印度JSG4×600MW燃煤電站甩負(fù)荷帶廠用電試驗(yàn)總結(jié)

吳慶禮

摘要:印度JHARSUGUDA4×600MW項(xiàng)目是中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品出口印度的第一臺(tái)600MW機(jī)組工程,機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境、設(shè)計(jì)要求與國(guó)內(nèi)差別較大。大合同中要求,機(jī)組應(yīng)該具有甩負(fù)荷帶廠用電運(yùn)行的功能,在國(guó)內(nèi)機(jī)組上通常只有甩負(fù)荷功能,而沒(méi)有甩負(fù)荷帶廠用電功能,所以,也沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)和操作規(guī)程,要實(shí)現(xiàn)合同中的這個(gè)功能要求,必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究、試驗(yàn)。本文結(jié)合試驗(yàn)的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)機(jī)組甩負(fù)荷帶廠用電運(yùn)行進(jìn)行了探討和總結(jié),已供借鑒。

關(guān)鍵詞:孤島運(yùn)行甩負(fù)荷電網(wǎng)切換穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)整

中圖分類號(hào):TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0052-01

1 概述

該試驗(yàn)是指機(jī)組在電網(wǎng)或線路出現(xiàn)故障而機(jī)組本身運(yùn)行正常的情況下,機(jī)組主變出線開(kāi)關(guān)跳閘,不聯(lián)跳汽機(jī)和鍋爐,發(fā)電機(jī)帶機(jī)組的廠用電運(yùn)行,汽機(jī)保持3000r/min,鍋爐快速減少燃料量,高低壓旁路快速開(kāi)啟,實(shí)現(xiàn)機(jī)組僅帶廠用電的“孤島運(yùn)行”。為此,針對(duì)此試驗(yàn),項(xiàng)目部進(jìn)行了反復(fù)的探討、研究,在大約半年多的時(shí)間里,根據(jù)機(jī)組的外網(wǎng)故障情況,進(jìn)行了反復(fù)的摸索、討論、試驗(yàn)。

本工程鍋爐型號(hào):HG-2060/17.5-YM9中國(guó)哈爾濱鍋爐廠有限公司生產(chǎn)。為亞臨界、單爐膛、中間一次再熱、強(qiáng)制循環(huán)、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸Π型燃煤汽包爐,鍋爐直流式燃燒器四角切園燃燒方式,設(shè)計(jì)燃料為煙煤制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式,設(shè)有兩臺(tái)50%容量的一次風(fēng)機(jī)提供一次熱、冷風(fēng)輸送煤。制粉系統(tǒng)共配有6臺(tái)雙進(jìn)雙出鋼球磨。

汽機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、中間再熱、單軸三缸四排汽、沖動(dòng)凝汽式,設(shè)計(jì)額定功率為600MW。汽機(jī)采用高中壓缸合缸結(jié)構(gòu),低壓缸為雙流反向布置。本機(jī)共設(shè)有八段抽汽,分別供給三臺(tái)高壓加熱器、一臺(tái)除氧器、四臺(tái)低壓加熱器。本機(jī)設(shè)有二個(gè)高壓自動(dòng)主汽門和四個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽門,布置在機(jī)頭前的運(yùn)轉(zhuǎn)層下方;二個(gè)左右對(duì)稱布置的中壓聯(lián)合汽門。

發(fā)電機(jī)組采用東方電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的水—?dú)洹獨(dú)淅鋮s型的發(fā)電機(jī),產(chǎn)品編號(hào)QFSN-600-2-22D,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁型式為靜態(tài)自并勵(lì)系統(tǒng)。

2 方案實(shí)施

在#2機(jī)組調(diào)試階段,本工程項(xiàng)目部會(huì)同設(shè)計(jì)方、相關(guān)廠家對(duì)甩負(fù)荷帶廠用電控制方案進(jìn)行了多次討論,并修改了發(fā)電機(jī)、汽機(jī)的相關(guān)聯(lián)鎖與保護(hù),汽輪機(jī)廠家對(duì)DEH控制系統(tǒng)做了修改,調(diào)試單位編制了《甩負(fù)荷帶廠用電試驗(yàn)措施》。但實(shí)際實(shí)施過(guò)程均為在外電網(wǎng)突發(fā)故障的情況下,進(jìn)行的該試驗(yàn),并沒(méi)有人為的去做甩負(fù)荷工況。針對(duì)1號(hào)、2號(hào)機(jī)組在試運(yùn)中,由于外電網(wǎng)故障造成的甩負(fù)荷所暴露出的問(wèn)題,對(duì)每一次甩負(fù)荷,進(jìn)行了認(rèn)真的分析,并將情況反饋到相關(guān)方。在設(shè)計(jì)院、廠家的共同協(xié)助下,成功解決了甩負(fù)荷后的低頻、鍋爐上水等關(guān)鍵問(wèn)題。

2.1 低頻問(wèn)題的解決

機(jī)組要實(shí)現(xiàn)甩負(fù)荷帶廠用電功能(FCB),其保護(hù)、聯(lián)鎖與國(guó)內(nèi)機(jī)組的設(shè)計(jì)有所不同,主要區(qū)別包括在以下方面:

⑴發(fā)電機(jī)保護(hù):發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)跳閘(即解列)發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)不跳開(kāi),發(fā)電機(jī)可以繼續(xù)帶廠用電。⑵汽輪機(jī)ETS保護(hù):當(dāng)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)跳閘后,信號(hào)通常直接送至ETS系統(tǒng),連跳汽機(jī)。此信號(hào)在甩負(fù)荷帶廠用電機(jī)組中不應(yīng)保留,只保留發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置跳閘至ETS的“電跳機(jī)”信號(hào)。⑶旁路系統(tǒng)的聯(lián)鎖:DEH系統(tǒng)判斷機(jī)組進(jìn)入甩負(fù)荷帶廠用電模式后將信號(hào)送至旁路系統(tǒng),旁路系統(tǒng)接到FCB信號(hào)時(shí),快開(kāi)并自動(dòng)控制主汽、再熱汽壓力。⑷重要設(shè)備的保護(hù)方案:引風(fēng)機(jī)、電泵、爐水循環(huán)泵不投低電壓保護(hù),或低電壓保護(hù)延遲加長(zhǎng)。⑸DEH判斷進(jìn)入FCB狀態(tài)的條件:a主變出口斷路器跳閘;b發(fā)電機(jī)功率大于30%(180MW);c發(fā)電機(jī)功率變化率大于120MW;d負(fù)荷快速下降幅度大于10MW。⑹機(jī)組調(diào)門動(dòng)作與轉(zhuǎn)速控制:發(fā)生甩負(fù)荷后,發(fā)電機(jī)負(fù)荷瞬間由正常負(fù)荷降至30～45MW左右,DEH判斷進(jìn)入甩負(fù)荷帶廠用電工況,閥門閥位指令清零,高中壓調(diào)門快關(guān)電磁閥帶電,快速關(guān)閉,此信號(hào)維持1S(原為2S)后,DEH控制切換到轉(zhuǎn)速PID控制回路,目標(biāo)轉(zhuǎn)速3000r/min,同時(shí)汽輪機(jī)在強(qiáng)大的慣性作用下轉(zhuǎn)速飛升,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到3060r/min觸發(fā)加速度限制動(dòng)作,調(diào)門閥位輸出再次清零,高中壓調(diào)門快關(guān)電磁閥再次帶電,快速關(guān)閉,當(dāng)轉(zhuǎn)速低于3090r/min時(shí)延時(shí)2S后,快關(guān)電磁閥復(fù)位。如果轉(zhuǎn)速飛升到3120r/min將造成OPC動(dòng)作,調(diào)門閥位輸出再次清零,高中壓調(diào)門快關(guān)電磁閥再次帶電,快速關(guān)閉,當(dāng)轉(zhuǎn)速低于3090r/min時(shí)延時(shí)2S后,快關(guān)電磁閥復(fù)位,工作油壓建立,轉(zhuǎn)速PID控制回路開(kāi)始調(diào)節(jié)(中調(diào)門參與調(diào)節(jié))。

上述的程序與定值的修改克服了低頻的問(wèn)題,最后兩次的甩負(fù)荷沒(méi)有再出現(xiàn)低頻問(wèn)題。

2.2 鍋爐上水問(wèn)題的解決:

兩臺(tái)汽泵運(yùn)行發(fā)生甩負(fù)荷以后,機(jī)組高、中壓調(diào)閥關(guān)閉,四抽汽源壓力迅速降低,同時(shí)汽泵汽源無(wú)法得到保障。此時(shí)維持汽包水位的方案有三個(gè)。

2.2.1 小機(jī)汽源切換至輔汽

正常運(yùn)行期間,輔汽聯(lián)箱的汽源來(lái)自四抽,同時(shí)冷段至輔汽聯(lián)箱調(diào)節(jié)門前后電動(dòng)門在開(kāi)啟狀態(tài)(調(diào)節(jié)門關(guān)閉),使此路汽源一直在熱備用狀態(tài)。

2.2.2 小機(jī)汽源切換至冷段

需進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目:(1)試驗(yàn)條件:小機(jī)切換閥前電動(dòng)門處于開(kāi)啟位置,電動(dòng)門前疏水閥、切換閥后疏水閥處于開(kāi)啟,確保熱備用。(2)試驗(yàn)過(guò)程:關(guān)閉小機(jī)四抽進(jìn)汽電動(dòng)門,小機(jī)調(diào)閥逐漸開(kāi)啟,到開(kāi)度達(dá)到95%,小機(jī)切換閥逐漸開(kāi)啟,小機(jī)調(diào)門全開(kāi)后,依靠切換閥控制小機(jī)轉(zhuǎn)速。

2.2.3 開(kāi)啟電泵保證供水:甩負(fù)荷后應(yīng)立即打掉一臺(tái)小機(jī),保證一臺(tái)汽泵能夠正常向鍋爐上水。應(yīng)盡快將電泵投入運(yùn)行,電泵投入后先保持再循環(huán),增加了孤島運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷,有利于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

3 試驗(yàn)結(jié)果

#1機(jī)組移交后,發(fā)生過(guò)一次外部線路故障機(jī)組甩負(fù)荷的情況,因故障原因確定較為及時(shí),運(yùn)行人員獨(dú)立操作成功實(shí)現(xiàn)了甩負(fù)荷帶廠用電功能,并迅速再次并網(wǎng)成功。此次甩負(fù)荷帶廠用電運(yùn)行總計(jì)15分鐘,成功驗(yàn)證了DEH控制系統(tǒng)、汽機(jī)調(diào)門的閥門特性以及機(jī)組轉(zhuǎn)速和廠用電頻率等的穩(wěn)定性,滿足大合同要求。基本實(shí)現(xiàn)了甩負(fù)荷帶廠用電功能。

4 總結(jié)機(jī)組甩負(fù)荷過(guò)程中注意事項(xiàng)及處理措施

(1)機(jī)組甩負(fù)荷之后,應(yīng)立即調(diào)整11KV電壓,并利用鍋爐熱量和接近高負(fù)荷情況下,以最快速度開(kāi)啟電泵。發(fā)生甩負(fù)荷后運(yùn)行人員應(yīng)準(zhǔn)確判定電泵具備啟動(dòng)條件,同時(shí)電泵開(kāi)啟之后,增加機(jī)組所帶的廠用電,有利于機(jī)組穩(wěn)定。(2)汽泵、電泵與水位調(diào)節(jié)及機(jī)組穩(wěn)定的關(guān)系:甩負(fù)荷后應(yīng)立即打掉一臺(tái)小機(jī),保證一臺(tái)汽泵向鍋爐上水。電泵應(yīng)盡快投入運(yùn)行,調(diào)整電泵上水時(shí),盡量保證穩(wěn)定調(diào)整,避免大幅調(diào)整,進(jìn)而導(dǎo)致孤島負(fù)荷波動(dòng)。(3)汽泵汽源:機(jī)組甩負(fù)荷后,四抽汽源壓力將會(huì)迅速降低,小機(jī)汽源改用冷段供汽,確保汽泵組運(yùn)行汽源穩(wěn)定。(4)工作分工:機(jī)組甩負(fù)荷后,爐側(cè)主要負(fù)責(zé)燃燒、汽包水位調(diào)整;機(jī)側(cè)負(fù)責(zé)汽泵與電泵調(diào)整、高低壓旁路的調(diào)整。(5)不適宜甩負(fù)荷帶廠用電的情況:本工程400KV升壓站兩條母線分別接入省電網(wǎng)與國(guó)家電網(wǎng),當(dāng)發(fā)電機(jī)出口連接母線與啟備變不在一條母線上時(shí)不適合投甩負(fù)荷帶廠用電功能。