负荷试验（精选7篇）
负荷试验 篇1
引言
由于热电联产机组在我国电网中的比例不断攀升, 供热机组的热负荷经济调度问题会随着热电联产机组的大力发展而越来越被重视[1]。
传统的供热方式都是在确定采暖期的供热总量后, 根据每台机组的供热能力, 人为给定每台机组的供热量, 或者是把供热总量平均分给每台供热机组, 这种供热方式没有理论依据, 全无经济性可言。
目前, 国内外对热电联产机组研究比较多的是电负荷经济调度, 即在定热负荷情况下电负荷的特性分析, 这也是热电联产机组参与电网调峰很重要的一项工作[2]。然而, 理论上对定电负荷下的热负荷特性的分析存在不足, 在实践中, 热负荷经济调度的应用也缺乏依据。
本文主要研究在定电负荷情况下热负荷的经济调度技术方案。通过掌握参与热负荷调度的每台机组在定电负荷下的供热特性, 优化计算后, 得出机组之间最佳的供热分配方案, 最终提高热电厂运营的经济性。
1 热电厂总热耗量分配计算
在获取机组供热的煤耗特性时, 会涉及到机组总热耗量的分摊。目前, 热电联产机组基本上都是再热机组, 且供热机组主流已经趋向于300MW的热电联产机组。在众多参考文献中, 对热电分摊方法的介绍都还是针对小机组且无再热, 没有再热项Drhδ。再热项是机组重新吸收了热量进入汽轮机做功, 这部分热耗量必须计入总热耗量的分摊中, 否则会导致再热机组计算结果的严重失真。本文只给出热量法和实际焓降法的再热机组热、电分摊计算公式。
1.1 热量法分配计算
热量法的理论依据是热力学第一定律, 分配的原则是以分配前热用户的热耗量Qtp (h) 占汽轮机总热耗量Qtp的比例分配[3]。
热电厂无再热机组的总的热耗量Qtp为:
热电厂再热机组的总的热耗量Qtp'为:
汽轮机抽汽的对外供热量Qh为:
分配给供热的热耗量Qtp (h) 为:
热量法的热、电分摊比如下。
1) 无再热机组热、电分摊比βtp为:
2) 再热机组热、电分摊比βtp'为:
式中:ηb、ηp—分别表示锅炉效率、管道效率, %;
δ—再热蒸汽焓升, k J/kg;
D0、Drh、Dh—分别表示主蒸汽、再热蒸汽、供
热抽汽的流量, t/h;
h0、hh、hfw、hh'—分别表示主蒸汽、供热抽汽、给水、回水的比焓, k J/kg。
1.2 实际焓降法分配计算
实际焓降法是把热电联产汽流的热耗量按热电联产供热汽流在汽轮机中的实际焓降不足, 与主蒸汽实际焓降之比来分配总热耗量[4]。
无再热机组的供热热耗量Qtp (h) 为:
再热机组的供热热耗量Qtp (h) '为:
实际焓降法的热、电分摊比如下。
1) 无再热机组热、电分摊片比βtp为:
2) 再热机组热、电分摊比βtp'为:
式中:hc、hrh—分别表示汽轮机排汽、再热蒸汽的比焓, k J/kg。
2 定电负荷下热负荷经济调度的数学模型
热电联产机组的热负荷经济调度是在一定电负荷情况下, 满足外界热负荷的需求, 合理安排多台供热机组间的供热热负荷, 降低机组的综合煤耗, 提高汽轮机的经济性, 以使热电厂尽可能获得最大的经济效益。
热负荷经济调度的前提是在一定的电负荷约束条件下, 考虑外界需求的总热负荷在多台机组间的最优分配, 使得在特定时段内热电厂的发电煤耗是最小的。因此, 可建立数学模型为:
式中:E—目标函数;
k—机组台数;
bitp (e) —发电煤耗, g/k Wh;
P—机组的某一定电负荷, M W;
D总—热负荷的总需求量, t/h;
ΔT—某特定时段长;
Dhi—第i台机组的热负荷, t/h;
Qih (min) —第i台机组在该电负荷下的最小供热量, t/h;
Qih (max) —第i台机组在该电负荷下的最大供热量, t/h。
3 定电负荷下热负荷经济调度的解法
热电联产机组的热负荷经济调度必然也会涉及到负荷的最优分配。目前负荷优化方法种类繁多, 例如有线性规划法、模拟退火算法、混沌优化算法[5]。应用最多的主要有3种, 分别是等微增率法、动态规划法、遗传算法。所有算法大体可分为3种类型:传统优化方法、数学优化方法和智能优化方法。这些常规的计算方法都各有优缺点, 也有各自的适用范围。
等微增率法是在计算过程中以目标函数对各负荷变量的一阶偏导数相等为原则, 直接求出各负荷值, 然后检验其是否满足约束条件, 若不满足, 再用迭代法进行修正, 直到所有的解都满足约束条件为止[6]。该方法模型简单, 计算速度快, 适用于热电厂机组间热负荷的经济调度计算。
用等微增率法求解机组间的热负荷经济调度问题, 前提条件是参与调度的机组有限, 每台机组的煤耗特性曲线比较简单。但遇到复杂的性能曲线及较多的机组参与调度, 应采用其余方法, 如动态规划法等。
4 定电负荷下热负荷经济调度方案
热电联产机组在定电负荷下的热负荷经济调度方案首先要确定机组的性能曲线, 即参与调度的机组供热煤耗特性曲线, 其次是建立热负荷经济调度的数学模型, 使用最合适的方法对模型进行求解。而机组供热煤耗特性曲线是通过试验采集数据计算得出, 再根据每台机组的性能曲线进行负荷优化分配计算, 得出分配结果。最后依然通过试验检验理论方案的可行性, 验证理论优化分配是否真正有利于提高热电厂的热经济性。整体方案如图1所示。
在供热煤耗特性的计算过程中, 需对机组总热耗量分摊, 但选择哪种方法并不重要。在众多热电分摊方法中, 计算所得供热煤耗的结果都不一样, 而且差距也很大, 但这些方法最后所得结果反映的是热电成本, 即供热和供电的价格不同, 并不会对供热机组真实的供热煤耗特性产生影响, 故热电分摊方法在热电联产机组热负荷经济调度中并不存在争议。
在选择负荷优化分配的求解方法时, 可根据供热煤耗特性曲线的实际情况而定。然而, 整个方案中, 最复杂的就是现场试验, 获取机组供热煤耗特性的试验需要较大的工作量, 且试验过程复杂, 试验条件有限, 需要电厂大力支持。通过试验获得的数据更能准确反映机组的性能, 具有较高的实际价值, 这对机组进行热负荷的经济调度是至关重要的, 因为掌握精准的机组性能是经济调度的基础。只有准确、有价值的机组性能才能实施较准确且更具价值的经济调度, 故热负荷经济调度的有关试验是非常必要和有价值的, 不能因条件有限而被忽略。
5 实例计算
热电联产机组热负荷的调度问题, 只有在2台供热机组或者2台以上供热机组同时供热才具有实际意义。根据实际条件, 以某热电厂2台300MW热电联产机组为研究对象, 并以这2台300MW热电联产机组的热负荷经济调度试验所取得的数据为例, 采用热量法计算热电厂总热耗量的分配, 应用已建立的热负荷经济调度的数学模型以及等微增率求解方法进行热负荷的优化计算。汽轮机的主要技术规范如表1所示。
5.1 300MW汽轮机热负荷煤耗特性计算
此次试验时间是在2012年的供暖期末, 供暖需求相对较低, 故本次试验始终是在单台机组350t/h供热范围内进行的。由于无论哪种热电分摊方法的计算结果不会改变机组在定电负荷下热负荷煤耗特性的本质, 计算结果只是数值上的差距, 所以本文选择热量法对试验数据进行计算。
经过整理试验所得数据, 最终计算得出机组供热煤耗特性曲线如图2、图3所示。
通过试验计算得知, 当机组在定电负荷下时, 供热抽汽量越大, 发电煤耗越低, 机组的经济性就越高。无论是热量法还是实际焓降法, 发电功率一定时, 供热抽汽量增加时, 供热煤耗基本不变, 发电煤耗是逐渐降低的。由于热量法是好处归电, 所以发电煤耗下降的幅度较大。总之, 当机组负荷一定, 供热抽汽量增加时, 供热热耗分摊比增大, 发电热耗分摊比减小, 供热煤耗基本不变, 机组的发电煤耗降低。
5.2 总热负荷在两台机组间的经济调度计算
掌握了每台机组的供热煤耗特性后, 就可根据热负荷的总需求, 进行负荷经济调度计算, 计算过程用Matlab编程实现。每台机组在定电负荷下需对热负荷进行边界条件限制。
定电负荷下的供热工况优化分配计算结果如表2所示。
由试验和计算可知, 当2台机组的电负荷一致时, 在机组性能差别不大的情况下, 热负荷平均分配是最经济的一种供热方式;若两台机组电负荷不相同时, 电负荷较高的机组分配尽可能高的热负荷时, 热电厂的经济性是最好的。
6 结论
通过现场试验得出的汽轮机供热煤耗特性是热负荷经济调度计算的最佳依据, 也是最接近真实情况的, 因此, 计算得出的优化分配结果也是最实际、最准确的, 应用价值较高。
本文提出的热电联产机组热负荷经济调度技术方案, 降低了热电厂的煤耗, 提高了热电厂综合运营水平, 尤其是在不同类型供热机组共同供热的情况下, 节能效果会更加显著。
摘要：建立了热电联产机组在定电负荷下的热负荷经济调度技术方案。首先通过试验获取参与调度的每台机组供热煤耗特性曲线, 再建立热负荷经济调度数学模型, 并选择合理的优化方法对模型进行求解, 最后计算得出优化分配结果。通过某热电厂2台300MW供热机组的试验及实例计算, 得出了某热电厂在定电负荷情况下的供热煤耗特性, 以及在定电负荷情况下的热负荷最优分配。
关键词：热电联产,热负荷,经济调度,试验
参考文献
[1]A.Campos Celador, A.Erkoreka, etal.Feasibility of smallscale gas engine-based residential cogeneration in Spain[J].Energy Policy, 2011, 39:3813-3821.
[2]姚力强, 王兴国, 常澍平, 等.抽汽式机组实时调峰技术在智能电网中的应用[J].河北电力技术, 2009, (11) :49-51.
[3]郑体宽.热力发电厂[M].北京:中国电力出版社, 2008.
[4]张小舟.热电联产企业产品成本核算研究[D].南京:东南大学, 2010.
[5]陈皓勇, 张靠社, 王锡凡.电力系统机组组合问题的系统进化算法[J].中国电机工程学报, 1999, 19 (12) :9-13.
[6]汪军.机组负荷分配优化模型的神经网络计算[J].汽轮机技术, 1998, 40 (3) :153-156.
台阶试验负荷误差控制的初步研究 篇2
1 台阶试验的概念
可以用来确定人体耐力, 也可以评定心血管系统机能的实验, 同时也是一项可以对定量负荷机能的测试, 称之为台阶试验。对于每一个受试者来说, 台阶高度与运动的频率都是固定的, 因此, 让受试者在固定的时间内完成其固定负荷测试, 例如:180 s内完成固定负荷测试, 同时, 可以根据受试者在恢复期内的心跳频率与恢复的快慢来计算指数, 从理论上来说可以反映出心跳的承受能力。
2 台阶试验的国外研究现状
台阶实验是哈佛疲劳实验室的BROUHA及其同事于1943年设计完成的, 其在David B.Bill跑步机试验的基础上建立, 依据同样的原理, 用来替代跑步机、踏车、划船等进行测试, 评定机体对超负荷运动的适应能力和运动后身体机能的恢复能力[2]。半个多世纪以来, 科学家发现台阶试验评价指数与最大耗氧量 (VO2max) 具有一定的相关性。又由于受试者的身高、体重、体表面积以及下肢长度的不同, 使得研究结果存在较大的差异, 比如:对台阶运动中的耗氧和心率等参数的影响。另外还有10多项研究指出, 在青少年和儿童人群中, 这些因素的不同和台阶试验指数并无显著相关性[3]。作为一种标准的评价方法, 台阶试验在心血管功能评价中仍然存在一些问题。比如:对心血管功能的评价上台阶试验指数具有“高误差和低相关”的现象。Baum Gartner等研究表明台阶试验仅适用于一般人的心血管机能水平的评价, 但对于最大耗氧量的预测和心率的精确评价是不适用的[4]。
3 台阶试验的国内研究现状
在我国, 现在大部分的台阶测试方法是被测试人员按照节拍器的节奏上下台阶, 2 s上、下台阶一次, 3 min上下台阶90次。但可能因为人没有跟上节拍器的节奏等原因, 无法实现想要取得准确结果的假设条件, 致使上下台阶的周期大于两秒。因此, 受试者3 min完成的运动负荷小于设定的运动负荷。因为运动量不够, 因而在测试心率的时候, 心率会小于理想测试的预期值, 导致最终通过公式算出的成绩会偏高。因此, 传统台阶实验系统存在成绩准确性不高的缺点。
台阶试验和其改进方法对心血管功能评价的可靠性一直是学者们研究的重要课题。周志雄等, 在对心血管功能评价指标的同质性和有效性的实验研究中, 反映出评价心血管功能的台阶试验指标同VO2max之间并没有密切关系, 也就是说台阶试验指数不能有效反映心血管系统功能水平和有氧运动的能力[5]。王健和邓树勋也提出了类似的问题, 认为台阶试验指数同运动耐力能力、VO2max之间无密切联系, 该指数无法对人体心血管系统机能做出精确的评价[6]。此外, 台阶试验值和800 m或1000 m的成绩之间不存在显著的线性关系, 说明台阶试验值和800 m或1000 m的成绩是人为设置的两项指标之间的得分对应关系, 并非是真正的内涵关系[7]。陈东良等认为, 男生的台阶试验指数同1000 m成绩两个评价指标存在差异, 而女生的台阶试验指数同800 m成绩基本上都是一致的[8]。测试结果不同, 这可能与被试验人员的测试条件、测试环境、心理素质等因素有关, 这也说明台阶试验指数在评价人体心血管机能的有效性上存在问题。一些学者对台阶试验的科学性提出质疑, 其中刘定一研究指出, 体重不同的人进行相同的台阶实验所做的功不相同, 这将影响测试的效度。黄建华等指出:根据不同性别和年龄而制定的改良运动负荷方案还需要进一步的研究和论证[9]。而研究者则是从研究方向上研究了台阶试验对心血管功能评价所产生的有效性问题, 其研究的目的就是对台阶试验指数的可信度与科学性的相对提高, 从而完善了大学生体质的测量工作和健康评价, 对《国家学生体质健康标准》的推广与实施起到积极作用。
台阶试验对于动态心脏功能是一种较好的评价方法, 它比起安静心率、心电图来说有利于表现评价上的敏感度, 而在实际试验中试验效度指数存在着很大的差异。多年来, 通过对台阶的高度、运动时间等方面进行相应的改进与研究, 可以很好的对不同人群心血管系统机能进行评价, 因此, 产生出不同的台阶试验。如洪芝文等制定了按照身高选择五种台阶高度进行试验的方法[10], 身高在180 cm以上的则使用50 cm高的台阶试验, 而身高170 cm且18岁的使用40 cm高的台阶试验, 而这项试验要比高度统一的台阶试验更有利于科学评价。
然而, 《标准》并没有采用类似的方法可能是考虑到测试的简便性, 更为重要的是, 它仍然缺乏有关大学生台阶试验方法的论证和研究[11]。
4 复合误差对台阶试验的影响
因此, 当完成相同的负荷, 运用心输出量潜力越多, 心跳频率越快指数越低, 心功能水平也越低, 反之越高[12]。但在不同运动负荷下对台阶得分和台阶指数具有显著的影响作用, 相同受试者在不同运动负荷下测出的台阶得分和台阶指数有着很大差异。而作为影响运动负荷重要指标的台阶频率直接影响台阶得分和台阶指数, 从而影响着心功能测试的准确性。虽然目前采用的台阶实验上下台阶的次数、时间和频率是固定的, 但在实验中经常出现跟不上节拍器的节拍等一些问题影响试验结果, 如果把这时测试出的数据当成正常成绩显然不够合理。这就表明台阶试验中应该尽量控制在相同的频率下测试得出实验结果, 在考虑试验简便性的同时, 如何控制负荷强度误差, 即如何控制台阶试验频率, 对提高测试的有效性具有重要意义。
摘要：大学生体质健康测试已经成为学生体质监测中的重要项目, 而测量人体心肺功能的台阶实验是必测项目。综合国内外研究成果台阶试验负荷误差有可能会影响台阶试验准确度。该文采用文献资料法对国内外台阶测试进行了研究, 对控制台阶试验复合误差做出了综述, 阐明了控制负荷误差对台阶试验研究的重要意义。
负荷试验 篇3
1 塑料负荷变形温度测试条件的对比
GB/T 1634.1/2和EDS-T-7520规定的塑料负荷变形温度测试条件见表1。
GB/T1634.2-2004规定了样条的放置方式和尺寸的选择原则;平放是优先的放置方式, 侧立方式仅作为备选;平放的样条尺寸为80 mm×10 mm×4 mm。这种尺寸的试样既可以用模塑方法制备, 也可以用多功能试样的中央部分加工制得。该样条具有以下优点。
a.试样热膨胀对试验结果的影响较小。
b.斜角不会影响试验结果, 不会以侧棱为底立住试样。
2 试验
2.1 试验设备
a.RV-300热变形维卡测试仪:型海欧亿检测仪器公司。
b.SA600/150注塑机:海天国际控股有限公司
2.2 试验材料及样条制备
2.2.1 试验材料
以5种改性PP材料 (配方A、配方B、配方C、配方D和配方E) 为研究对象, 这5种材料分别为本公司车身内装饰板 (B柱、杯托、仪表板、门板和仪表护罩) 的专用材料, 它们的热变形温度较为接近, 存在一定的可比性。
2.2.2 制备样条
(1) 在室温下采用直接模塑方法制备样条, 样条尺寸按照不同测试标准的规定 (80 mm×10 mm×4 mm、120 mm×10 mm×4 mm、127 mm×12.7 mm×6.4 mm) , 每个配方制备3个样条备用。
(2) 样条制备按照GB/T17037.1-1997《热塑性塑料材料注塑试样的制备第1部分:一般原理及多用途试样和长条试样的制备》规定进行。注塑前, 模塑材料需要在95℃±5℃下至少干燥5 h, 试样的状态调节按照GB/T 2918-1998《塑料试样状态调节和试验的标准环境》规定进行, 状态调节的温度为23℃±2℃、时间为16～24 h。热变形温度测试试验在标准环境下进行 (环境温度为23℃±2℃, 相对湿度为50%±10%) 。
2.3 试验方案
具体试验方案见表2。
试验方案说明
(1) 由于GB/T 1634.1/2样条尺寸为 (80 mm×10×4 mm) , 采用平放试验, 该试验为本公司优选试验标准与样条, 用于横向对比其他热变形温度测试值。
(2) GB/T 1634.1/2中的120 mm×10 mm×4 mm样条沿用旧国标的侧立方式, 加载应力根据对比试验要求设计不同:本试验选用1.80 MPa和0.45 MPa的施加应力, 用于对比材料在不同施加应力之下的热变形温度测试值差异。
(3) EDS-T-7520标准来自通用韩国标准, 样条尺寸 (127 mm×12.7 mm×6.4 mm) 由该标准中的英制尺寸换算而来, 用于对比按通用韩国标准进行, 但施加应力不同的测试之间的热变形温度测试值差异。
(4) 5个方案选用根据我公司现优选标准和旧测试方法, 用于对比同一材料、不同测试方法的负荷热变形温度值和同一材料、同一施加应力、不同测试方法的负荷热变形温度。
(5) 每个方案分别选择5种不同的PP材料配方进行测试, 得出5组热变形温度值。
2.4 试验结果
按表2的试验方案对5种材料进行负荷变形温度的测定, 结果见图1～图5。
由以上试验结果看出, 虽然不同测试方法得到的具体负荷变形温度值不同, 但是不同材料分别按照5种方案测试负荷变形温度值的结果却有着相同的规律, 即负荷变形温度值由低到高的顺序均为方案1<方案2<方案5<方案3<方案4。方案1是本公司目前的优选方案, 该方案测试值的波动性小、较为稳定, 不同材料负荷热变形温度性能的优劣可以采用方案1进行测试、对比。其中按照国标与韩国测试标准选择加载负荷约为1.80 MPa (即方案1和方案5) , 其负荷变形温度值较为接近, 相差值为10℃左右;同时表明不同材料选择不同测试方法所测的负荷热变形温度测试结果不存在直接换算关系, 只能为材料性能对比值提供参考依据。
3 结论
(1) 相同材料选择不同负荷变形温度测试方法的测试结果之间不存在直接换算关系。
(2) 不同材料只有选择相同的负荷变形温度测试方法时, 负荷变形温度测试结果才能进行对比。
(3) 制定有关标准时, 需要明确负荷变形温度的测试方法, 即测试标准以及测试相关条件:样条尺寸、平放或侧放和加载力。
摘要：以几种改性PP材料为试验对象, 按照不同测试标准、在不同条件下测试了材料的负荷变形温度值, 并通过试验研究了不同测试条件对负荷变形温度值的影响。试验结果表明, 同一种材料选择不同负荷变形温度测试方法的测试结果不存在直接换算关系;只有在相同的测试方法和测试条件下, 不同材料的负荷变形温度值才能进行对比, 为制定材料标准提供了相应依据。
浅析软逻辑实现汽机的甩负荷试验 篇4
汽机甩负荷试验主要目的是考验整个系统的稳定性, 汽机转速控制的动态超调量、过度过程调整时间等动态特性。当机组脱网后对汽机DEH系统的OPC动作、调门快关时间要求非常高, 若机组脱网后OPC电磁阀和调门不能迅速动作和关闭, 会造成汽机转速飞升超过110%, 超速保护动作, 造成试验失败。大部分DEH系统的OPC功能设计都增加了继电器硬回路, 油开关动作后通过继电器中转, 一路进DCS系统, 另一路直接动作OPC电磁阀, 保证调门迅速关闭, 达到转速控制的目的。DCS和DEH采用的MAXDNA系统实现一体化控制。DEH系统未设计OPC动作硬回路, 直接采用DCS出口动作OPC电磁阀, 而DCS逻辑块的正常控制周期为500ms, 如果不修改对应模块的控制周期, 经过DCS多重逻辑判断实现的甩负荷试验将不能成功完成。
2 可行性分析和验证
汽机甩负荷调门关闭时间是指从油开关动作到调门开始动作时的延迟时间, 再加上调门的净关闭时间。根据汽机甩负荷后动态最高飞升转速公式[1]:
undefined
式中 λ—甩负荷时负荷下降的百分数。
T1、T2—油动机的滞后时间和关闭时间, s。
Ta—转子飞升时间常数。
Tv—蒸汽容积时间常数。
n0—额定转速, r/min。
可知, 飞升转速与调门油动机的延迟时间和净关闭时间密切相关。延迟时间是指油开关跳闸至调门开始关闭前的时间, 是试验时必须控制的时间, 在此时间内, 汽轮机保持甩负荷前的进汽量, 因此应尽可能减小此时间内中间环节各部件时间常数, 减小滞后时间, 才能达到控制飞升转速的目的。下面分析一下本台机组延迟时间环节:
1) 油开关动作到DCS DI (数字量输入) 卡件的时间, 油开关信号未经过中转, 为信号线路转递时间, 时间很小, 大约在40 ms以内;
2) DCS出口到OPC继电器动作到OPC电磁阀动作时间, 继电器动作需要大约是40ms, 电磁阀动作时间也基本相同, 总共时间为80 ms;
3) 经过DCS处理的延迟时间, 包括硬件扫描时间和逻辑组态控制周期, 信号回路如图1所示:
DIB和DOB为系统硬件入口和出口, 功能模块和DTAG为逻辑组态块, 控制周期参数都可以进行修改, 但是控制回路中有漏改的大控制周期模块, 会占用较大的延迟时间, 难于满足试验时间要求, 所以必须经过试验方法测算出经过DCS系统的时间, 从而估算出此滞后时间, 确定试验可行性, 以保证试验安全进行。
本台机组油开关动作进入DIB到逻辑OPC保护动作DOB出口经过了如图2所示的甩负荷逻辑判断。
试验时, 取两个数字量SOE输入点, 一个数字量输出点。输出点模拟OPC动作信号, 此输出点接至输入2上作为其输入。短接输入1, 模拟脱网信号, 此信号经过DCS以上逻辑判断后由DO卡件输出到输入2上, 记录两个试验输入点1、2的SOE时间, 即可近似算出机组脱网后经过DCS系统的延迟时间。试验分为四组, 每组四次求出平均值:第二、三组把甩负荷逻辑各功能模块放在组态同一组级下, 第一、四组把甩负荷逻辑各功能模块放在组态不同组级下, 第二、四组所有块SvcTimeBase属性改为Critical (相当于块扫面时间为40ms) , 第一、三组改任一个为Normal (相当于扫面时间为500ms) , 根据DCS SOE记录得到表1所示的延迟时间数据。
根据试验及表1分析得出以下结论:
1) 组态所有涉及到影响OPC动作逻辑块SvcTimeBase属性必须改为Critical;
2) 卡件DIB/DOB扫面时间属性必须设置为Critical;
3) 逻辑块应放入同一组级下, 可以减少滞后时间环节;
组态时所有涉及甩负荷逻辑功能块放入同一组级下, SvcTimeBase属性须设为Critical。根据静态试验得出甩负荷的整个滞后时间约为250 ms。
3 试验过程
根据试验结果, 可以进行50%与100%甩负荷试验。试验进行前, 首先检查外围硬件:检查继电器和OPC电磁阀驱动电源, 保证DCS出口后继电器和电磁阀能可靠动作;第二, 再检查DCS甩负荷逻辑, 逐一检查修改各功能块SvcTimeBase属性为Critical, 注意DIB、DOB的修改, 不能遗漏。另外, 本套DEH系统设计有通过伺服驱动卡快关回路, 能使伺服卡调门指令快速回零, 达到快关的双重保护之目的, 所以此快关回路逻辑功能块的控制周期也需进行相应修改。最后根据甩负荷试验程序完成甩前准备工作, 投切相应保护和联锁。
4 结论
2×300MW CFB机组第一台机组的甩负荷试验由DCS系统软逻辑成功完成。50%甩负荷试验, 汽机的最大飞升转速为3069rpm, 油开关动作到DCS DI点OPC动作的时间为100.95ms, OPC动作出口到调门开始关闭的时间为69.20ms, 调门净关闭时间65.00ms , 故脱网到调门关闭总时间为235.15ms;根据50%甩负荷试验各项指标均满足要求, 进行100%甩负荷试验, 汽机的最大飞升转速为3199 rpm, 油开关动作到DCS DI点OPC动作的时间为90.33ms, OPC动作出口到调门开始关闭的时间为69.00ms, 调门净关闭时间197.50ms , 脱网到调门关闭总时间为356.83ms。随着DCS软硬件技术的不断发展, DCS系统各项功能得到快速的提升, 通常对时间要求比较高的汽机甩负荷试验, 都能直接通过DCS系统较好的完成。
摘要：通过某电厂实际甩负荷试验成功应用实例, 介绍某300MW机组甩负荷设计中, 无脱网信号直接动作OPC硬回路, 即用软逻辑实现OPC控制的甩负荷DCS控制周期设置方法, OPC动作时间和甩负荷控制指标的测试结果。
关键词：甩负荷,逻辑,控制周期,DCS,OPC
参考文献
[1]王文营, 李士军, 王建.汽轮发电机组甩负荷试验的分析探讨[J].河北电力技术, 2004, (3) .
负荷试验 篇5
“菲特”台风过境后, 将某变电所10k V一、二次设备淹没, 供电公司想尽办法将该所的负荷转出, 但是还有几条线的负荷始终不能满足用电需求, 本着优质服务的原则, 供电公司决定将1座110k V移动变的设备包括主变保护及10k V出线开关柜移至该变电所, 35k V进线及主变仍沿用该变电所的老设备, 以便尽早送电。
2 转移负荷后的保护试验数据
一、二次接线完成后, 输入保护定值, 装置报“平衡系数错”。该主变差动保护采用南瑞继保公司RCS-9671C型的产品, 装置通过变压器容量、各侧额定电压和各侧TA变比及接线方式的整定, 装置自动进行各侧平衡系数的计算, 通过软件进行Y→Δ变换及平衡系数调整。平衡系数的内部算法如下 (以变压器接线方式Kmode=1为例) 。
由以上参数可知Kph4为4.5465明显大于4, 所以输入后装置立马报“平衡系数错”, 这说明平衡系数太大, 厂家建议最好改变TA变比以满足要求, 这样更能保证差动保护的性能。考虑到10.5k V侧TA没有备用TA可以换, 客户投诉多, 负荷压力大, 所以就联系南瑞厂家, 希望厂家进行处理。厂家积极配合, 连夜寄来芯片, 换上厂家处理后芯片后, 保护运行正常, 经调试, 保护出口也一切正常。
所有保护调试完成后, TS移动变进入投运阶段, 主变差动带负荷试验数据如表1所示, 表1中:IA、IB、IC为高压侧电流, Ia、Ib、Ic为低压侧, 电压Ua、Ub、Uc为10.5k V二次侧电压。
3 数据异常的分析及处理
由表1数据分析, 不得不让人担心, 是不是保护运行不正常了, 联系厂家, 厂家说虽换了芯片, 但毕竟10.5k V侧TA变比太大, 他们心中也没有数。短接装置的外回路, 加入刚才带负荷的试验数据, 采样值及差流跟试验数据一致, 再次说明了保护装置一切正常, 不是因为芯片原因导致的, TA极性接错, 不可能出现那个差流。于是在35k V压变与10.5k V压变进行核相, 试验数据如表2所示, 表2中:UA、UB、UC为35k V二次侧电压, Ua、Ub、Uc为10.5k V二次侧电压。
结合两者数据分析可知, 变压器的接线组别是Y/Δ-1, 将变压器接线方式Kmode改为04后, 保护差流显示为0.01Ie, 这是什么原因造成的呢?
停电后, 2#主变改为主变检修状态, 检查发现35k V系统A、B、C接至变压器高压侧端的C、B、A, 变压器低压侧c、b、a接至10.5k V母排的A、B、C, 如图1所示。
现场检查废弃后1#主变35k V差动保护的电流接线, 因为原本是电磁型保护DCH-2, 35k V电流采用三角接线, 电流引出端子A411从C1S1引出, B411从A1S1引出, C411从B1S1引出, 再次验证了以前现场1#主变接线组别接成了Y/Δ-1。
考虑到变电所2台主变一直为Y/Δ-1接线, 改换一次接线10.5k V电缆引线有一定的难度, 用户用电迫切, 老的主变容量也很小, 考虑到等另一个变电所改造完成后, 负荷就可以转出去了, 这只是一个暂时过程, 所以就不在一次设备上进行调整, 而是直接将保护接线方式Kmode改为04, 投运后带负荷试验数据一切正常。
4 结束语
负荷试验 篇6
当机组主要辅机故障跳闸造成机组实发功率受到限制时, 为适应设备出力, 协调控制系统强制将机组负荷减到尚在运行的辅机所能承受的负荷目标值。协调控制系统的该功能称为辅机故障甩负荷 (RUNBACK) , 简称RB。通过RB试验检验其控制功能、逻辑、时序等设计的合理性, 同时该试验将取得机组正常运行时不易取得的工况数据, 对机组安全运行具有指导意义。
1 RB类型和目标负荷
浙江某电厂5号机组锅炉为上海锅炉厂引进法国阿尔斯通公司技术生产的SG3091/27.56-M54X超超临界塔式直流炉, 主要辅机配置为2台送、引、一次风机以及2台空预器, 6台HP-1163型中速磨煤机 (5台运行, 1台备用) 。汽轮机是由上海汽轮机厂和德国SIEMENS公司联合设计制造的N1000-26.25/600/600 (TC4F) 超超临界机组, 每台机组设置两台50%容量的汽动给水泵组。主要辅机中任一台故障, 满足条件触发RB, RB触发后将根据跳闸辅机类型来设定目标负荷和相应的控制程序。机组的最大允许出力切换为RB目标负荷, 各RB类型判别和目标负荷如表1:
2 RB触发条件
2.1 基本条件:
燃料主控投自动、给水控制投自动、负荷大于500MW、RB功能子环投入。
2.2 RB判别回路:
单元机组的功率, 锅炉主控指令, 和锅炉最大可能出力小选后减1, 经过一个速率限制器输出, 当该输出值大于机组最大可能出力时, 比较器Max2端置1, 触发机组RB。
此回路能保证机组只有出现最大可能出力突然降低 (辅机停运) , 才会触发RB;当负荷或者锅炉指令异常升高至大于机组最大可能出力时, 不会导致RB误动。简单而言, 只有机组出现辅机停运时, 才会触发RB, 而譬如高加解列等造成负荷上升值超过最大可能出力值是不会触发RB的。
2.3 减负荷速率和和降降压压速速率率
RB发生后, 锅炉将快速减负荷至尚在运行辅机所能承受的目标负荷, 汽轮机控制主蒸汽降压速率不超过某一限值, 使机组平稳过渡到下一平衡点。减负荷速率和降压速率由跳闸设备的特点所决定。各辅机RB时, 锅炉指令下降速率和主汽压降压速率限制如下:
燃料RB为50%和0.5Mpa/min
空预器、送风机、引风机RB为100%和1Mpa/min
一次风机和给水泵RB为200%和1.5Mpa/min
3 RB主要联锁
●机组由CCS方式切至TF方式, 负荷指令跟踪当前负荷值, 负荷速率限制失效。
●主汽压力设定值跟踪实际压力, 经RB降压速率限制器限速后送至DEH作为汽轮机压力控制值, 原变压速率限制失效。
●锅炉指令按RB减负荷速率降至目标负荷, 并在RB复归前不可控。
●除燃料RB不触发跳磨外, 其他RB均通过跳闸磨煤机实现快速减负荷, 并最终保留3台磨运行。RB触发瞬间跳闸一台制粉系统, 间隔10秒后跳闸第二台磨, 10秒后跳闸第三台磨 (6台磨运行时) 。一次风机RB时, 跳磨间隔为2秒。跳磨顺序均为A-F-E。
●汽轮机控制由限压方式切至初压方式, DEH遥控自动撤出。
●机组一次调频退出, 高旁压力设定值降低0.6MPa。
●停止热值校正。
●氧量校正自动撤出, 跟踪实际氧量。
●延时7min后, 给水焓值控制器闭锁增焓 (即不论焓值多低, 均不会因焓值而减少给水) 。
一次风机RB做了较多针对性设置, 主要项目如下:
仍运行的一次风机动叶保护开;程控投C层油枪;B、C、D制粉系统风量低跳闸延时由3s改为30s;B、C、D、E制粉系统冷风调节挡板自动开10s;2min后增加给水约90T/H。
4 RB复归
RB有手动和自动两种复归方式。手动复归由运行人员在OT画面上操作, 但必须等到RB降压速率限制器前后差压小于0.2Mpa (主汽压力稳定) , 且无RB条件存在后才允许复归。当实际负荷与目标负荷偏差小于2%时RB自动复归, 但RB降压速率限制器仍有效, 直到RB降压速率限制器前后差压小于0.2Mpa, 该限制器才失效。RB复归后, 机组恢复至正常TF方式, 锅炉主控恢复手动控制。一般而言, 负荷和压力的双重稳定才算RB结束。
5 RB校验 (以燃料RUNBACK和送/引风机RUNBACK试验为例)
5.1 试验过程
接值长令, 开始相关RB试验, 触发RB, 机组由CCS方式切至TF方式, 限压切为初压方式, 相关制粉系统跳闸动作正常, 其它参数如下:
5.2 试验分析
辅机RB后锅炉主控指令:2台制粉系统跳闸锅炉主控指令降为63%, 送、引风机RB后锅炉主控指令为50%。随着锅炉主控的迅速下降, 给水量快速减少, 机炉侧协调系统匹配较好, 整个实验过程没有发生严重的水煤比失调。
炉膛负压分析:送、引风机RB时炉膛负压波动为-235/127Pa, 2台制粉系统RB时负压波动更大, 为-1196/650Pa, 这主要是由于送/引风机RB时同侧风机联跳, 在总体上保持了锅炉炉膛进出工质的平衡。同时, 送/引风机RB比燃料RB时引风机静叶开度要大, 引风机调节特性相对较好。
温度分析:RB实际动作过程中, 中间点温度、过热度波动较大, 先下降, 再迅速反弹, 燃料RB时中间点温度最高477℃, 过热度74℃;送、引风机RB时中间点温度最高466℃, 过热度最高达到71℃。
6 结束语
通过燃料和送、引风机RB试验校验了本机组RB功能相关逻辑基本合理, 当重要辅机故障时, 能够保证机组安全运行。试验过程中的数据在机组正常运行时无法取得的, 而这些数据对机组安全稳定运行及事故处理具有重大意义。
摘要：重要辅机发生故障跳闸, 辅机出力低于给定功率时, 自动控制系统将机组负荷快速降低至合适出力, 是机组热工自动控制系统性能和功能的体现, 也是维护机组安全的一个重要保障。通过文章的分析, 希望能够对相关工作提供借鉴。
关键词：1000MW机组,快速甩负荷,辅机故障,协调控制
参考文献
负荷试验 篇7
1 对象与方法
1.1 对象
抽取某医学院80名男性大学生为实验对象,分为2组,每组各40人。实验组平均年龄(21.62±3.30)岁,均为各年级体育代表队成员(篮球队12人,排球队8人,足球队16人,田径队4人),每周进行体育锻炼3次以上,每次体育锻炼时间为1.5~2 h;对照组平均年龄(21.30±3.11)岁,每周参加体育锻炼时间少于1 h。80名大学生均无心肺疾病,未经过正规体育训练。
1.2 仪器
试验所用仪器有:超声心动图(ALOKasso-710型)、运动心肺功能及能量消耗测定仪(Sensormedics No2900)、Hans rudolph单向呼吸活瓣和口器、脉搏测氧仪(Nallcor-oximeter)、肺功能仪(Minato As-300)和SLH2-1型多功能自行车。
1.3 方法
测量受试者身高、体重、肺活量、量大通气量(MVV)、静息状态及负荷6 min后的每分通气量(VE)、呼吸频率(BF)、每分钟摄氧量(VO2)、每博摄氧量(VO2P)、每千克体重摄氧量(VO2kg)、心率(HR)、每搏量(SV)、每分钟输出量(CO)。运动员负荷时,功率为75 W,速度是60次/min。呼吸储备BR=MVV(Maximal Voluntary Ventilation)[1]。
所测数据采用SPSS 12.0软件包进行统计处理。
2 结果
2.1 静息状态下2组学生各项生理指标比较 见表1。
2组学生各生理指标均在正常值范围内,经t检验,肺活量和MVV试验组均高于对照组,差异有统计学意义;VE,BF,VO2,VO2P,VO2kg,CO峰值差异无统计学意义,试验组HR低于对照组;SV高于对照组,且差异有统计学意义(P<0.01)。
2.2 运动负荷后2组学生各项生理指标比较
见表2。负荷状态下实验组VE,VO2P,VO2kg,SV峰值均高于对照组,且差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);BF,HR明显低于对照组(P<0.05)。
3 讨论
人的运动能力取决于肺的通气和换气功能、心脏的泵血功能及周围组织的摄氧能力。本文的对照组受试者为长期处于学习负担重、参加体育锻炼较少的医科大学生。运动负荷时VE为静息期的5.5倍,BR均数高于预计值(X=38 L/min)[2]。说明医科大学生肺的通气功能良好,有潜力承担更高负荷。VO2和VO2P分别为静息期7.3倍和2.5倍,提示肺的摄氧能力较好,SV为静息期的1.3倍,CO为2.8倍,证实对照组大学生心肺泵血功能较好,能够随负荷的增加而增加。实验组学生为体育爱好者,平均每周有3次以上的体育锻炼,且每次体育锻炼时间在1.5~2 h之间,参加业余体育锻炼均在2 a以上,实验组静息期HR显著低于对照组,SV显著高于对照组(P<0.01或P<0.05),说明由于长期坚持体育锻炼,人体是以较低的HR、较高的SV来满足生理需要的,心脏收缩力增强,心脏泵血功能增加。负荷时,实验组各指标随负荷的增加而增加,其中BF、HR增加幅度低于对照组,VE,VO2P,VO2kg、SV高于对照组,提示肺的通气功能、换气功能较对照组强。由于CO=SV×HR,故对照组学生是以较大的SV、较低的HR来满足负荷需要的,说明实验组心脏泵血功能较对照组强,能发挥自己的心力储备,与王锡群等[3]报道相符。
本实验结果发现,2组学生恢复期VO2均高于静息期2.7倍,与Forkert[4]报道一致。运动后过量氧耗,其原因主要是:(1)运动后肌温升高致代谢率增高;(2)CP再合成耗氧;(3)运动后儿茶酚胺保持高水平促进线粒体呼吸作用和Na+,K+,ATP酶活动;(4)Ca2+在回收终末池前刺激线粒体呼吸;(5)甲状腺泵和糖皮质激素释放后在恢复期仍有加强Na+,K+泵活动[5]。
摘要：目的了解医科大学生心肺功能及体育锻炼对大学生体能状态的影响,为促进高校大学生养成良好的体育锻炼习惯提供依据。方法以40名经常参加体育锻炼男生为实验组,另选取40名身体健康状况良好、与实验组年龄无差异的男生为对照组,用心肺功能测量仪及超声心动图测量静息及负荷状态下心肺功能9项指标,对测试结果进行对比分析。结果2组学生心肺各项指标均在正常生理范围内,心肺功能正常。负荷状态下,实验组呼吸频率和心率明显低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01);每分钟通气量、每千克体重摄氧量、每博摄氧量、每搏量峰值显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)。结论实验组学生心脏泵血功能优于对照组,肺通气及换气功能较对照组有所增强。
关键词：全身负荷,运动活动,呼吸功能试验,学生,医科
参考文献
[1]陈宝元,杜文彬.国人递增负荷极量水平运动试验正常值的探讨.中国应用生理学杂志,1989,5(2):22.
[2]陈余清,徐凤珍,王爱华,等.大学生运动负荷试验初探.中国学校卫生,1998,19(2):105.
[3]王锡群,徐秀君.长距离步行锻炼对中老年女性心脏机能的影响.蚌埠医学院报,1998,23(3):187.
[4]FORKERTL.Oxygenation in patients with chronic airwary obstruction after cessation of eserise chest,1989,96:1099.