印度JSG4×600MW燃煤電站甩負荷帶廠用電試驗總結

吳慶禮

摘要:印度JHARSUGUDA4×600MW項目是中國機電產品出口印度的第一臺600MW機組工程,機組的運行環境、設計要求與國內差別較大。大合同中要求,機組應該具有甩負荷帶廠用電運行的功能,在國內機組上通常只有甩負荷功能,而沒有甩負荷帶廠用電功能,所以,也沒有成熟的經驗和操作規程,要實現合同中的這個功能要求,必須經過反復的研究、試驗。本文結合試驗的成功經驗對機組甩負荷帶廠用電運行進行了探討和總結,已供借鑒。

關鍵詞:孤島運行甩負荷電網切換穩定運行調整

中圖分類號:TM61 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0052-01

1 概述

該試驗是指機組在電網或線路出現故障而機組本身運行正常的情況下,機組主變出線開關跳閘,不聯跳汽機和鍋爐,發電機帶機組的廠用電運行,汽機保持3000r/min,鍋爐快速減少燃料量,高低壓旁路快速開啟,實現機組僅帶廠用電的“孤島運行”。為此,針對此試驗,項目部進行了反復的探討、研究,在大約半年多的時間里,根據機組的外網故障情況,進行了反復的摸索、討論、試驗。

本工程鍋爐型號:HG-2060/17.5-YM9中國哈爾濱鍋爐廠有限公司生產。為亞臨界、單爐膛、中間一次再熱、強制循環、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、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,設計燃料為煙煤制粉系統采用正壓直吹式,設有兩臺50%容量的一次風機提供一次熱、冷風輸送煤。制粉系統共配有6臺雙進雙出鋼球磨。

汽機為東方汽輪機廠生產的亞臨界、中間再熱、單軸三缸四排汽、沖動凝汽式,設計額定功率為600MW。汽機采用高中壓缸合缸結構,低壓缸為雙流反向布置。本機共設有八段抽汽,分別供給三臺高壓加熱器、一臺除氧器、四臺低壓加熱器。本機設有二個高壓自動主汽門和四個高壓調節汽門,布置在機頭前的運轉層下方;二個左右對稱布置的中壓聯合汽門。

發電機組采用東方電機股份有限公司生產的水—氫—氫冷卻型的發電機,產品編號QFSN-600-2-22D,發電機的勵磁型式為靜態自并勵系統。

2 方案實施

在#2機組調試階段,本工程項目部會同設計方、相關廠家對甩負荷帶廠用電控制方案進行了多次討論,并修改了發電機、汽機的相關聯鎖與保護,汽輪機廠家對DEH控制系統做了修改,調試單位編制了《甩負荷帶廠用電試驗措施》。但實際實施過程均為在外電網突發故障的情況下,進行的該試驗,并沒有人為的去做甩負荷工況。針對1號、2號機組在試運中,由于外電網故障造成的甩負荷所暴露出的問題,對每一次甩負荷,進行了認真的分析,并將情況反饋到相關方。在設計院、廠家的共同協助下,成功解決了甩負荷后的低頻、鍋爐上水等關鍵問題。

2.1 低頻問題的解決

機組要實現甩負荷帶廠用電功能(FCB),其保護、聯鎖與國內機組的設計有所不同,主要區別包括在以下方面:

⑴發電機保護:發電機出口開關跳閘(即解列)發電機滅磁開關不跳開,發電機可以繼續帶廠用電。⑵汽輪機ETS保護:當發電機出口開關跳閘后,信號通常直接送至ETS系統,連跳汽機。此信號在甩負荷帶廠用電機組中不應保留,只保留發電機保護裝置跳閘至ETS的“電跳機”信號。⑶旁路系統的聯鎖:DEH系統判斷機組進入甩負荷帶廠用電模式后將信號送至旁路系統,旁路系統接到FCB信號時,快開并自動控制主汽、再熱汽壓力。⑷重要設備的保護方案:引風機、電泵、爐水循環泵不投低電壓保護,或低電壓保護延遲加長。⑸DEH判斷進入FCB狀態的條件:a主變出口斷路器跳閘;b發電機功率大于30%(180MW);c發電機功率變化率大于120MW;d負荷快速下降幅度大于10MW。⑹機組調門動作與轉速控制:發生甩負荷后,發電機負荷瞬間由正常負荷降至30～45MW左右,DEH判斷進入甩負荷帶廠用電工況,閥門閥位指令清零,高中壓調門快關電磁閥帶電,快速關閉,此信號維持1S(原為2S)后,DEH控制切換到轉速PID控制回路,目標轉速3000r/min,同時汽輪機在強大的慣性作用下轉速飛升,當轉速達到3060r/min觸發加速度限制動作,調門閥位輸出再次清零,高中壓調門快關電磁閥再次帶電,快速關閉,當轉速低于3090r/min時延時2S后,快關電磁閥復位。如果轉速飛升到3120r/min將造成OPC動作,調門閥位輸出再次清零,高中壓調門快關電磁閥再次帶電,快速關閉,當轉速低于3090r/min時延時2S后,快關電磁閥復位,工作油壓建立,轉速PID控制回路開始調節(中調門參與調節)。

上述的程序與定值的修改克服了低頻的問題,最后兩次的甩負荷沒有再出現低頻問題。

2.2 鍋爐上水問題的解決:

兩臺汽泵運行發生甩負荷以后,機組高、中壓調閥關閉,四抽汽源壓力迅速降低,同時汽泵汽源無法得到保障。此時維持汽包水位的方案有三個。

2.2.1 小機汽源切換至輔汽

正常運行期間,輔汽聯箱的汽源來自四抽,同時冷段至輔汽聯箱調節門前后電動門在開啟狀態(調節門關閉),使此路汽源一直在熱備用狀態。

2.2.2 小機汽源切換至冷段

需進行的試驗項目:(1)試驗條件:小機切換閥前電動門處于開啟位置,電動門前疏水閥、切換閥后疏水閥處于開啟,確保熱備用。(2)試驗過程:關閉小機四抽進汽電動門,小機調閥逐漸開啟,到開度達到95%,小機切換閥逐漸開啟,小機調門全開后,依靠切換閥控制小機轉速。

2.2.3 開啟電泵保證供水:甩負荷后應立即打掉一臺小機,保證一臺汽泵能夠正常向鍋爐上水。應盡快將電泵投入運行,電泵投入后先保持再循環,增加了孤島運行時的負荷,有利于機組穩定運行。

3 試驗結果

#1機組移交后,發生過一次外部線路故障機組甩負荷的情況,因故障原因確定較為及時,運行人員獨立操作成功實現了甩負荷帶廠用電功能,并迅速再次并網成功。此次甩負荷帶廠用電運行總計15分鐘,成功驗證了DEH控制系統、汽機調門的閥門特性以及機組轉速和廠用電頻率等的穩定性,滿足大合同要求。基本實現了甩負荷帶廠用電功能。

4 總結機組甩負荷過程中注意事項及處理措施

(1)機組甩負荷之后,應立即調整11KV電壓,并利用鍋爐熱量和接近高負荷情況下,以最快速度開啟電泵。發生甩負荷后運行人員應準確判定電泵具備啟動條件,同時電泵開啟之后,增加機組所帶的廠用電,有利于機組穩定。(2)汽泵、電泵與水位調節及機組穩定的關系:甩負荷后應立即打掉一臺小機,保證一臺汽泵向鍋爐上水。電泵應盡快投入運行,調整電泵上水時,盡量保證穩定調整,避免大幅調整,進而導致孤島負荷波動。(3)汽泵汽源:機組甩負荷后,四抽汽源壓力將會迅速降低,小機汽源改用冷段供汽,確保汽泵組運行汽源穩定。(4)工作分工:機組甩負荷后,爐側主要負責燃燒、汽包水位調整;機側負責汽泵與電泵調整、高低壓旁路的調整。(5)不適宜甩負荷帶廠用電的情況:本工程400KV升壓站兩條母線分別接入省電網與國家電網,當發電機出口連接母線與啟備變不在一條母線上時不適合投甩負荷帶廠用電功能。