事件經過
2017年某月17日上午07:29:37, 某電廠1號機組(額定容量330MW)並網發電。 在機組升負荷過程中, 於08:52:35出現增幅低頻振盪, 08:54:52達到振盪最大幅度;隨後振幅逐步減小, 直至09:01:37振盪消失。 振盪頻率約為0.3Hz, 最大振盪峰穀值約32MW。 有功功率波動如圖1、圖2 所示。
圖 1 機組功率低頻振盪波形
圖 2 機組功率低頻振盪相關曲線
該功率振盪時間段內, 該機組運行正常, 出力約217MW。 在功率振盪過程中, 該廠出線上有功功率均有明顯波動,
2原因分析
8:45該機組單閥方式運行, 機組處於DEH功率回路閉環控制, 升負荷過程中, 主汽壓力約7.819MPa, 負荷107MW, 流量指令94.4%。 調取DEH組態, 功率回路PI參數為Kp=0.3, Ti=6.0(與機組檢修前一致);同時, DEH模擬表明, 該PI參數具有較寬的穩定適用範圍。 因此, 本次功率振盪基本可以排除是由於功率回路PI參數不合理引起的強迫振盪。
8:52該機組負荷升至140MW, 主汽壓力升至9.7MPa, 流量指令升至94.94%, 此時機組功率開始振盪並擴散放大, 期間功率擺動幅度約為20MW。
檢查DEH中的單閥流量函數設置, 擬合曲線如圖3所示, 該閥門流量函數在流量指令90.6%~97.7%之間存在拐點區(即區域內函數曲線斜率變化最劇烈的區域)。
圖3 組態中設置的單閥方式下閥門流量特性曲線
利用DCS歷史資料粗略擬合單閥方式下的實際閥門流量特性曲線,
圖4 蒸汽流量與流量指令曲線
由圖4可知, 閥門流量特性曲線的局部斜率隨流量指令增大而增大, 當流量指令在94.1~97.68%的區間內時, 曲線斜率約為4.8, 達到最大值, 這意味著在此區域內調節作用被放到最大, 功率控制的穩定裕度最小,
3結論與建議
(1)功率振盪發生時流量指令處於閥門流量函數的拐點, 此區域內閥門流量特性曲線的調節作用最強, 是導致本次功率震盪的直接原因。
(2)本次開機前, 該機組進行了機組大修, 汽輪機進行了揭缸, 汽輪機調節閥進行了解體檢修。 這可能導致汽輪機閥門流量特性發生變化。 建議進行汽輪機閥門流量特性試驗, 根據試驗資料重新擬定符合實際的閥門流量特性曲線, 以避免機組發生由閥門流量特性引起的功率振盪。
(3)在重新進行閥門流量特性試驗之前, 建議機組適當提高主汽壓力運行, 將閥門流量總指令控制在94%以下。