1 000MW級(jí)發(fā)電機(jī)組FCB動(dòng)作分析

鄭少鵬廣州粵能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司，廣東廣州 510080

1 000MW級(jí)發(fā)電機(jī)組FCB動(dòng)作分析

鄭少鵬
廣州粵能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司，廣東廣州 510080

針對(duì)大容量發(fā)電機(jī)組FCB的難點(diǎn)，介紹機(jī)組實(shí)現(xiàn)FCB功能在控制策略上的優(yōu)化，分析了FCB動(dòng)作后控制系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程，重點(diǎn)闡述了某電廠FCB試驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，探討了FCB動(dòng)作后過(guò)程、主要參數(shù)變化范圍及相關(guān)邏輯優(yōu)化調(diào)整等。最終結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)組在通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和邏輯優(yōu)化后滿負(fù)荷工況下的FCB過(guò)程完滿成功，達(dá)到預(yù)期效果。

百萬(wàn)兆瓦；發(fā)電機(jī)組；FCB功能；動(dòng)作過(guò)程

1 概況

FCB（Fast Cut Back）是指機(jī)組在高于某一負(fù)荷之上運(yùn)行時(shí)（如35%ECR），因內(nèi)部或外部（電網(wǎng)或線路）故障與電網(wǎng)解列，瞬間甩掉全部對(duì)外供電負(fù)荷時(shí)，根據(jù)不同故障原因，分別實(shí)現(xiàn)機(jī)組快速減出力維持“機(jī)組與電網(wǎng)解列自帶廠用電運(yùn)行”、或“停電不停機(jī)”、或“停機(jī)不停爐”的自動(dòng)控制功能。

某發(fā)電機(jī)組是功率為1 000MW的超超臨界燃煤機(jī)組，鍋爐采用上海鍋爐有限公司的SG-3091/27.46-M541型超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，使用了單爐膛塔式布置方式，四角切圓燃燒、擺動(dòng)噴嘴調(diào)節(jié)汽溫、平衡通風(fēng)、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置、采用機(jī)械刮板撈渣機(jī)固態(tài)排渣的鍋爐。鍋爐的后尾上部設(shè)置有單臺(tái)SCR 脫硝反應(yīng)設(shè)備，其下部設(shè)置2臺(tái)三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱設(shè)備。鍋爐的制粉系統(tǒng)使用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)直吹式制粉方式，每一臺(tái)鍋爐都設(shè)置了6臺(tái)對(duì)應(yīng)的中速磨煤機(jī)，在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，其中5臺(tái)用于運(yùn)行，另外1臺(tái)留作備用。汽輪機(jī)采用了上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的1 000MW超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)；機(jī)組則使用八級(jí)回?zé)岢槠绞健０l(fā)電機(jī)是上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的THDF125/67型三相同步、水—?dú)洹獨(dú)淅淦啺l(fā)電機(jī)。

2 FCB功能控制策略優(yōu)化

1）增加FCB觸發(fā)邏輯：鍋爐負(fù)荷大于40%BMCR，電氣FCB請(qǐng)求信號(hào)為真、汽機(jī)轉(zhuǎn)速大于2 950r/min或汽輪機(jī)跳閘，則觸發(fā)FCB，F(xiàn)CB動(dòng)作60s后或鍋爐MFT發(fā)生，復(fù)位FCB信號(hào)。

2）增加FCB動(dòng)作顯示畫(huà)面。

3）增加FCB動(dòng)作后，小機(jī)汽源切換功能。

4）FCB觸發(fā)后，各高、低加危急疏水調(diào)節(jié)門(mén)聯(lián)鎖打開(kāi)一定開(kāi)度。

5）根據(jù)低旁容量，修改FCB后鍋爐快速減負(fù)荷目標(biāo)負(fù)荷并對(duì)邏輯進(jìn)行調(diào)整，目標(biāo)負(fù)荷在40%～50%之間。

6）修改凝泵控制邏輯。為滿足FCB發(fā)生后，凝結(jié)水消耗的增加，增加FCB凝泵變頻切工頻邏輯，或者啟動(dòng)備用泵運(yùn)行邏輯。

7）修改旁路壓力設(shè)定值回路，在FCB動(dòng)作后旁路壓力設(shè)定值適當(dāng)提高。

3 FCB功能設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)

3.1 100%負(fù)荷FCB動(dòng)作過(guò)程

FCB觸發(fā)信號(hào)由電氣側(cè)送來(lái)3個(gè)FCB觸發(fā)硬接點(diǎn)，進(jìn)行3取2，觸發(fā)FCB：

1）自動(dòng)觸發(fā)機(jī)組快速甩負(fù)荷RB，目標(biāo)負(fù)荷480MW，負(fù)荷變化率1 000MW/min。

2）鍋爐主控切至手動(dòng)，跟蹤目標(biāo)值48%。

3）RB動(dòng)作后馬上跳閘最下層磨煤機(jī)，10s后跳閘第二次磨煤機(jī)，保留三臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。

4）旁路直接快開(kāi)5s，快開(kāi)結(jié)束后進(jìn)入C模式，自動(dòng)控制壓力，壓力設(shè)定值由高壓缸轉(zhuǎn)子溫度計(jì)算得到的設(shè)定值疊加上偏置，當(dāng)FCB動(dòng)作結(jié)束后，該偏置值取消。

5）聯(lián)鎖啟動(dòng)備用的凝結(jié)水泵，同時(shí)將在運(yùn)行凝結(jié)水泵的頻率強(qiáng)制提升到最大（50Hz），然后由運(yùn)行人員手動(dòng)控制。

6）自動(dòng)啟動(dòng)未運(yùn)行的真空泵。

7）FCB動(dòng)作30s后，如果輔汽壓力比除氧器壓力大0.1MPa，則自動(dòng)將輔汽至除氧器關(guān)斷門(mén)開(kāi)至30%的位置10s，10s后保持30%的位置，由運(yùn)行人員控制。

8）自動(dòng)打開(kāi)輔汽至給水泵用汽關(guān)斷門(mén)，將小機(jī)汽源由四段抽汽且至輔助蒸汽。

9）6號(hào)冷再至輔汽聯(lián)箱調(diào)閥自動(dòng)開(kāi)至30%，然后自動(dòng)投入自動(dòng)，壓力設(shè)定值自動(dòng)設(shè)定為1.1MPa。

10）如果凝結(jié)水母管壓力小于2.9MPa時(shí)，閉鎖除氧器上水主、副調(diào)門(mén)開(kāi)，保證除氧器上水主、副調(diào)門(mén)無(wú)法開(kāi)啟，但可以關(guān)閉，避免凝結(jié)水母管壓力過(guò)低導(dǎo)致凝結(jié)水壓力無(wú)法滿足低旁減溫水的要求。

11）高加三通保持原狀，同時(shí)2A、2B高加電動(dòng)門(mén)自動(dòng)關(guān)閉到10%。

12）以最高權(quán)限“保護(hù)開(kāi)”打開(kāi)凝汽器水幕噴水門(mén)。

13）聯(lián)鎖啟動(dòng)備用的凝補(bǔ)水泵，并將凝汽器正常補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥設(shè)定值自動(dòng)在原設(shè)定值上提高100mm，提前補(bǔ)水，確保凝汽器水位。

14）3A、3B高加危急疏水閥自動(dòng)打開(kāi)到50%，根據(jù)水位自動(dòng)調(diào)節(jié)。

15）FCB動(dòng)作10s后，汽封供汽調(diào)節(jié)閥強(qiáng)制開(kāi)啟到

35%，然后自動(dòng)投入自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

16）屏蔽1、3號(hào)高加水位高連鎖切除2號(hào)高加的保護(hù)7min。

17）自動(dòng)修改給水二階慣性時(shí)間為75s。

18）自動(dòng)打開(kāi)精處理混床旁路閥和過(guò)濾器旁路閥至35%。

19）RB觸發(fā)后，自動(dòng)將給水泵再循環(huán)門(mén)自動(dòng)開(kāi)至18%，并切手動(dòng)。

FCB動(dòng)作420s后或鍋爐MFT，F(xiàn)CB自動(dòng)復(fù)位。

3.2 100%負(fù)荷FCB功能試驗(yàn)

機(jī)組滿負(fù)荷1 000MW的FCB試驗(yàn)于2013年11月7日10時(shí)38分開(kāi)始，試驗(yàn)前機(jī)組的工況：B、C、D、E、F等5臺(tái)磨運(yùn)行，機(jī)組控制方式為CCS方式，當(dāng)前機(jī)組負(fù)荷998MW，利用A套安穩(wěn)裝置動(dòng)作切除電網(wǎng)側(cè)開(kāi)關(guān)5041和5042，F(xiàn)CB動(dòng)作，同時(shí)觸發(fā)機(jī)組甩負(fù)荷RUNBACK；FCB動(dòng)作后，機(jī)組負(fù)荷在2s內(nèi)減到30MW左右，并維持在低負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行9min后重新并網(wǎng)，試驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)作正常。

4 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)6號(hào)機(jī)組的100%FCB試驗(yàn)，對(duì)100%FCB相關(guān)邏輯進(jìn)行完善，控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化整定。在100%機(jī)組負(fù)荷發(fā)生FCB工況時(shí)，機(jī)組主參數(shù)能夠按照預(yù)定的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)控制，系統(tǒng)穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)重要參數(shù)異常或危及機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的情況，100%FCB試驗(yàn)成功。

［1］馮偉忠.1000MW超超臨界機(jī)組FCB試驗(yàn)［J］.中國(guó)電力，2008，10.

［2］陳小強(qiáng)，尹峰，羅志浩.1000MW超超臨界機(jī)組RUNBACK功能試驗(yàn)及其分析.浙江電力，2008，27（1）：23-26.

［3］羅志浩，尹峰，陳小強(qiáng)，等.國(guó)產(chǎn)600MW超臨界直流機(jī)組實(shí)現(xiàn)FCB功能的可行性研究［J］.浙江電力，2009，28（1）：16-19.

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1674-6708（2016）168-0214-01

鄭少鵬，廣州粵能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司。