循環(huán)流化床機組FCB試驗

胡志華

（中國電建集團江西省電力建設(shè)有限公司調(diào)試事業(yè)部，江西 南昌 330001）

0 引 言

當電網(wǎng)故障引起大面積停電事故時，機組無法再次啟動，只能等待網(wǎng)上倒送電，而電網(wǎng)也在等待電廠的供電，形成死循環(huán)。FCB功能可以很好地解決這一問題。當外網(wǎng)故障無法倒送電時，具有FCB功能的機組可切換到帶廠用電的孤島運行模式，隨時恢復對外供電，迅速激活網(wǎng)內(nèi)其他機組，并恢復對重要用戶的供電。

巴林基安2×300 MW機組工程設(shè)計了FCB功能。#1機組調(diào)試階段，在機組RB試驗成功后，經(jīng)過對機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）、汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）及旁路控制系統(tǒng)等邏輯多次討論并修改后，取得了事先無人干預、全真實運行工況的50%和90%負荷FCB試驗的成功。

1 機組主要設(shè)備和系統(tǒng)配置

本工程主要設(shè)備及主要系統(tǒng)配置如下。分散控制系統(tǒng)（DCS）采用愛默生過程控制有限公司的OVATION系統(tǒng)，汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）隨上海汽輪機廠成套提供，采用與DCS一致的硬件設(shè)備及控制系統(tǒng)。鍋爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐，亞臨界參數(shù)，一次中間再熱，平衡通風，露天布置，自然循環(huán)汽包爐。汽輪機采用上海汽輪機廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。所配發(fā)電機為水氫氫冷卻、靜態(tài)勵磁汽輪發(fā)電機。機組采用60%BMCR兩級串聯(lián)的液控旁路系統(tǒng)，并配置了容量為35%的PCV閥。機組配置2臺50%容量的汽動給水泵，一臺50%容量的電動調(diào)速給水泵。

2 FCB控制邏輯

經(jīng)過對FCB控制策略的多次討論，形成以下控制邏輯。

2.1 DEH相關(guān)邏輯

對于并網(wǎng)信號，發(fā)電機出口開關(guān)（三選二）和主變高壓側(cè)出口開關(guān)（三選二）均在合閘位，機組處于并網(wǎng)狀態(tài)，DEH控制發(fā)電機有功功率。

對于FCB信號，發(fā)電機出口開關(guān)（三選二）在合閘位，主變高壓側(cè)出口開關(guān)（三選二）在分閘位，形成FCB信號。DEH控制汽輪機轉(zhuǎn)速在3 000 r/min，帶廠用電運行，同時送FCB信號至DCS。FCB動作后，為了及時打開調(diào)節(jié)門，控制汽輪機在額定轉(zhuǎn)速，增加1條OPC復位條件：FCB動作且汽輪機轉(zhuǎn)速低于3 020 r/min。OPC復位后，IV預開到?jīng)_轉(zhuǎn)時2 900 r/m的記憶開度。IV預開之后，若再熱器冷段壓力大于0.828 MPa，高壓缸切除，GV保持全關(guān)，此時的轉(zhuǎn)速控制由IV控制。若再熱器冷段壓力小于0.828 MPa，高壓缸投入，GV開始開啟，IV保持開度，此時的轉(zhuǎn)速控制由GV與IV共同控制。

（3）當發(fā)電機出口開關(guān)（三選二）在分閘位且機組負荷大于100 MW時，無論主變高壓側(cè)出口開關(guān)（三選二）處于什么狀態(tài)，OPC動作，汽輪機甩負荷至3 000 r/min空轉(zhuǎn)，延時7.5 s且汽輪機轉(zhuǎn)速低于3 040 r/min時復位OPC。如果機組負荷小于100 MW，當汽輪機轉(zhuǎn)速大于3 090 r/min，觸發(fā)OPC動作，否則不觸發(fā)OPC。

2.2 DCS側(cè)FCB動作觸發(fā)條件（與）

DCS側(cè)FCB動作觸發(fā)條件（與）：（1）CCS投入；（2）操作員手動投入FCB按鈕；（3）FCB信號發(fā)生[1]。

2.3 FCB復位條件（或）

FCB復位條件（或）：（1）操作員手動復位；（2）MFT動作；（3）發(fā)電機并網(wǎng)[1]。

2.4 FCB觸發(fā)后的主要控制邏輯

2.4.1 執(zhí)行RB邏輯

（1）鍋爐主控切至手動，其輸出減至RB目標負荷（150 MW）對應的給煤量，速率為50 t/min；

（2）一、二級過熱器和再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥超馳聯(lián)關(guān)10 s；

（3）閉鎖爐膛壓力自動、二次風量自動、一次風量自動、給水自動和燃料自動等實際值與設(shè)定值偏差大，切手動；

（4）氧量控制切手動；

（5）爐膛壓力高高/低低MFT延時20 s。

2.4.2 旁路系統(tǒng)控制邏輯

（1）高壓旁路閥控制邏輯。當機組解列或觸發(fā)FCB時，高壓旁路閥門動作邏輯分以下3種情況[2]：①當機組負荷小于額定負荷的30%時，高壓旁路自動開至10%開度后轉(zhuǎn)壓力自動控制，壓力設(shè)定為FCB動作前主蒸汽壓力；②當機組負荷在額定負荷的30%～60%時，高壓旁路閥門自動開至60%開度后轉(zhuǎn)壓力自動控制，壓力設(shè)定為FCB動作前主蒸汽壓力；③當機組負荷在額定負荷的60%以上時，高旁快開100%后轉(zhuǎn)為壓力自動控制，壓力設(shè)定為FCB動作前主蒸汽壓力。

（2）高壓旁路減溫水閥控制邏輯。機組解列或FCB動作后，高壓旁路自動開或快開，高壓旁路減溫水閥門動作邏輯分以下幾種情況[2]：①當機組負荷小于額定負荷的30%時，高壓旁路減溫水閥為自動控制，溫度自動控制設(shè)定值為360 ℃；②當機組負荷在額定負荷的30%～60%時，高壓旁路減溫水閥超馳開至40%開度后轉(zhuǎn)溫度自動控制，溫度自動控制設(shè)定值為360 ℃；③當機組負荷在額定負荷的60%以上時，高壓旁路減溫水閥快開至100%開度后轉(zhuǎn)溫度自動控制，溫度自動控制設(shè)定值為360 ℃。

（3）低壓旁路閥及低壓旁路減溫水閥。機組解列或FCB動作后，低壓旁路閥快開100%后轉(zhuǎn)壓力自動控制，壓力自動控制設(shè)定值為0.6 MPa，低壓旁路減溫水閥快開至100%開度后轉(zhuǎn)自動控制。

2.4.3 其他邏輯

（1）切除汽包水位保護，F(xiàn)CB復位后由熱工人員手動投入；

（2）當機組負荷大于240 MW時，聯(lián)開PCV閥；（3）聯(lián)開低旁三級減溫水；

（4）聯(lián)開凝汽器水幕保護電磁閥；

（5）考慮到FCB動作后，汽機系統(tǒng)各減溫水量突然增加，致使凝結(jié)水系統(tǒng)壓力降低，為保證汽機各減溫水量及除氧器水位，當機組負荷大于240 MW時，直接聯(lián)啟凝結(jié)水泵備用泵；

（6）聯(lián)啟電動給水泵，液力耦合器單沖量控制汽包水位；

（7）聯(lián)開輔汽聯(lián)箱至除氧器電動門，調(diào)節(jié)門切至自動；

（8）聯(lián)開再熱器冷段至輔汽聯(lián)箱電動門，調(diào)節(jié)門切至自動。

3 #1機組FCB試驗過程

2019年3月22日，在#1機組取得50%負荷FCB試驗成功后，進行了90%負荷FCB試驗，如圖1所示。試驗前，機組負荷270 MW，CCS運行模式，運行人員投入FCB按鈕。2019年3月22日15:05:00，運行人員在DCS畫面上手動斷開主變高壓側(cè)出口斷路器，觸發(fā)FCB動作。機組與電網(wǎng)解列，電動給水泵和凝結(jié)水泵聯(lián)啟，DEH發(fā)出OPC信號，高壓調(diào)門、中壓調(diào)門、各抽汽逆止門、高排逆止門迅速關(guān)閉，高排通風閥迅速開啟，DEH轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制模式，汽輪機轉(zhuǎn)速最高飛升至3 095 r/min，最低降至2 968 r/min，隨后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3 000 r/min。機組帶廠用電運行，負荷為22 MW。15:22:18機組再次并網(wǎng)成功，F(xiàn)CB復位，快速帶負荷至100 MW。

圖1 #1機組FCB試驗（90%負荷）

4 FCB動作前后的注意事項

（1）FCB試驗前，引風自動、風量自動、給水自動等主要自動投入，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入，且調(diào)節(jié)品質(zhì)經(jīng)過定值擾動、負荷變動及RB試驗的考驗。

（2）FCB動作后，低旁噴水快開，導致凝汽器熱井水位快速下降，同時引起除氧器補水跟不上，需密切關(guān)注凝汽器熱井水位和除氧器水位。

（3）FCB動作后，聯(lián)啟電泵，液力耦合器開至跟蹤位投自動，單沖量控制汽包水位，但由于PCV閥聯(lián)開，如果造成汽包假水位，應切至手動控制。

（4）FCB動作后，汽輪機轉(zhuǎn)速控制在3 000 r/min帶廠用電運行，這時主蒸汽溫度下降較快，應盡快聯(lián)系并網(wǎng)。

5 結(jié) 論

FCB試驗的成功，除了增加了電網(wǎng)的運行安全外，還大大提高了電廠自身的安全性。具有FCB功能的機組，在出現(xiàn)電廠出線故障或電網(wǎng)崩潰時可轉(zhuǎn)入帶廠用電運行，一旦故障排除，可立即恢復對外供電，減輕了運行人員的負擔，可有效防止事故擴大，減輕機組設(shè)備受到的沖擊。