浅谈汽轮机海上采油平台应用

2022-09-10

1 汽轮机数字电液控制系统 (DEH)

系统接收两路交流电源, 通过切换为柜内设备供电。505接收转速和功率等信号控制汽轮机转速和功率。EGCP接收发电机PT、CT信号进行并网、负荷分配等功能控制。

1.1 系统及设备主要技术规范

海上平台热电站1、2#汽轮机是1200KW单缸抽汽凝汽式汽轮机。采用单缸、冲动、抽汽凝汽式结构, 通过刚性联轴器链接变速齿轮箱再链接发电机。汽轮机调节保安系统采用的是数字电—液调节系统 (DEH) 。主要由WOODWARD 505数字式调节器、电液转换器 (CPCII) 、液压伺服机构、调节汽阀等组成。调节器接收转速信号、电液转换器接受调节信号等, 经微处理器计算后, 输出标准的电流信号至电液转换器 (CPCII) , 电液转换器输出与输入电流信号相对应的调节信号油压, 液压信号经液压伺服机构放大, 分别通过二次脉冲油控制高压油动机活塞移动, 通过调节杠杆改变调节汽阀的开度, 调整汽轮机进汽量, 满足电、热负荷的需要, 油动机的位移与DEH控制系统输出的电流信号成线性比例关系。 (图1调节系统图)

1.2 发电机组同期系统

海上平台有2台汽轮机、一台柴油发电机、3台机的功率都是1200KW, 利用EGCP功率分配器进行自动/手动同期, 功率分配。负荷分配器WOODWARDEGCP主要接收发电机PT、CT、增减和启停信号, 输出功率、并网控制、负荷增减等信号控制机组功率。 (图2发电机机组同期系统图)

2 汽轮机监视保护系统 (ETS)

系统接收两路交流电源和一路直流电源, 两路交流电源通过切换为柜内设备供电。3500系列 (本特利) 接收转速、位移、振动、过程变量等信号, 输出设定的警告报警和危险报警信号, 实现汽轮机轴系动态参数的监视。S7-400PLC接收3500和其他设备发出的危险停机信号, 输出停机和电气加速度控制信号, 迅速关闭主汽门和调节门实现危急遮断功能。

3 汽机调节系统的调试方法及步骤

3.1 调试前应具备的条件

(1) 油循环完成, 油质化验合格; (2) 控制油系统调试完成, 各类油泵动作, 联锁正常; (3) DEH系统相关测量元件、一次设备等安装完毕校验合格, 并附有校验记录; (4) DEH系统内的执行机构安装完毕, 并已进行相应的调整; (5) ETS系统内相关接线安装完毕并校验合格, 相关保护进行模拟实验, 确保保护有效; (6) DEH, ETS调试资料、工具、仪表、记录表格已准备好; (7) 安全、照明和通讯措施已完成。

3.2 调试工作步骤

(1) 汽轮机做静态试验。静态试验主要是针对汽轮机的油动机线性, 通过在505上的操作分别使调节阀开度处于0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%位置, 记录各位置CPC输出电流、二次油压、油动机行程值, 5%～95%之间应有良好的线性。

(2) 汽轮机主汽门快关试验, 让汽门处于全开, 触发机组遮断信号, 使阀门以最快速度关闭, 用录波器测取其快关时间, 关闭时间<1 S。

(3) 当进汽温度和进汽压力达到要求, 就可以打开主汽门进行暖汽轮机的调节阀。在汽轮机启动后应该要把相应的保护投入。通过505调速器进行汽轮机升降速。使汽轮机升到额定转速6500r/min.

(4) 进行超速试验, 本系统有2个超速保护装置, 一个是电子超速, 一个是继续超速。电子超速的转速是110%, 通过TSI转速保护装置进行三取二。机械超速的转速是110%～112%。

(5) 甩50%负荷和100%负荷试验各一次, 机组甩50%负荷后, 转速超调量应小于5%, 当甩100%负荷后, 最高飞升转速不应使危急保安器动作。当速度上升到103%的时候电气加速器 (OPC) 动作, 是调节阀快关, 速度迅速下降, 使汽轮机超速, 超速保护动作, 主汽门关闭。

(6) 进行汽轮机满负荷和超10%负荷试验。

(7) 本工程设置一面同期屏, 内置2套自动同期装置, 用于400V母线分段开关的自动同期合闸, 设一套手动同期装置, 用于400V母线分段开关及各发电机出口断路器的手动同期合闸。同期屏上设负荷分配器 (EGCP-3LS) , 负荷分配器包含同期功能, 用于柴油机出口断路器的自动准同期合闸。还有两套负荷分配器设置在DEH柜, 用于两台汽轮机发电机出口短路器的自动同期合闸。在试验过程中, 进行100%甩负荷, 多次不成功。经过分析主要是因为调门漏汽量过大, 调节系统迟缓过大调速系统的调试整定不当。更换调门阀芯, 重新对CPCII和505上的PI参数进行整定, 100%甩负荷成功, 满足要求。