淺論縮短水電廠開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間

邱建春

(福建棉花灘水電開(kāi)發(fā)有限公司,福建龍巖 364000)

淺論縮短水電廠開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間

邱建春

(福建棉花灘水電開(kāi)發(fā)有限公司,福建龍巖 364000)

“開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間”就是指發(fā)電機(jī)通過(guò)上位機(jī)操作從“發(fā)令”到“發(fā)電態(tài)”所花費(fèi)的時(shí)間,電力系統(tǒng)中,機(jī)組從停機(jī)到并網(wǎng)的時(shí)間越短,不僅能提高本廠的經(jīng)濟(jì)效益,更能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

并網(wǎng) 流程控制 快速

1 機(jī)組目前開(kāi)機(jī)并網(wǎng)的時(shí)間調(diào)查

(1)棉花灘電廠共有四臺(tái)機(jī)組,總裝機(jī)60萬(wàn)千瓦,在福建電網(wǎng)中主要起調(diào)峰、調(diào)頻作用,開(kāi)停機(jī)比較頻繁,平均每年開(kāi)停機(jī)次數(shù)300多次。(2)統(tǒng)計(jì)棉花灘電廠四臺(tái)機(jī)2010年8月份開(kāi)機(jī)并網(wǎng)情況,平均開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間為:#1機(jī)263秒,#2機(jī)249秒,#3機(jī)212秒,#4機(jī)220秒。經(jīng)調(diào)查尤溪街面水電站同類(lèi)型的水電機(jī)組,開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間,平均時(shí)間為3分鐘左右,本廠機(jī)組平均時(shí)間為4分23秒。經(jīng)調(diào)查,及同類(lèi)機(jī)型機(jī)組的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)本廠機(jī)組開(kāi)機(jī)并網(wǎng)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),通過(guò)對(duì)整個(gè)開(kāi)機(jī)過(guò)程的每一環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳盡分析,我們通過(guò)以下幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行剖析:(1)發(fā)出分段控制;(2)同期裝置精度差;(3)冷卻水電動(dòng)閥開(kāi)啟慢;(4)自動(dòng)減壓閥開(kāi)啟慢;(5)技術(shù)供水管路堵塞;(6)技術(shù)供水壓力低;(7)調(diào)速系統(tǒng)精度差;(8)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)水平低。

2 機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)原因分析

2.1 發(fā)出分段控制

運(yùn)用中的發(fā)電機(jī)組有四種狀態(tài),分別是發(fā)電態(tài)、空載態(tài)、空轉(zhuǎn)態(tài)、停機(jī)態(tài),因此自動(dòng)開(kāi)機(jī)流程也有多種,如“停機(jī)至發(fā)電”、“停機(jī)-空轉(zhuǎn)-空載-空轉(zhuǎn)-發(fā)電”等經(jīng)過(guò)查找數(shù)據(jù),分段控制并非造成開(kāi)機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的因素。

2.2 冷卻水電動(dòng)閥開(kāi)啟慢

對(duì)比冷卻水電動(dòng)閥設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行規(guī)定,設(shè)計(jì)時(shí)間為28秒,兩者時(shí)間基本相同。

2.3 技術(shù)供水管路堵塞

本廠機(jī)組采用蝸殼取水方式,經(jīng)過(guò)快閘攔污柵及濾水器過(guò)濾,濾水器會(huì)根據(jù)前后壓差整定值進(jìn)行自動(dòng)清洗或每隔6小時(shí)的定期清洗,濾水器前后壓差信號(hào)上送監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拆開(kāi)檢查,未發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)像。

2.4 技術(shù)供水壓力低

減壓閥前冷卻水壓力會(huì)跟隨壩前水位的變化而不同,為0.8～1.0Mpa,減壓閥后壓力為0.5～0.7Mpa,運(yùn)用壓力正常范圍為0.2～0.4Mpa,對(duì)照冷卻水自動(dòng)減壓閥說(shuō)明說(shuō),壓力值在減壓閥的設(shè)計(jì)范圍內(nèi),符合減壓閥工作條件。

2.5 調(diào)速系統(tǒng)精度差

本廠調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備為德國(guó)伏依特公司生產(chǎn)的進(jìn)口設(shè)備,無(wú)論在調(diào)整精度上還是可靠性上,均比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品水平高。經(jīng)觀察機(jī)組開(kāi)機(jī)時(shí),調(diào)速系統(tǒng)能夠很好地將機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在100%額定轉(zhuǎn)速,不存在轉(zhuǎn)速不穩(wěn)現(xiàn)象。

2.6 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)水平低

本廠使用的是南瑞公司最新生產(chǎn)的NES5100產(chǎn)品,NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是國(guó)家科技部項(xiàng)目“基于瞬時(shí)無(wú)功理論的大機(jī)組勵(lì)磁控制系統(tǒng)研制”重要子課題,大量的試驗(yàn)驗(yàn)證了NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的優(yōu)良性能,設(shè)計(jì)理念超前,可靠性高,已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多大、中型電廠得到了廣泛應(yīng)用,具有建壓時(shí)間短,精度高的特性。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,開(kāi)機(jī)時(shí)的建壓情況得知,平均時(shí)間為3秒。經(jīng)觀察機(jī)組運(yùn)行時(shí),機(jī)端電壓與給定電壓之間的差值非常小,不存在調(diào)節(jié)水平低的情況。根據(jù)發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)流程,對(duì)流程每一步均進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的主要原因有這兩項(xiàng):

(1)同期裝置精度差;查看同期裝置說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)比本廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)及電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù),測(cè)量了同期裝置同期檢測(cè)時(shí)間,發(fā)現(xiàn)同期裝置型號(hào)為SJ-12C,2000年產(chǎn)品,產(chǎn)品技術(shù)較為落后,經(jīng)過(guò)10年的使用,裝置已經(jīng)較為老化,故障率較高,影響同期檢測(cè)精度,延長(zhǎng)并網(wǎng)時(shí)間,平均并網(wǎng)費(fèi)時(shí)間為56.35秒,占總時(shí)間的21.43% 。而其它廠同類(lèi)型的機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間大部份落在35秒左右。(2)冷卻水自動(dòng)減壓閥開(kāi)啟速度慢;機(jī)組從開(kāi)機(jī)令發(fā)出至冷卻水正常,平均費(fèi)時(shí)140.32秒,占用了53%的開(kāi)機(jī)時(shí)間。本廠機(jī)組自動(dòng)減壓閥為上海大田管道公司生產(chǎn)的,型號(hào)為200X,經(jīng)查該減壓閥說(shuō)明書(shū),額定動(dòng)作時(shí)間為5～120秒,可通過(guò)調(diào)整其有關(guān)參數(shù)從而調(diào)整其反應(yīng)速度。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試減壓閥動(dòng)作時(shí)間,平均為108秒,自動(dòng)減壓閥開(kāi)啟慢嚴(yán)重影響了開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間。

3 縮短開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)間的解決措施

針對(duì)同期裝置精度差的問(wèn)題,采取如下措施:對(duì)機(jī)組同期裝置進(jìn)行重新選型,采用技術(shù)更為先進(jìn)的CM-320同期裝置。該裝置具有(1)極高的可靠性和穩(wěn)定性,確保能夠在惡劣的電磁環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。(2)同期速度快,精度高,調(diào)節(jié)待并機(jī)組以最短時(shí)間進(jìn)入給定同期區(qū)域,確保在出現(xiàn)第一個(gè)同期點(diǎn)時(shí),將待并斷路器無(wú)沖擊并網(wǎng)。將機(jī)組同期裝置更換為CM-320型,對(duì)同期裝置改造后的并網(wǎng)情況進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)并網(wǎng)正常,平均并網(wǎng)時(shí)間為28秒,比原先縮短了28.35秒。

針對(duì)機(jī)組冷卻水自動(dòng)減壓閥開(kāi)啟時(shí)間因素,對(duì)該減壓閥進(jìn)行解體檢查、清洗,發(fā)現(xiàn)該減壓閥閥片過(guò)流孔僅為5個(gè),而設(shè)計(jì)要求應(yīng)為9個(gè),經(jīng)送加工廠進(jìn)行加工,增加過(guò)流孔至9個(gè),加大其過(guò)流能力。調(diào)整機(jī)組的自動(dòng)減壓閥開(kāi)啟速度,在安全的前提下,反復(fù)測(cè)試,確定一組最優(yōu)的參數(shù)cs=5,os=5,rs=3。通過(guò)處理,實(shí)現(xiàn)了快速開(kāi)啟自動(dòng)減壓閥,從開(kāi)機(jī)令發(fā)出至冷卻水正常,平均費(fèi)時(shí)為32.9秒,比原先節(jié)約107.4秒。通過(guò)對(duì)以上兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化后,對(duì)機(jī)組開(kāi)機(jī)并網(wǎng)的時(shí)間進(jìn)行測(cè)定,與原來(lái)開(kāi)機(jī)時(shí)間的對(duì)比,機(jī)組開(kāi)機(jī)并網(wǎng)的時(shí)間縮短為1分48秒,從而直接及間接產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

(1)每開(kāi)一次機(jī),平均減少空轉(zhuǎn)時(shí)間28.35秒,少耗水28.35秒×30m3/秒=850.5m3;(2)平均一年開(kāi)機(jī)335次,每年節(jié)約耗水:335次×850.5m3/次=284917.5m3;(3)每年可多發(fā)電量:284917.5m3÷4.5m3/度=63315度;直接經(jīng)濟(jì)效益為:63315度×0.3817元/度=24167.3元。(4)縮短機(jī)組的并網(wǎng)時(shí)間,從而有效地增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,在系統(tǒng)需要的情況下,更加迅速地實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)并網(wǎng),保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,提高電能質(zhì)量。(5)縮短了開(kāi)機(jī)過(guò)程中部分流程的動(dòng)作時(shí)間,為異常情況下某一元件故障處理爭(zhēng)取了更多時(shí)間,減小了因不能及時(shí)并網(wǎng)而被省調(diào)考核的可能性。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該課題的研究和開(kāi)展,大大提高了電廠自身的節(jié)能管理水平,及技術(shù)實(shí)施能力。