燃氣機組大聯鎖方案的設計與應用

任建春

摘 ?要：該文闡述了機組大聯鎖在發電廠中的重要性，以某“五拖二”型燃氣-蒸汽聯合循環機組為例，介紹了“五拖二”聯合循環機組的配置，結構特點，并對“五拖二”型聯合循環機組大聯鎖邏輯構成進行重點描述。該機組大聯鎖基于傳統“二拖一”型聯合循環機組大聯鎖特點，按照排列組合規則劃分，同時聯動旁路聯鎖，從而實現該大聯鎖保護可靠應用。

關鍵詞：“五拖二”;母管制;大聯鎖;排列組合;旁路控制

中圖分類號：TM621.2 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著環境污染、能源短缺等問題越來越嚴重，綠色、集約生產作為城市發展的主選方向。燃氣-蒸汽聯合循環機組由于其污染少、噪聲小、燃機模塊化建設的特點，針對不同客戶的需求，可以靈活布置建設，因此其越來越成為城市發電機組的首選。但隨著燃機數目增加，布置形式多樣化，控制相對就變得復雜，那么，機組大聯鎖保護就成為此類機組安全運行最重要的保障。該文重點闡述對某“五拖二”型燃氣-蒸汽聯合循環機組的大聯鎖保護方案的設計及實際應用，討論并總結了一套可以在同類型機組投入應用的大聯鎖方案，此方案可以有效保證機組安全穩定運行。

1 機組概述

某“五拖二”型燃氣-蒸汽聯合循環機組為世界首次采用“五拖二”方式運行的發電機組，包括5臺6FA燃氣輪機（及其發電機）、5臺無補燃型余熱鍋爐、2臺蒸汽輪機發電機和相關的輔助設備。聯合循環設計為母管制，每臺燃機在帶動自身發電的同時，尾部排氣分別進入各自對應的余熱鍋爐，5臺余熱鍋爐產生的蒸汽通過母管并汽后，同時為2臺汽輪機提供蒸汽做功發電。旁路系統同樣采用母管制，每臺余熱鍋爐旁路系統設計為100%旁路，在機組啟動、事故工況下，主蒸汽通過旁路母管會合后同時排入2臺汽機凝汽器。旁路母管至每臺汽機凝汽器設計一組隔離門，當一臺汽機停機時，迅速關斷另一臺汽輪機旁路隔離門，以防止破壞運行汽輪機真空，影響運行汽輪機正常運行。機組布置示意圖如圖1所示。

2 大聯鎖保護方案

2.1 “二拖一”型燃氣-蒸汽聯合循環機組大聯鎖保護方案

如圖2所示，該方案為傳統燃氣-蒸汽聯合循環機組大聯鎖保護方案，其保護和聯鎖根據多軸布置形式，依據單線雙向原則，來觸發的其他設備動作。

2.2 “五拖二”型燃氣-蒸汽聯合循環大聯鎖保護方案

如圖3所示，該方案為某聯合循環電站采用的“五拖二”型大聯鎖保護方案。此方案有4個特點。1）為提高電站穩定性，每臺燃機設計旁路煙氣擋板，當其對應余熱鍋爐停機時，關閉其旁路擋板，燃機排煙通過旁路煙囪排出，燃機由聯合循環轉為單循環發電模式，所以方案中燃機跳閘只聯停余熱鍋爐，余熱鍋爐跳閘不聯停燃機。2）汽輪機發電機跳閘聯停對應汽輪機、燃機發電機跳閘聯停對應燃機，與傳統大聯鎖方案控制一致，都為單線雙向聯鎖保護。3）汽輪機跳閘時，聯關其主汽門，相應的蒸汽量通過蒸汽旁路閥快開泄流。#1汽輪機跳閘，將依正序“1、2、3、4、5”聯跳余熱鍋爐，#2汽輪機跳閘，將依倒序“5、4、3、2、1”聯跳余熱鍋爐。4）5臺余熱鍋爐對應2臺汽輪機，由于采用母管制，余熱鍋爐與汽輪機之間的聯鎖保護，依據排列組合規則，可以形成多種控制形式。

下面將結合旁路聯鎖動作，對其進行重點分析。1）5臺余熱鍋爐運行，2臺汽輪機運行狀況下，1臺汽輪機跳閘，聯停2臺余熱鍋爐，轉為“三拖一”模式。當#1汽輪機跳閘，依序聯停#1、#2余熱鍋爐。當#2汽輪機跳閘，依序聯停#5、#4余熱鍋爐。2）4臺余熱鍋爐運行，2臺汽輪機運行狀況下，1臺汽輪機跳閘，聯停2臺余熱鍋爐，轉為“二拖一”模式。當#1汽輪機跳閘，聯關#2汽輪機旁路隔離閥，運行的4臺余熱鍋爐中依正序聯跳序號最小的2臺。當#2汽輪機跳閘，聯關#1汽輪機旁路隔離閥，運行余熱鍋爐中依倒序聯跳序號最大的2臺。3）3臺余熱鍋爐運行，2臺汽輪機運行狀況下，1臺汽輪機跳閘，聯停1臺余熱鍋爐，轉為“二拖一”模式。當#1汽輪機跳閘，聯關#2汽輪機旁路隔離閥，運行的3臺余熱鍋爐中依正序聯跳序號最小的1臺。當#2汽輪機跳閘，聯關#1汽輪機旁路隔離閥，運行的3臺余熱鍋爐中依倒序聯跳序號最大的1臺。4）2臺余熱鍋爐運行及2臺汽輪機運行狀況下，1臺汽輪機跳閘，不聯停余熱鍋爐，轉為“二拖一”模式。當#1汽輪機跳閘，聯關#2汽輪機旁路隔離閥。當#2汽輪機跳閘，聯關#1汽輪機旁路隔離閥。5）1臺汽輪機運行狀況下，3臺余熱鍋爐運行，1臺汽輪機跳閘，聯停所有運行余熱鍋爐，同時快開該汽輪機對應的旁路閥。6）2臺余熱鍋爐運行，1臺汽輪機運行狀況下，1臺汽輪機跳閘，聯停所有運行余熱鍋爐，同時快開該汽輪機對應的旁路閥。7）1臺余熱鍋爐運行，1臺汽輪機運行狀況下，1臺汽輪機跳閘，聯停所有運行余熱鍋爐，同時快開該汽輪機對應的旁路閥。8）有2臺及2臺以上余熱鍋爐運行，2臺汽輪機運行狀況下，如有余熱鍋爐跳閘，只要剩下運行余熱鍋爐總數不低于2臺，汽輪機不跳閘。9）有2臺及2臺以上余熱鍋爐運行，2臺汽輪機運行狀況下，如果只剩1臺余熱鍋爐運行，聯停負荷小的汽輪機，同時快關負荷大的汽輪機旁路隔離閥。

3 結論

某“五拖二”型燃氣-蒸汽聯合循環機組在實際應用中，采用了該“五拖二”型大聯鎖保護方案，具體控制流程如圖3所示。該大聯鎖保護方案在機組甩負荷試驗、故障停機及日常啟停中取得了設計的效果，對相同類型機組具有很好的借鑒作用。實踐證明其安全、可靠。

參考文獻

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