在通常情况下无功负荷到0和有功负荷甩到0后又恢复上来是没有直接联系的,但根据当时的事故现象分析是有着必然的联系。在#1机励磁切换过程中,由于当时#1机无功到0后又变为负值,这说明发电机短时失去无功。根据有关的电机理论P为有功功率,功角δ为发电机同步电势E d与发电机出口系统电势U S之间的夹角,在正常运行时该夹角基本不变,也相当于转子磁场和定子磁场之间有一个皮筋,当转子励磁突然失去时,相当于此皮筋突然失去(实际上有一个衰减过程),而且当时#1机接带有功110MW额定负荷运行,此时转子相当于失去大负载将会有很大的加速运行,但此时转速绝对值可能不会太高(实际测出当时#1机前箱处转速表最高显示也就3071rpm),也就是说在短时间内,转速虽不会很高,但转子将有一个很大的加速度,这时正好符合调速系统微分器的动作条件。因为微分器的设计原理是转速对时间的一阶导数,也就是转速对时间的微分,即:微分器动作条件=dn/dt。也就是说转速有一个突变,微分器就可能动作。微分器正常运行时,根据其结构(见附图),主滑阀和延时滑阀之间有一个0.5mm的过封度(图中D的宽度),当汽轮机转速变化时,随着调速器挡油板的位移,调速器滑阀也要产生相应的位移而使得微分器主滑阀随着下部油压的变化而进行上下移动。
而且根据当时#1机的实际现象,有功负荷甩到0,调节汽门关闭,而主汽门未关闭,也验证了微分器动作的现象。而在转子磁场恢复后,定、转子之间又恢复了皮筋作用,阻止了转子的加速,微分器没有了动作条件,将恢复正常工作位置,而此时#3滑阀的位置与甩负荷(110MW)前相比,稍有右移,所以微分器动作后有功负荷甩下来瞬时又恢复到靠近110MW负荷以下的某个值,而恢复不到原来的110MW负荷,也与当时事故现象一致(当时实际有功负荷仅恢复到103MW)。
通过上述分析,了解了发电机励磁系统故障造成无功甩负荷时,可能会引起有功负荷大幅度的扰动,对于事故现象的正确判断和分析提供了有力帮助。另外微分器经常大幅度摆动,易造成调速系统部件损坏,所以要加强设备的维护,加强励磁系统操作管理,作好操作过程中的危险点分析。
改进效果和结论自2003年10月份,郑新公司利用机组大修之机,先后对原有的#5、#4、#3机组轴封系统进行了改造,系统投入运行后,手动调整工作量大大减少,压力自动调整维持平衡,轴封向外漏汽量减少,解决了油中带水问题。并且二漏母管平衡了高中压缸的漏汽量,且自动维持母管压力为0.05MPa,使中缸后不再顺轴端进入空气,机组真空严密性显著提高,#5机开机后作真空严密性试验,平均每分钟下降0.06kPa,远远低于每分钟0.4kPa的标准。
系统投入后,从80MW负荷开始,轴封系统不需要外界供汽,并且轴封压力调整能够实现自动,轴封压力稳定,减少了人工手动调整量,自动化程度进一步提高。在轴封压力低时,辅助联箱至轴封供汽实现自动开启,避免事故状态下轴封压力中断。同时,高、中压缸汽封二漏直接送入低压汽封,作为低压汽封供汽,与原来的高中压汽封二道全部漏入轴封加热器相比,没有了除氧器供汽封的用汽量,同时,也减少了轴封加热器的进汽量,使得轴加出口温度相应降低,#2低加抽汽量相应加大,相当于减少了对低压抽汽的排挤,提高了机组循环的效率。
运行实践证明,改进后的轴封系统,运行稳定,自动调整可靠,减少了油中带水,降低了氢气湿度,增加了机组真空严密性和运行安全性,机组循环热效率增加。