[發明專利]用于檢查單軸設施的超轉速保護裝置的方法

有效

• 申請號: 201480051350.9
• 申請日: 2014-09-08
• 公開（公告）號: CN105556065B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 馬丁·奧普海伊;馬丁·本瑙爾;托爾斯滕·恩格勒;蘇珊·哈斯;安德烈亞斯·帕爾;瑪麗安-彼特·皮克奇克;馬丁·斯塔珀;大衛·費爾特曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;F01D21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,丁永凡

技術領域

本發明涉及一種用于檢查單軸設施的超轉速保護裝置的方法。

背景技術

在用于產生電能的單軸設施中，將燃氣輪機、蒸汽輪機和發電機設置在共同的線路(Strang)上。在單軸設施正常運行中，將電能饋入到電網中并且將線路以對應于單軸設施的額定轉速，例如50Hz或60Hz的轉速旋轉。在故障情況下，尤其在連接在發電機上的電負載下降的情況下，能夠將轉速提高到高于額定轉速的數值。當轉速達到臨界轉速時，單軸設施承受超量的機械負載和熱負載，這引起單軸設施的使用壽命的縮短。

在達到極限值轉速時，超轉速保護裝置起作用，所述超轉速保護裝置禁止線路的轉速進一步提高，其中常規地將極限值轉速選擇為，使得其位于額定轉速和臨界轉速之間。通常，通過使單軸設施在測試運行中運行的方式來檢查超轉速保護裝置，在所述測試運行中相對于常規運行中的極限值轉速來降低極限值轉速以便由此在測試運行期間避免單軸設施的超量負載。

然而期望的是，在測試運行中應用與正常運行中相同的極限值轉速。此外，這種測試在一些國家，例如在南韓是強制規定的。

發明內容

本發明的目的是：實現一種用于檢查單軸設施的超轉速保護裝置的方法，其中該方法不導致單軸設施的超量負載。

用于檢查具有燃氣輪機、發電機和蒸汽輪機的單軸設施的超轉速保護裝置的根據本發明的方法具有如下步驟：a)在單軸設施的額定轉速下和在將電負載連接到發電機上的情況下運行單軸設施，其中將負載選擇為小至，使得在甩負載之后單軸設施的轉速提高，以至于轉速保持低于蒸汽輪機極限值轉速，所述蒸汽輪機極限值轉速低于燃氣輪機極限值轉速，其中超轉速保護裝置構建為，使得一旦蒸汽輪機的轉速達到蒸汽輪機極限值轉速就觸發第一超轉速保護，以及一旦燃氣輪機的轉速達到燃氣輪機極限值轉速就觸發第二超轉速保護；b)甩負載；c)提高導入到蒸汽輪機中的蒸汽的和/或導入到燃氣輪機中的燃料的質量流，使得蒸汽輪機的轉速達到蒸汽輪機極限值轉速；d)檢查是否觸發第一超轉速保護。

通過由提高蒸汽的和/或燃料的質量流并且例如不由甩負載來達到蒸汽輪機極限值轉速的方式，能夠有利地緩慢地接近蒸汽輪機極限值轉速并且有利地避免單軸設施的臨界轉速。由此，在檢查超轉速保護裝置期間能夠避免單軸設施的超量的機械負載和熱負載，由此單軸設施的使用壽命是長的。即使當對于燃氣輪機極限值轉速和蒸汽輪機極限值轉速使用與在單軸設施的正常運行中相同的極限值轉速時，也能夠借助根據本發明的方法避免超量負載。

蒸汽輪機優選借助于聯接器聯接到單軸設施上，其中一旦蒸汽輪機超過燃氣輪機，聯接器就接合；以及當蒸汽輪機的轉速低于燃氣輪機的轉速時，聯接器就分離，其中執行步驟c)，使得蒸汽輪機比燃氣輪機更快地加速，由此保持聯接器接合。在燃氣輪機的慣性矩小于蒸汽輪機的慣性矩的情況下，燃氣輪機在甩負載之后比蒸汽輪機更快地加速，這能夠引起：聯接器分離。由于聯接器保持接合，燃氣輪機和蒸汽輪機以相同的轉速旋轉，而蒸汽輪機加速到其蒸汽輪機極限值，由此有利地確保：在此，燃氣輪機的轉速不達到臨界轉速。

該方法優選具有如下步驟：e)在觸發第一超轉速保護的情況下，中斷導入到蒸汽輪機中的蒸汽的質量流。蒸汽的質量流的中斷引起：聯接器分離進而蒸汽輪機獨立于燃氣輪機和發電機地旋轉。

優選地，該方法具有如下步驟：f)提高燃料的質量流，使得燃氣輪機的轉速達到燃氣輪機極限值轉速；g)檢查是否觸發第二超轉速保護。通過使燃氣輪機極限值轉速高于蒸汽輪機極限值轉速的方式，能夠由此在成功檢查第一超轉速保護之后且獨立于該檢查地執行第二超轉速保護的檢查。

附圖說明

下面，根據所附的示意圖詳細闡述根據本發明的方法。附圖示出單軸設施的示意圖。

具體實施方式

如從附圖中可見，單軸設施1具有燃氣輪機2、蒸汽渦輪機3和電發電機4。燃氣輪機2和蒸汽輪機4用于產生旋轉能，其中發電機4中的旋轉能被轉換成電能。發電機4設置在燃氣輪機2和蒸汽輪機3之間。燃氣輪機2具有燃氣輪機軸5并且蒸汽輪機3具有蒸汽輪機軸6。在附圖中示出：發電機4和燃氣輪機2共同地設置在蒸汽輪機軸5上。然而同樣能夠考慮：為發電機4設有單獨的發電機軸，所述發電機軸借助于聯接器聯接到燃氣輪機軸5上。