DEH一次調頻在實際應用中存在的問題

2016-06-16 00:55:00柯昭

綜合智慧能源 2016年3期

柯昭

(湖北西塞山發電有限公司，湖北黃石　435000)

DEH一次調頻在實際應用中存在的問題

柯昭

(湖北西塞山發電有限公司，湖北黃石435000)

摘要：對湖北西塞山發電有限公司330 MW和680 MW火電機組汽輪機數字電液控制系統(DEH)一次調頻中的2個案例進行了分析。第1個案例通過修改DEH控制邏輯，保證了機組順利并網帶負荷。第2個案例指出，DEH一次調頻調節是在汽輪機高壓調閥具有一定調節余量，同時單元機組協調控制系統(CCS)能很好地控制機組主蒸汽壓力的條件下完成的。

關鍵詞：汽輪機數字電液控制系統；一次調頻；并網；高壓調閥；單元機組協調控制系統

1汽輪機一次調頻控制方式

湖北西塞山發電有限公司一期為兩臺330 MW亞臨界、中間再熱、單軸、三缸雙排汽凝汽式單元機組，二期為兩臺680 MW超超臨界雙背壓凝汽式機組。湖北省內機組一次調頻控制方式分為兩種：汽輪機數字電液控制系統(DEH)一次調頻投入，分散控制系統(DCS)一次調頻(頻差校正)未投入；DEH一次調頻投入，單元機組協調控制系統(CCS)投入(DCS一次調頻(頻差校正)聯鎖投入)。

一期機組的DEH一次調頻投入按鈕設置在DEH操作畫面上，由運行人員在啟、停機組過程中手動選擇投入及切除，DCS一次調頻(頻差校正)投入是在機組選擇CCS工作模式下自動投入，切除CCS時自動切除。二期機組DEH一次調頻在機組并網和脫網過程中自動投退，無需運行人員手動干預，DCS一次調頻(頻差校正)投入在機組選擇CCS工作模式下自動投入，切除CCS時自動切除。

2案例分析1

該公司#3機組(680 MW)為中壓缸啟動方式，投產后的數次開機過程中，機組沖轉到目標轉速3 000 r/min，同期成功后，機組并網瞬間機組跳閘。汽輪機緊急跳機系統(ETS)首出為發電機跳閘，電氣保護屏首出為逆功率保護動作，電氣專業人員檢查發現電氣部分動作正常，機組重新掛閘、沖轉，再次同期、并網，結果并網成功。熱控專業人員針對上述現象，通過分析DCS歷史趨勢及機組啟動過程的邏輯組態，發現了問題所在。由于#3機組為中壓缸聯合啟動，在機組并網前的轉速控制階段，中壓調閥控制汽輪機轉速到達目標值，機組并網帶初負荷時，汽輪機中壓調閥切為負荷控制，這時要求中壓調閥開度增加；在此過程中，汽輪機轉速值在3 000 r/min左右波動，當汽輪機轉速大于3 002 r/min，轉差越過(±2 r/min)節死區后，一次調頻動作，造成汽輪機調閥閥門總指令下降，調閥關閉，逆功率動作，汽輪機跳閘。如果在此過程中轉差為負偏差或小于2 r/min，機組則能順利并網帶負荷，因此機組開機時的并網工作時好時壞。

針對以上原因，對DEH控制邏輯進行修改，在并網完成帶初負荷階段將DEH一次調頻的投入時間延時20 s，從而抑制了DEH一次調頻在并網帶初負荷時的調頻作用，優先保障機組帶初負荷[1]。邏輯修改后，通過數次開機檢驗，這一問題得到徹底解決。邏輯修改前、后DCS趨勢圖如圖1、圖2所示。

3案例分析2

2015年某日，本地區電網頻率發生波動，汽輪機轉速瞬時峰值為2 994 r/min，當時該公司#1機組(330 MW)運行，機組DEH調閥為多閥控制方式(#1→#3→#2→#4順序)，CCS投入，采用爐跟機(BF)方式,主蒸汽壓力控制為滑壓方式，主蒸汽壓力設定值為目標負荷通過函數關系生成的目標值。當時的目標壓力設定值為14.5 MPa附近,由于CCS未能很好地控制當前機組的主蒸汽壓力，導致實際主蒸汽壓力(13.4 MPa)低于設定值，汽輪機4個高調閥在功率調節下全部處在全開狀態。DEH一次調頻動作時，汽輪機調閥失去正向調節余量，機組負荷未能快速響應，而DCS一次調頻(頻差校正)調節是通過負荷指令改變鍋爐總指令來修正主蒸汽壓力，由于鍋爐壓力調節慢導致實際負荷響應慢，DHE一次調頻無法實現負荷響應，如圖3、圖4所示。

綜上所述，DEH一次調頻調節是在汽輪機高壓調閥具有一定調節余量，同時CCS能很好地控制機組主蒸汽壓力的條件下完成的。