分析火電機(jī)組快速甩負(fù)荷功能的實(shí)現(xiàn)

1、分析火電機(jī)組快速甩負(fù)荷功能的實(shí)現(xiàn)摘要：快速甩負(fù)荷功能的實(shí)現(xiàn)能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和故障恢復(fù)檢修提供重 要安全保障，加快火電機(jī)組的恢復(fù)速度。為此，文章在闡述火電機(jī)組快速甩負(fù)荷 技術(shù)和快速甩負(fù)荷機(jī)組調(diào)節(jié)情況的基礎(chǔ)上，接招了某火電機(jī)組自動(dòng)模式快速甩負(fù) 荷試驗(yàn)過(guò)程，驗(yàn)證在火電機(jī)組配置低容量旁路火電機(jī)組實(shí)現(xiàn)快速甩負(fù)荷的可行性， 通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果探究出影響火電機(jī)組快速甩負(fù)荷功能的因素，并就該機(jī)組實(shí)現(xiàn)快速 甩負(fù)荷存在的問(wèn)題做出進(jìn)一步的分析。關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；快速甩負(fù)荷；功能實(shí)現(xiàn)從近幾年我國(guó)發(fā)生的多起大停電事故情況來(lái)看，不管?chē)?guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展如何，都 不可避免的存在發(fā)生大面積停電的可能性。為此，怎樣在事故發(fā)生之后快速恢

2、復(fù) 用電、減少損失成為電網(wǎng)相關(guān)人員需要思考和解決的問(wèn)題。其中，黑啟動(dòng)電源對(duì) 黑啟動(dòng)和電網(wǎng)恢復(fù)有著十分重要的作用，為此需要合理選擇黑啟動(dòng)電源，實(shí)現(xiàn)機(jī) 組快速并網(wǎng)供電，從而在最大限度上縮短電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)間，減少損失。一、火電機(jī)組快速甩負(fù)荷技術(shù)在電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致火電機(jī)組主開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘，機(jī)組和電網(wǎng)出 現(xiàn)解裂。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候如果將火電機(jī)組切除，火電機(jī)組一般會(huì)進(jìn)入到以 下三種狀態(tài)：第一，機(jī)組停機(jī)停爐。機(jī)組停機(jī)停爐主要是指鍋爐內(nèi)部的主要燃料 發(fā)生跳閘。在這種情況出現(xiàn)之后，鍋爐和汽機(jī)會(huì)出現(xiàn)停止工作的現(xiàn)象，勵(lì)磁系統(tǒng) 和調(diào)速系統(tǒng)會(huì)被關(guān)閉。第二，機(jī)組停機(jī)不停爐。在出現(xiàn)這種情況的時(shí)候汽輪機(jī)組、 發(fā)電機(jī)組

3、會(huì)停止運(yùn)行，鍋爐維持在最低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。第三，機(jī)組不停機(jī)不停 爐。在出現(xiàn)這種情況的時(shí)候發(fā)電機(jī)和汽機(jī)都能夠維持在基本運(yùn)行狀態(tài)，火電機(jī)組 會(huì)被維持在用電孤島運(yùn)行階段。二、火電機(jī)組快速甩負(fù)荷工況發(fā)生和機(jī)組調(diào)節(jié)情況（一）汽機(jī)控制火電機(jī)組快速甩負(fù)荷工況發(fā)生之后，汽輪機(jī)的運(yùn)作會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)速控制方式， 這個(gè)時(shí)候需要要求過(guò)渡過(guò)程的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化被控制在允許的范圍內(nèi)。在發(fā)電機(jī)大 幅度甩負(fù)荷的情況下，汽機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度會(huì)出現(xiàn)不同程度的上升，這個(gè)時(shí)候會(huì)觸發(fā) 到超速保護(hù)控制單元?jiǎng)幼鳎D(zhuǎn)速目標(biāo)數(shù)值下降。（二）旁路控制在一般情況下，大容量機(jī)組的整個(gè)熱力循環(huán)如圖一所示，機(jī)組在正常運(yùn)行的 時(shí)候，鍋爐燃燒內(nèi)部產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽會(huì)進(jìn)入

4、到高壓缸做功，排氣相應(yīng)的進(jìn)入 到再熱器中升溫，之后進(jìn)入系統(tǒng)中進(jìn)行低壓缸做功。汽機(jī)會(huì)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?機(jī)械能，并由發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)換成功的電能提供給電網(wǎng)。圖一：機(jī)組熱力循環(huán)示意圖三、某火電機(jī)組快速甩負(fù)荷試驗(yàn)分析（一）機(jī)組情況某火電機(jī)組主機(jī)設(shè)備采用的是300MW級(jí)亞臨界機(jī)組，鍋爐為自然循環(huán)，一 次中間再熱，具體參數(shù)信息如下：蒸發(fā)量每小時(shí)1200噸；過(guò)熱蒸汽溫度和壓力 分別為541攝氏度和17.5Mpa；再熱蒸汽溫度和壓力分別為541攝氏度和 3.9 Mpa；發(fā)電機(jī)是無(wú)刷勵(lì)磁型的發(fā)電機(jī)，額定容量為412MVA。（二）火電機(jī)組快速甩負(fù)荷試驗(yàn)1、試驗(yàn)過(guò)程在2017年6月22日11： 23,以手動(dòng)的方式拉掉1

5、號(hào)機(jī)組的主要開(kāi)關(guān)，快速 甩負(fù)荷產(chǎn)生，（如圖二A點(diǎn)所示）在10s范圍內(nèi)，機(jī)組負(fù)荷會(huì)在瞬間從352.1MW 調(diào)節(jié)到13.4MW帶廠用電運(yùn)行，汽輪機(jī)的各個(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)會(huì)快速關(guān)閉，PCVC聯(lián)開(kāi)。 汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)速在2.1s內(nèi)達(dá)到每分鐘3123r，轉(zhuǎn)速下降之后超速控制邏輯復(fù)位中調(diào) 節(jié)閥開(kāi)啟到預(yù)設(shè)的開(kāi)度，第二次引發(fā)OPC動(dòng)作?？焖偎ω?fù)荷信號(hào)產(chǎn)生之后，高低 壓旁路會(huì)快速打開(kāi)參與壓力調(diào)節(jié)，高排通風(fēng)閥快速聯(lián)鎖打開(kāi)，各個(gè)階段抽汽逆止 門(mén)聯(lián)鎖關(guān)閉，兩臺(tái)汽泵并列運(yùn)行。伴隨再熱汽冷端壓力的降低，IV的開(kāi)度不斷增大，GV開(kāi)啟和IV共同控制轉(zhuǎn) 動(dòng)速度，且在IV關(guān)閉之后轉(zhuǎn)速快速下降到圖二中的E點(diǎn)位置上，隨后上升到圖二 中的F點(diǎn)位置上

6、，后來(lái)經(jīng)過(guò)六分鐘實(shí)現(xiàn)成功并網(wǎng)。圖二：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)2、試驗(yàn)成功的關(guān)鍵問(wèn)題第一，汽輪機(jī)數(shù)字電液轉(zhuǎn)速控制。對(duì)于公司的技術(shù)機(jī)組，火電快速甩負(fù)荷機(jī) 組的控制邏輯和OPC邏輯基本相同，在機(jī)組負(fù)荷超過(guò)30%的時(shí)候發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)會(huì) 突然斷開(kāi)，同時(shí)直接觸發(fā)OPC，關(guān)閉所有高中壓調(diào)節(jié)閥，這個(gè)時(shí)候轉(zhuǎn)速可能還沒(méi) 有達(dá)到103%的動(dòng)作轉(zhuǎn)速，被稱(chēng)作是負(fù)荷預(yù)測(cè)功能。LDA位置在發(fā)出請(qǐng)求之后， OPC系統(tǒng)通過(guò)控制油壓能夠在快速的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，避免因?yàn)檗D(zhuǎn)速擴(kuò)大引起 的危急遮斷系統(tǒng)。第二，再熱蒸汽冷端壓力小于0.828MPa的問(wèn)題。高壓缸進(jìn)汽 要求再熱蒸汽冷端壓力低于0.828MPa。高壓缸排氣溫度超過(guò)427攝氏度的時(shí)候，

7、高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)后的壓力和高排壓力的比值要比1.7s小。為此，在火電快速甩負(fù)荷 機(jī)組結(jié)束準(zhǔn)備并網(wǎng)的時(shí)候要降低再熱蒸汽冷端壓力，使這個(gè)壓力低于0.828MPa。 第三，高壓缸排氣溫度的控制。為了確?；痣娍焖偎ω?fù)荷機(jī)組的有效應(yīng)用需要采 取有效的措施避免高壓缸排氣溫度快速上升。在機(jī)組甩荷之后，中壓缸進(jìn)汽控制 轉(zhuǎn)速，高壓調(diào)解閥門(mén)在完全關(guān)閉少量漏氣之后會(huì)進(jìn)入到高壓缸中，最末端葉片摩 擦產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)消散，由此導(dǎo)致高壓缸排氣溫度過(guò)高。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在 最開(kāi)始設(shè)計(jì)火電快速甩負(fù)荷機(jī)組的時(shí)候需要在排氣管道上安裝高排通風(fēng)閥，并盡 可能增大通風(fēng)閥的通徑。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)操作證明，甩負(fù)荷后到并網(wǎng)之前，通過(guò)快速打 開(kāi)高排通風(fēng)閥

8、能夠有效降低高壓缸排氣溫度。第四，強(qiáng)化對(duì)鍋爐燃燒的控制?；?電快速甩負(fù)荷機(jī)組實(shí)現(xiàn)的重要條件是降低鍋爐負(fù)荷，從實(shí)踐操作情況來(lái)看，通過(guò) 快速減少燃料能夠在最大限度上降低鍋爐負(fù)荷，伴隨而來(lái)的是主汽壓力的快速提 升。第五，運(yùn)行操作經(jīng)驗(yàn)。火電快速甩負(fù)荷機(jī)組功能的成功需要主系統(tǒng)、輔系統(tǒng) 的多方參與，并由相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際情況來(lái)調(diào)整重要運(yùn)行參數(shù)。為此，在火電快 速甩負(fù)荷機(jī)組動(dòng)作之后，運(yùn)行人員要能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)做出綜合 評(píng)估，結(jié)合評(píng)估結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。但是從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，因?yàn)橐恍┩话l(fā) 性問(wèn)題，火電快速甩負(fù)荷機(jī)組運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)一些故障問(wèn)題。為此，對(duì)于擁有仿真培 訓(xùn)系統(tǒng)的電廠，需要其充分利用自身?xiàng)l件

9、，通過(guò)仿真培訓(xùn)來(lái)強(qiáng)化運(yùn)行人員的火電 快速甩負(fù)荷機(jī)組運(yùn)行操作經(jīng)驗(yàn)。結(jié)束語(yǔ)綜上所述，火電快速甩負(fù)荷機(jī)組功能的實(shí)現(xiàn)和有效利用能夠在一定程度上減 少電網(wǎng)大面積停電之后黑啟動(dòng)、快速恢復(fù)用電的損失。但是從近幾年火電快速甩 負(fù)荷機(jī)組應(yīng)用管理發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)和國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比仍然存在較大的 差距，特別是需要在管理服務(wù)政策和技術(shù)規(guī)范等方面進(jìn)一步強(qiáng)化建設(shè)，為火電快速甩負(fù)荷機(jī)組試驗(yàn)操作提供充足理論支持，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全發(fā)展。參考文獻(xiàn)：廖詩(shī)武，曾凱文，姚偉.火電快速甩負(fù)荷機(jī)組動(dòng)態(tài)仿真建模J.電工技術(shù)學(xué) 報(bào)，2017，32（4）： 212-220.金春林，肖鴻元，孫博.火電機(jī)組FCB功能的實(shí)現(xiàn)J.吉林電力，2016，44（6）： 31-35.叢日學(xué)，于曉輝，孟祥玉1.火電機(jī)組快速