某廠660 MW 機(jī)組廠用電負(fù)荷優(yōu)化分析

金俊杰，高海松

（浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 樂清 325600）

廠用電是電廠生產(chǎn)過程中生產(chǎn)設(shè)備、附屬設(shè)備、公用設(shè)備及辦公照明等的消耗用電。在當(dāng)今電力市場改革背景下，電廠廠用電設(shè)計不僅關(guān)系著安全生產(chǎn)，也與電廠綜合成本控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)休戚相關(guān)。以下將從廠用電接線設(shè)計及運(yùn)行方式兩個方面的優(yōu)化進(jìn)行闡述。

1 接線方式優(yōu)化

1.1 制粉系統(tǒng)電源分布優(yōu)化

廠用電設(shè)計導(dǎo)則要求：對于200 MW及以上的機(jī)組，應(yīng)保持各單元廠用電的獨(dú)立性，減少單元之間的聯(lián)系，以提高運(yùn)行的安全可靠性。廠用電接線應(yīng)按機(jī)爐分段運(yùn)行設(shè)計，一般雙套系統(tǒng)的設(shè)備的電源分開取接且如果為一用一備，工備之間應(yīng)有連鎖。

對四角切圓鍋爐來說，由下到上共ABCDEF這6套制粉系統(tǒng)，為保證正常和異常情況下的燃燒穩(wěn)定和運(yùn)行調(diào)節(jié)處理，在電源掛接和運(yùn)行方式的安排上加以優(yōu)化。具體包括電源間隔取接，避免在單側(cè)6 kV母線失電時造成全部上層或者全部下層制粉系統(tǒng)運(yùn)行的狀況；同時運(yùn)行方式上合理分布，隨時保證兩段6 kV母線下的制粉系統(tǒng)運(yùn)行套數(shù)均勻。優(yōu)化磨煤機(jī)電源的分布結(jié)構(gòu)，可將A、C、E掛6 kVA段，B、D、F掛6 kV B段，以防止在單側(cè)6 kV母線失電時造成全部上層或者全部下層制粉系統(tǒng)運(yùn)行的狀況，同時可有效避免四磨運(yùn)行時一段母線1磨一段3磨的運(yùn)行方式，平衡母線負(fù)荷。同理優(yōu)化給煤機(jī)電源的分布結(jié)構(gòu)，A、C、E掛鍋爐MCCA段，B、D、F掛鍋爐MCC B段。優(yōu)化磨煤機(jī)油泵電源的分布結(jié)構(gòu)。A、C、E掛保安A段，B、D、F掛保安B段。此外，對給煤機(jī)控制電源進(jìn)行改進(jìn)，從原來自身動力電源上取用增加低電壓穿越裝置，消除由于動力電源短時失壓引起控制電源短時失去造成給煤機(jī)停運(yùn)的假象。這種負(fù)荷還有電除塵電場電源、空壓機(jī)等大于兩套的設(shè)備系統(tǒng)都如此。

1.2 自動切換系統(tǒng)電源時限配合優(yōu)化

自動切換系統(tǒng)電源，通過相關(guān)試驗(yàn)，做好時限配合工作。保證恢復(fù)后能夠自啟動的設(shè)備在短時失電時不會引起相關(guān)聯(lián)的后果。機(jī)組主要包括6 kV和保安段母線有自動切換裝置，6 kV母線安裝快切裝置，通過試驗(yàn)表明在串聯(lián)切換中沒引起其他不正常情況。

曾發(fā)生過一起保安電源失壓切換時間與空預(yù)器停運(yùn)引起風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖跳閘時間不匹配，導(dǎo)致機(jī)組RB的事件。空預(yù)器因保安電源切換導(dǎo)致短時停運(yùn)（保安段切換存在失壓過程），在短時停運(yùn)瞬間聯(lián)跳了送引風(fēng)機(jī)，后經(jīng)改造，將空預(yù)器停運(yùn)聯(lián)跳本側(cè)送引風(fēng)機(jī)加5 s延時，以躲過保安電源切換時間，從而避免機(jī)組RB動作。

沒有安裝自動切換的系統(tǒng)，可優(yōu)化其母線下的負(fù)荷分布，從而在機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行時能夠停其中的一段母線。對鍋爐、汽機(jī)等系統(tǒng)的母線，雙套設(shè)備應(yīng)該沒有問題，如果存在單一設(shè)備影響機(jī)組運(yùn)行可以移到保安段中，估計這樣的設(shè)備很少。對可能存在疑問的某些系統(tǒng)的控制電源，可在機(jī)組運(yùn)行時進(jìn)行停電試驗(yàn)。

1.3 島接線優(yōu)化

三類負(fù)荷的雙套系統(tǒng)電源不能經(jīng)過電源切換裝置。由于前期往往為總包設(shè)計，電氣專業(yè)設(shè)計時簡單考慮只送電源，包括化學(xué)系統(tǒng)的水泵、機(jī)組的油泵等設(shè)備，同時運(yùn)行時要合理安排它們的運(yùn)行方式。

新上機(jī)組、一些系統(tǒng)的輔助設(shè)備的電源和控制及接線往往隨主設(shè)備廠家設(shè)計，而設(shè)計院設(shè)計時只提供幾路電源，而廠家的思路與公司是有區(qū)別的。公司要求相對更高，對系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行的范圍更大，要求輔助系統(tǒng)、設(shè)備能長期連續(xù)運(yùn)行。而作為局部系統(tǒng)的設(shè)備，廠家設(shè)計是不考慮外部條件影響的，只考慮本身范圍。這樣導(dǎo)致現(xiàn)場有些系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)均不可靠，新系統(tǒng)剛剛投入運(yùn)行就面臨改造的局面。因此要求公司在建設(shè)和改造系統(tǒng)時，對輔助的設(shè)備同樣要重視。而且由于機(jī)組在運(yùn)行，不能徹底改造，導(dǎo)致這些不安全因素長時間存在。

以六大風(fēng)機(jī)油站為例，初始接線形式為所有負(fù)荷（包括潤滑油泵、液壓油泵、加熱器、風(fēng)扇等）接于同一小母線下，母線設(shè)工作電源與備用電源進(jìn)行自動切換，但由于自動切換可靠性不高，從而導(dǎo)致油站失電，風(fēng)機(jī)跳閘，觸發(fā)RB?，F(xiàn)優(yōu)化接線形式為油泵均為一對一接線，油泵一用一備，電源直接取自機(jī)組保安段大大提高了備用設(shè)備可靠性。

1.4 保安段系統(tǒng)接線調(diào)整

保安段設(shè)計的特點(diǎn)為負(fù)荷很多、邏輯設(shè)計過于復(fù)雜，為保證不停電切換和柴油發(fā)電機(jī)帶載試驗(yàn)而增加了同期系統(tǒng)。因此給正常運(yùn)行和維護(hù)操作帶來一定的風(fēng)險性，柴油發(fā)電機(jī)帶載試驗(yàn)比較復(fù)雜且如果不成功影響會比較大。

首先要考慮的問題是保安段是保負(fù)荷還是保設(shè)備安全，如果要照顧到保負(fù)荷就比較龐大，同時與一次低壓系統(tǒng)的接線有關(guān)。由于低壓一次系統(tǒng)均不設(shè)自投功能，與負(fù)荷密切相關(guān)的、短時不能停電的設(shè)備，如空預(yù)器主、副電機(jī)、磨煤機(jī)、風(fēng)機(jī)的油站等電源接到保安段上，即使這樣保安段的自動切換功能也只有低電壓切換，會存在短時失壓過程，對大部分輔機(jī)機(jī)來講，自動切換時可能還是要跳閘。

目前的保安段系統(tǒng)，如果將空預(yù)器的主電機(jī)、磨煤機(jī)的油站等電源改接至鍋爐MCC上的話，不會影響負(fù)荷的安全性。如果鍋爐MCC失電時，即使空預(yù)器的主馬達(dá)電機(jī)、磨煤機(jī)的油站正常的話，機(jī)組也會由于給煤機(jī)等原因造成減負(fù)荷。而如果將上述負(fù)荷改接，同時將一些風(fēng)機(jī)的油站的一路電源也改至鍋爐MCC，那么保安段在正常運(yùn)行時的負(fù)荷將比較小，只有UPS電源、直流電源、事故照明等一些可以短時停電的電源以及像汽機(jī)的油系統(tǒng)的油泵可以通過適當(dāng)調(diào)整，承擔(dān)短時停運(yùn)的負(fù)荷，因而一段母線可以短時停運(yùn)，進(jìn)而同期系統(tǒng)也可以取消，由于負(fù)荷減少同時也可以考慮取消分段開關(guān)。

現(xiàn)保安段的工作、備用電源均取自鍋爐段，如果將備用電源改取自公用段將使運(yùn)行方式更加靈活，畢竟前者發(fā)生單機(jī)廠用電全停時只能靠柴油發(fā)電機(jī)供電，而后者可以通過公用段利用臨機(jī)電源供保安段負(fù)荷，系統(tǒng)將更可靠。同時從設(shè)備的重要性來說，汽機(jī)系統(tǒng)相對來說更加重要，目前系統(tǒng)鍋爐側(cè)在分段前，汽機(jī)側(cè)在分段后就不合理，因此交換更合理。本機(jī)6 kV全停的話，保安段將只有柴油機(jī)帶。通過增加兩臺機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)出口聯(lián)絡(luò)開關(guān)，可提高保安電源可靠性，因?yàn)?臺柴油機(jī)同時保證正常難度比較大。

2 系統(tǒng)各部分運(yùn)行方式優(yōu)化

2.1 制粉系統(tǒng)

機(jī)組四磨運(yùn)行時，避免一段母線1磨一段3磨的運(yùn)行方式。此時帶3臺磨煤機(jī)母線失電，將導(dǎo)致機(jī)組僅剩余1臺磨煤機(jī)運(yùn)行，觸發(fā)RB動作，同時極易引起一次風(fēng)機(jī)失速，對機(jī)組擾動極大，難以調(diào)節(jié)。

機(jī)組三磨及以下運(yùn)行時要避免運(yùn)行制粉系統(tǒng)全部掛在同一段母線上。若此時該段母線失電，且無油槍運(yùn)行情況下，機(jī)組將觸發(fā)MFT動作。

2.2 風(fēng)機(jī)油泵

A、B風(fēng)機(jī)的油泵要么全部#1油泵運(yùn)行，要么全部#2油泵運(yùn)行。小機(jī)油泵 1、2相對應(yīng)，即A、B小機(jī)的油泵要么#1、#2油泵運(yùn)行，要么#2、#1油泵運(yùn)行。此種運(yùn)行方式是為了避免任一母線失電時，兩臺運(yùn)行油泵同時失電。

2.3 真空泵

避免運(yùn)行真空泵全部掛在同一段母線上，即要么A、D運(yùn)行，要么B、C運(yùn)行。此種接線方式既能保證運(yùn)行時母線負(fù)荷的均衡性，又能保證任意真空泵跳閘時備泵自啟的擾動最小。

2.4 保持最優(yōu)化運(yùn)行方式

由于缺陷等原因?qū)е虏缓侠淼那闆r要在日志上記錄，正常后要馬上恢復(fù)正常合理方式，隨時保持最優(yōu)化運(yùn)行方式。

3 結(jié)束語

通過對現(xiàn)有設(shè)備的接線方式進(jìn)行優(yōu)化，包括制粉系統(tǒng)、六大風(fēng)機(jī)油站以及保安段負(fù)荷與聯(lián)絡(luò)電源，同時改進(jìn)設(shè)備之間的連鎖時限配合，如保安電源切換與空預(yù)器失電判定時限，并對機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行方式提出優(yōu)化方案，不僅保證了正常運(yùn)行方式下的最優(yōu)化運(yùn)行方式，同時兼顧了事故工況下設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行，提高了機(jī)組的安全可靠性。