660MW機(jī)組FCB功能邏輯設(shè)計(jì)

戴錫輝

摘 要：汕尾3號(hào)機(jī)組進(jìn)行了包括FCB功能設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)邏輯增加與完善，F(xiàn)CB功能仿真，主要控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化、電氣系統(tǒng)改造。該機(jī)組是國產(chǎn)超超臨界660MW燃煤發(fā)電機(jī)組，機(jī)組設(shè)置一套40%容量的高壓和52%容量低壓兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，2016年07月26日成功完成了50%負(fù)荷FCB功能試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：FCB；控制系統(tǒng)；控制邏輯；設(shè)計(jì)；分析研究

中圖分類號(hào)：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

2016年7月26日18：18：49，進(jìn)行了3號(hào)機(jī)組50%負(fù)荷FCB功能試驗(yàn)，23min后機(jī)組通過5031同期并網(wǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明：機(jī)組在330MW負(fù)荷下，F(xiàn)CB功能動(dòng)作觸發(fā)后，機(jī)組各項(xiàng)自動(dòng)控制邏輯動(dòng)作正確，機(jī)組負(fù)荷、汽機(jī)轉(zhuǎn)速、主汽壓力及機(jī)組其他參數(shù)過渡過程快速、穩(wěn)定，沒有超過機(jī)組跳閘極限；FCB過程中，工質(zhì)平衡和能量平衡滿足試驗(yàn)要求；FCB過程中，機(jī)組自帶廠用電運(yùn)行，參數(shù)正常、穩(wěn)定。FCB結(jié)束后，機(jī)組通過5031開關(guān)同期并網(wǎng)功能正常。50%FCB過程主要參數(shù)記錄見表1。

1 關(guān)鍵技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)FCB功能，技術(shù)人員成功解決了一系列技術(shù)難題：

（1）熱控、機(jī)務(wù)專業(yè)解決了給水流量、燃料量、汽機(jī)轉(zhuǎn)速、高旁后溫度等關(guān)鍵被控對(duì)象由常規(guī)工況快速響應(yīng)至極端工況的技術(shù)難題，且不觸發(fā)任何保護(hù)動(dòng)作；解決了大工況突變時(shí)工質(zhì)平衡的難題。

（2）熱控邏輯部分設(shè)計(jì)合理，計(jì)算精準(zhǔn)；為解決FCB后快速恢復(fù)問題。

（3）電氣專業(yè)利用安穩(wěn)裝置準(zhǔn)確觸出FCB信號(hào)，及時(shí)將發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)解列并帶廠用電低負(fù)荷運(yùn)行；并增加了一套同期裝置并修改保護(hù)邏輯實(shí)現(xiàn)機(jī)組FCB后快速再并網(wǎng)

2 汕尾電廠FCB動(dòng)作過程

（1）FCB動(dòng)作后，燃料目標(biāo)值80t/h，給水目標(biāo)值630t/h， 風(fēng)量目標(biāo)值1000t/h。

（2）FCB動(dòng)作后，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)切換至基本控制方式。

（3）FCB動(dòng)作后至機(jī)組重新并網(wǎng)前，DEH進(jìn)入本地方式下的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)模式。

（4）FCB動(dòng)作后，自動(dòng)投入A層微油槍。

（5）FCB觸發(fā)后，按B-E-D順序，以2s跳閘間隔逐臺(tái)跳閘磨煤機(jī)，直至剩下3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。

（6）FCB動(dòng)作后，燃料主控相應(yīng)切手動(dòng)，燃料控制按第一臺(tái)磨35t，第二臺(tái)磨25t，第三臺(tái)磨20t目標(biāo)直接對(duì)給煤機(jī)進(jìn)行控制。

（7）FCB觸發(fā)后，聯(lián)鎖快開高、低壓旁路6s，6s后投入高、低旁自動(dòng)。

（8）FCB動(dòng)作后，高旁壓力設(shè)定值設(shè)定為16.0MPa與當(dāng)前高旁壓力值進(jìn)行邏輯取小判斷后作為最終設(shè)定值輸出，低旁壓力設(shè)定值設(shè)定為2.2MPa與當(dāng)前高旁壓力值進(jìn)行邏輯取小判斷后作為最終設(shè)定值輸出。

（9）FCB動(dòng)作后直接將小機(jī)低壓調(diào)門開度開至100%；FCB動(dòng)作、當(dāng)給水泵轉(zhuǎn)速小于5300r/min，且給水泵入口給水流量小于FCB動(dòng)作前對(duì)應(yīng)值時(shí)，高壓調(diào)門以一定速率超馳開大至32%，超馳條件消失后，給水恢復(fù)正常調(diào)節(jié)功能。

（10）FCB動(dòng)作延時(shí)5s，總給水流量大于800t/h， 單泵入口流量大于450t/h，給水泵再循環(huán)門超馳增加，超馳條件消失后，再循環(huán)門切至手動(dòng)。

（11）FCB動(dòng)作后，冷再至輔汽聯(lián)箱氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥預(yù)開至30%后投自動(dòng)。

（12）FCB動(dòng)作后，輔汽聯(lián)箱壓力大于除氧器壓力，打開輔汽至除氧器調(diào)節(jié)門60%后切手動(dòng)。

（13）FCB動(dòng)作，F(xiàn)CB動(dòng)作前機(jī)組負(fù)荷大于70%，連鎖啟動(dòng)備用凝結(jié)水泵。

3 FCB邏輯設(shè)計(jì)

根據(jù)DCS和DEH的邏輯組態(tài)，要實(shí)現(xiàn) “機(jī)組與電網(wǎng)解列自帶廠用電運(yùn)行”功能，需要對(duì)機(jī)爐電大聯(lián)鎖、FCB觸發(fā)源信號(hào)、FCB判斷/指、OPC控制、汽機(jī)旁路壓力控制、PCV閥控制、給水控制、燃料控制、鍋爐風(fēng)、煙系統(tǒng)等功能進(jìn)行邏輯組態(tài)或功能完善。根據(jù)電氣開關(guān)對(duì)電網(wǎng)和廠用電的連接情況，機(jī)組FCB信號(hào)觸發(fā)由穩(wěn)控信號(hào)且5031、5032斷開，三者信號(hào)經(jīng)過DCS三取二模塊信號(hào)處理后相與產(chǎn)生。邏輯設(shè)計(jì)如下：

（1）FCB動(dòng)作后連鎖啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。

（2）增加5031重新順控并網(wǎng)功能組設(shè)計(jì)。

（3）CCS、DEH畫面中增加FCB動(dòng)作信息顯示。

（4）FCB發(fā)生時(shí)，汽機(jī)主控、鍋爐主控切手動(dòng)。機(jī)組按燃料量目標(biāo)80t/h、給水流量目標(biāo)630t/h、總風(fēng)量目標(biāo)1000t/h進(jìn)行控制。

（5）原DEH的OPC動(dòng)作值為固定值（3090r/min），改為根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速和機(jī)械功率—負(fù)荷不平衡PLU的綜合值動(dòng)態(tài)控制：當(dāng)PLU小于30%時(shí)，OPC動(dòng)作轉(zhuǎn)速為3210r/min，當(dāng)PLU大于60%時(shí)，OPC動(dòng)作轉(zhuǎn)速為3000r/min。

（6）增加FCB動(dòng)作后到機(jī)組重新并網(wǎng)前，DEH進(jìn)入本地方式下的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)模式。FCB動(dòng)作后3s內(nèi)調(diào)門開度指令為原指令與5%取小輸出。

（7）FCB觸發(fā)后，汽機(jī)高、低壓旁路減壓、減溫閥全開5s，然后自動(dòng)投入自動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，F(xiàn)CB期間高旁壓力設(shè)定值設(shè)定為16.0MPa與FCB動(dòng)作前高旁壓力值取小處理， 低旁壓力設(shè)定值設(shè)定為2.2MPa與FCB動(dòng)作前高旁壓力值取小處理。FCB復(fù)位后按鍋爐主汽流量的函數(shù)產(chǎn)生壓力設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。增加高旁減溫水全開5s，然后投入自動(dòng)并設(shè)定目標(biāo)值300℃。低旁減溫投入自動(dòng)。

（8）FCB動(dòng)作，F(xiàn)CB動(dòng)作前負(fù)荷大于45MW，強(qiáng)制打開A、B PCV閥；

（9）FCB觸發(fā)后，按B-E-D順序跳閘磨煤機(jī)，容量分配第一臺(tái)磨35t（A），第二臺(tái)磨25t（C），第三臺(tái)磨20t（F），以2s跳閘間隔逐臺(tái)跳閘磨煤機(jī)，直至剩下3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。

（10）FCB動(dòng)作后，自動(dòng)投入A層微油槍。

（11）FCB動(dòng)作后且輔汽供小機(jī)電動(dòng)門關(guān)閉，則直接將小機(jī)低壓調(diào)門開度開至100%；FCB動(dòng)作、當(dāng)給水泵轉(zhuǎn)速小于5300r/min，給水泵泵入口給水流量小于FCB動(dòng)作前對(duì)應(yīng)值時(shí)，高壓調(diào)門以一定速率超馳開大到32%。超馳條件消失后，總給水流量按預(yù)定目標(biāo)值630t/h進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（12）FCB動(dòng)作延時(shí)5s，總給水流量大于800t/h， 單泵入口流量大于450t/h，給水泵再循環(huán)門超馳增加，超馳條件消失后，再循環(huán)門切至手動(dòng)方式。

（13）FCB動(dòng)作后，冷再至輔汽聯(lián)箱調(diào)節(jié)門自動(dòng)打開一定開度30%后投入自動(dòng)，輔汽聯(lián)箱壓力設(shè)定值設(shè)定為1.0 MPa。

（14）機(jī)組負(fù)荷大于450MW，F(xiàn)CB動(dòng)作后，聯(lián)鎖啟動(dòng)第二臺(tái)凝泵（如果單臺(tái)凝泵運(yùn)行），兩臺(tái)凝結(jié)水泵切至工頻運(yùn)行。此時(shí)并列運(yùn)行的變頻泵指令輸出100%并切手動(dòng)，除氧器水位改由調(diào)門調(diào)節(jié)。

（15）FCB發(fā)生后2號(hào)高加抽汽電動(dòng)門自動(dòng)關(guān)至20%。FCB動(dòng)作后切除1、3高加，保留2號(hào)高加。FCB動(dòng)作期間屏蔽OPC聯(lián)動(dòng)2號(hào)高加抽汽逆止門功能。

（16）輔汽至除氧器加熱調(diào)節(jié)門在輔汽壓力高于除氧器壓力時(shí)設(shè)定開度為60%并切手動(dòng)。增加關(guān)閉四抽供除氧器電動(dòng)門功能。

（17）除氧器上水調(diào)閥在FCB時(shí)關(guān)小一定開度30%，保證低旁減溫水噴水壓力。

（18）增加聯(lián)開低旁減溫水、三級(jí)減溫水、低壓缸噴水調(diào)門（FCB動(dòng)作后發(fā)脈沖全開并切手動(dòng)）。

（19）FCB動(dòng)作后發(fā)脈沖打開VV閥。

（20）FCB動(dòng)作延時(shí)3min，汽機(jī)轉(zhuǎn)速小于3030r/min且中壓調(diào)門開度指令大于10%，則通過高選功能，將CV2、CV3閥位指令低限由0%按2%/min的速率打開，直到CV2、CV3開度指令大于預(yù)定目標(biāo)值（10%）或主汽機(jī)跳閘或手動(dòng)復(fù)位。或中壓調(diào)門開度小于5%輸出保持或手動(dòng)保持。解決FCB動(dòng)作后汽輪機(jī)高壓缸排汽溫度高問題。

結(jié)語

汕尾電廠FCB動(dòng)作步序正確、參數(shù)變化范圍沒有超過跳機(jī)極限，F(xiàn)CB動(dòng)作后機(jī)組帶廠用電運(yùn)行穩(wěn)定，機(jī)組通過5031開關(guān)重新并網(wǎng)順利。具備FCB功能，能提高機(jī)組發(fā)電調(diào)度排序，減少機(jī)組備用時(shí)間、提高負(fù)荷率、提高機(jī)組在電網(wǎng)內(nèi)競爭力和市場占有率。

參考文獻(xiàn)

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