的影响特点。比较了在不同因素作用下轴系中应力、扭角各自的分布差异和扭振响应状态,给出了最危险截面所在位置,并指出100%甩负荷过程在所有运行状态中最为危险,甩负荷发生后的98.6ms时刻轴系承受的扭转剪切应力值达到最大,是整个甩负荷过程最危险的时刻。该分析结果或为设计制造及运行维护提供一定的理论依据。     

某250MW抽水蓄能机组典型大波动过渡过程试验分析

以某250MW抽水蓄能机组为例,开展了水轮机工况甩负荷、水泵工况断电等典型大波动过渡过程试验,验证了机组最大转速、蜗壳最大水压及尾水进口真空度等关键指标均满足设计要求,以水轮机工况甩额定负荷试验实测数据为基础计算的机组转动惯量满足设计值要求。针对水泵断电过程中机组出现反转的问题,通过优化导叶关闭规律改善了其动态调节品质,并分析了甩负荷过程中水流压力脉动的内在规律。将过渡过程中关键技术参数的现场实测数据与仿真计算结果进行对比分析,表明两者吻合度较高。     

上汽西门子超超临界660 MW机组甩负荷试验异常分析及处理

上汽超超临界西门子机型机组实际甩50%额定负荷转速飞升至3 196 r/min,为查找转速飞升值过大的原因,通过对甩负荷试验数据及该类型机组超速保护控制逻辑的分析,设计了3种处理措施,并且对3种处理措施下的理论转速飞升值进行了静态预测,从而确定了第一次甩负荷试验转速飞升高的原因。依据静态预测结果,将调门快关动作信号扫描方式由"Slow"修改为"Fast",同时在DEH控制器C20指令与ETS控制器调门快关信号之间增设硬接线,再次进行了甩50%额定负荷试验,转速最高飞升至3 104 r/min,满足甩负荷试验导则要求。     

天荒坪抽水蓄能电站甩负荷过渡过程实测成果仿真分析

介绍了天荒坪抽水蓄能电站一管一机和一管二机现场甩负荷试验实测成果和仿真分析结果,通过对蜗壳进口水压力、机组转速等的现场试验实测曲线与数值仿真计算曲线的比较分析,论证了输水系统及机组各有关参数的可能误差对电站甩负荷过渡过程数值仿真计算结果的影响,同时校正了该电站甩负荷过渡过程计算软件中的有关系数和基本参数,为一管三机甩负荷过渡过程预测和计算分析奠定了基础。     

汽轮发电机测功法甩负荷试验算法误差来源

目前测功法甩负荷试验算出的飞行转速偏高于等价条件下常规法甩负荷的测量结果。分析了产生上述误差的固有原因：受发电机特性的影响,测功法甩负荷试验过程中的电动率和轴功率并不动态相等;就电动率而言,由于测功元件的固有惯性,其测量值和真实值之间也有动态差异。分析表明,以上因素均是导致测功法试验结果偏高的原因。     

一洞三机式抽水蓄能机组发电工况甩负荷试验分析

为验证某一洞三机式抽水蓄能机组选型设计的安全性及调节保证计算的可靠性,分别进行一洞一机/两机/三机发电工况甩负荷试验。详细介绍了甩负荷试验注意事项、试验方法及测点布置,对甩负荷过程中的转速、水流压力及机组稳定性等试验数据进行分析,发现各种甩负荷工况下的最大转速、蜗壳最大水压及尾水进口真空度等关键指标均满足设计要求,转速上升率、蜗壳进口/末端压力上升率及机组振动摆度等指标均随甩负荷的工况负荷或机组台数的增加而变大。对比过渡过程中关键技术参数的现场实测数据与仿真计算结果可知,两者吻合度较高。研究成果为后续抽水蓄能电站水工布置、机组选型及其过渡过程优化设计提供了参考。     

我国600MW等级汽轮机甩负荷试验现状分析

600MW等级机组正逐渐成为我国电网的主力机组。在介绍近10年期间22台600MW等级机组负荷试验基本情况基础上,对我国试验现状进行了分析,包括最高飞升转速、转子转动惯量、过渡过程及OPC(Over-speed Pro-tection Control)等。结果表明,DEH抑制转速飞升能力强,OPC触发及复位策略也考虑得更科学,配套辅机对甩负荷工况的适应能力良好。指出随着设备制造、设计、安装和调试水平,尤其是电液控制系统DEH(Digital Electro-Hydraulic)水平的提高,无论甩负荷试验本身,还是机组的整体建设水平均达到较高的层次。     

汽轮机轮盘质量及位置对转子临界转速影响试验研究

汽轮发电机组在临界转速时转子的振幅急剧增大,造成动静之间碰摩,给机组带来一定的危害。转子临界转速的计算方法多种,但是往往计算结果与实际误差较大。通过伯德图法、频谱分析法和李莎茹图法进行转子临界转速测量,实验结果显示3种方法所测结果基本一致,并确定选取伯德图法测量转子临界转速较为准确;通过改变转子上轮盘的质量和位置变化,利用伯德图进行转子临界转速测量,得出随着质量的增大转子临界转速会减小,在偏离转子中心位置较远处影响不大;相同质量情况下,轮盘偏离转子中心越远,转子临界转速增加得越快。该试验结论可指导工程实践,对现场临界转速的计算、仿真和实验起到一定的借鉴作用。     

H级重型燃气轮机建模与动态仿真

采用面向对象的模块化建模方法,建立了一种非线性的H级单轴重型燃气轮机动态仿真模型.为了提高仿真精度,考虑了燃气组分变化和比热容变化对模型精度的影响.通过在Simulink平台上的仿真实验,探讨了外界扰动下H级重型燃气轮机的动态特性以及转子转动惯量对燃气轮机动态特性的影响.结果表明:额定工况下运行的燃气轮机负荷扰动越大,转速和燃料量的超调量越大,但不同负荷扰动过程的调整时间几乎相等;当环境温度升高时,转子转速先上升后下降,燃料量则先下降后上升,稳态时透平排气质量流量减少,排气温度略有上升.在燃气轮机甩负荷过程中,转子的转动惯量越小,转速和燃料量的超调量越大,调整时间越短;转子的转动惯量越大,对负荷扰动的鲁棒性越强;燃气轮机的转轴布置存在最佳方案,采用带3S离合器的单轴布置方案时,燃气轮机的动态特性较好,系统的稳定性较强.     

抽水蓄能机组双机甩负荷试验分析

抽水蓄能电站工况转换频繁,水力过渡过程关乎整个电站的安全运行和供电品质,一管双机甩负荷是大波动水力过渡过程,对其进行试验分析具有重要意义。为此,分析多个抽水蓄能电站一管双机甩负荷试验数据,统计了转速和蜗壳压力上升率范围,为以后制定相关标准和调节保证计算提供参考;并分析了某抽水蓄能电站一管双机甩50%、75%、100%负荷的试验结果,结果表明该电站转速和蜗壳压力上升率与其他统计电站相近,可为其他电站的类似试验提供参考。     

车用涡轮增压器瞬态响应性评估与测试

基于车用涡轮增压器瞬态响应的影响因素，提出独立于内燃机的车用涡轮增压器瞬态响应评估指标D_x。通过数值模拟和试验的方法研究在不同终了转速下D_x随不同初始压比的变化以及转子转动惯量、涡轮效率和压气机效率对D_x影响。研究结果表明：试验结果与仿真结果吻合较好，证明该测试方法可用于涡轮增压器的瞬态性能测试以及增压器瞬态性能的影响因素研究。使用误差传播理论对试验测得的瞬态响应评估参数D_x值进行系统误差估计，试验测得的系统不确定度为1.35%。     

900MW级“二拖一”燃气-蒸汽联合循环供热机组甩负荷试验实例

发电机组甩负荷试验的意义在于测定控制系统在发电机组突然甩电负荷时的动态特性。检查主机和各配套设备对甩负荷的适应能力及相互动作的时间关系。为改善机组动态品质,分析设备性能提供数据。本次机组甩负荷试验解决了燃气轮机在甩50%负荷转速超限和蒸汽轮机甩100%负荷2瓦振动大的问题。为以后同类机组进行甩负荷试验提供了经验。     

江苏沙河抽水蓄能电站关闭规律与实测分析

研究了沙河抽水蓄能电站可逆式机组引入转速信号反馈的导叶紧急关闭规律，通过对电站单机甩负荷过渡过程的数值计算与现场实测结果的比较分析，结果表明二者吻合良好，为该电站现场双机甩负荷试验的安全进行提供了依据。     

转子临界转速特性的试验研究

转子临界转速的一些基本特性早已被人们所认识。当一台旋转机械的结构参数确定后,当通过计算已不难获得其临界转速。但是,由于各种计算方法都引入了一定的假设条件和对实际转子作了简化,以致计算所得结果与实物转子的临界转速总有着或大或小的差异。在机组运行时,准确测定转子的实际临界转速,是保证机组安全操作运行和进行故障诊断等工作所必不可少的一个环节。本课题着重于对测定转子实际临界转速过程中常会遇到的若干问题进行试验研究。     

某抽水蓄能电站~#6机组甩负荷试验仿真与实测分析

在某抽水蓄能电站~#6机组甩负荷试验前,用特征线方法对试验过程中的导叶开度、机组转速、蜗壳末端压力及尾水管进口压力等关键技术参数进行仿真预测,并将仿真计算值与试验实测值进行对比,结果表明数值仿真方法与计算模型的准确性较高;以机组在过渡工况中的工作点运行轨迹为基础数据,分析试验机组在甩负荷过程中的运行状态,探究了仿真数据与实测数据出现差别的内在原因,为后续电站出现类似情况的处理提供了参考。     

背压式汽轮发电机组甩负荷建模与仿真分析

介绍了背压式汽轮机的运行工作原理,分析了背压式汽轮机甩负荷的工作状态,建立了背压式汽轮机并网运行的甩负荷模型和仿真模型,给出甩负荷后转速变化曲线,并分析不同的阀门关闭时间对转速变化的影响。     

水电站甩负荷大波动过渡过程模拟

本文针对南方某大型水电站,进行水力机组甩负荷大波动过渡过程模拟。在计算软件Matlab的支持下,模拟出了压力变化曲线和转速变化曲线,继而得出引水系统最大压力升高和蜗壳末端最大转速升高。通过电站实测数据与模拟结果之间的对比,验证二者之间的一致性,这种模拟和对比结果也可以为同类型水电站的调节保证计算和稳定性分析提供一定的参考。     

国产600MW超临界机组甩负荷试验分析

介绍了一台我国首批国产600MW超临界汽轮机组甩负荷试验的成功经验,叙述了该机组甩负荷试验的主要过程,对试验结果进行了分析计算.对超临界机组来说,虽然采用直流锅炉,甩负荷后大负荷迅速变工况下,维持相关参数比较困难.实践表明,通过制定科学的操作程序,精心操作,完全可以实现甩负荷后锅炉不灭火、汽轮机维持空转迅速并网接带负荷的要求.