關(guān)于660MW超臨界發(fā)電機組FCB的試驗研究

摘 要 在660MW超臨界發(fā)電機組逐漸成為電網(wǎng)主力機組的情況下，確保660MW超臨界電力機組安全、有效應(yīng)用尤為重要。而實現(xiàn)660MW超臨界發(fā)電機組在電網(wǎng)中有效應(yīng)用的重點在于，機組具有FCB功能。FCB功能的應(yīng)用可以有效保障在電力機組內(nèi)部故障或外部電網(wǎng)故障時機組安全運行，而不受故障影響。對此，本文就660MW超臨界發(fā)電機組FCB功能如何實現(xiàn)進行研究和分析。

【關(guān)鍵詞】超臨界發(fā)電機組 FCB 試驗

在當(dāng)今社會電網(wǎng)應(yīng)用越來越重要的情況下，電網(wǎng)的安全性卻在逐漸降低。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，將會給國民經(jīng)濟帶來一定的損失，并且影響人們正常生活。所以，保證發(fā)電機組長期有效應(yīng)用尤為必要。而要實現(xiàn)此目的，需要借助于FCB功能，因為在發(fā)電機組實現(xiàn)FCB功能后，具備發(fā)電機解列帶廠用電的能力，有助于電網(wǎng)在可能的最短時間內(nèi)恢復(fù)正常。本文以660MW超臨界發(fā)電機組為例，就如何實現(xiàn)660MW超臨界發(fā)電機組具有FCB功能進行試驗。

1 660MW超臨界發(fā)電機組FCB功能啟動允許條件分析

FCB功能是指機組在高于某一負荷之上運行時，因內(nèi)部或外部電網(wǎng)故障與電網(wǎng)解列，瞬間甩掉全部對外供電負荷，并保持鍋爐在最低負荷運行，維持發(fā)電機帶廠用電運行或停機不停爐的自動控制功能。所以，66MW超臨界發(fā)電機組FCB功能啟動應(yīng)當(dāng)滿足兩個條件：

1.1 確保發(fā)電機組安全

就我國所發(fā)生的發(fā)電廠停電事故來看，電廠停運多半是因為設(shè)備產(chǎn)生不良故障而引起的。在發(fā)電機組故障時機組的狀態(tài)和參數(shù)都會發(fā)生變化的狀況下，要求FCB功能能夠有效的控制發(fā)電機組，使其可以繼續(xù)運作，并且在整個過程中對發(fā)電機組的參數(shù)進行調(diào)整，是發(fā)電機組參數(shù)控制在設(shè)備限值內(nèi)。

1.2 降低運行成本

確保FCB功能應(yīng)用后可以保證電網(wǎng)安全運行的同時，電網(wǎng)運行成本控制也是非常必要的，所以，在設(shè)計應(yīng)用FCB功能的過程中需要注意，結(jié)合正?？刂撇呗裕現(xiàn)CB功能的觸動，盡可能的減少主燃料跳閘次數(shù)，降低運行成本。

2 FCB功能實現(xiàn)的難點

2.1 爐壓力飛升超壓問題

在660MW超臨界發(fā)電機組中直接實施FCB功能，正常調(diào)整660MW超臨界發(fā)電機組，運作發(fā)電機組，這是需要快速調(diào)小汽機調(diào)門。但是由于鍋爐內(nèi)熱量較高，機爐負荷將會不平衡，此種情況下就很容易引起爐內(nèi)壓力飛升超過正?？刂茐毫Ψ秶鷨栴}。此問題的存在容易造成鍋爐擾動，相應(yīng)的發(fā)電就會受到影響。之所以會造成此問題出現(xiàn)，主要在于FCB動作時，控制了壓力上升速度，促使存在于鍋爐內(nèi)的壓力較大，又因為在FCB控制壓力的過程中未進行開閥泄氣動作，促使?fàn)t內(nèi)壓力持續(xù)增多，最終超出限制。

2.2 汽包水位控制問題

FCB期間汽包水位控制難度大，在汽包水位的控制問題伴隨著鍋爐的出現(xiàn)而出現(xiàn)，長久以來一直是控制領(lǐng)域的一個典型問題。汽包水位是鍋爐汽水物質(zhì)是否平衡的標(biāo)志，即給水量和蒸發(fā)量之間的平衡。當(dāng)FCB發(fā)生后，主蒸汽流量由于汽輪機的調(diào)門快速關(guān)閉而大幅度突降，而給水流量的下降速度相對要慢一點，從而造成汽包汽水的嚴重不平衡，引起汽包水位的大幅度波動。

2.3 鍋爐快速減熱負荷問題

正常情況下實施FCB，需要控制鍋爐快速減熱負荷，確保整個系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。當(dāng)FCB動作時，需要將鍋爐快速減熱負荷控制在多少是比較難掌握。因為，鍋爐內(nèi)燃燒工況具有較強的不穩(wěn)定性，在燃燒的過程中如若降低鍋爐負荷指令，此種情況下，爐膛內(nèi)壓力波動將會較大，相應(yīng)的鍋爐快速減熱負荷不受控制，達不到FCB實施要求。

2.4 DEH轉(zhuǎn)速控制問題

在不調(diào)整和設(shè)置的情況下，將FCB功能直接運用于發(fā)電廠660MW超臨界發(fā)電機組上，DEH轉(zhuǎn)速控制效果不佳。原因有三：其一，功率—負荷不平衡。因為直接運用FCB功能對發(fā)電機組進行控制，其所控制的參數(shù)不是發(fā)電機組參數(shù)，并不是根據(jù)發(fā)電廠實際需要，此種情況下發(fā)電機組的設(shè)備功率將與其所需要承受的負荷出現(xiàn)偏差，相應(yīng)的就會引起DEH轉(zhuǎn)速失控的情況。其二，加速度受到限制。因為FCB功能的實施，汽輪機準(zhǔn)備加速做功時FCB為了保證發(fā)電機組狀態(tài)在控制范圍內(nèi)，就會對汽輪機轉(zhuǎn)速予以限制，促使汽輪機無法加速運轉(zhuǎn)。其三，汽輪機轉(zhuǎn)速限制。在汽輪發(fā)電機組并網(wǎng)前，DEH為轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但是一旦并網(wǎng)形成，發(fā)電機組的DEH就會成為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，快速轉(zhuǎn)速，快速發(fā)電。

3 660MW超臨界機組FCB試驗中電氣部分研究

面對660MW超臨界發(fā)電機組FCB實施存在諸多問題的情況下，加強660MW超臨界發(fā)電機組FCB功能的關(guān)鍵在于合理運用FCB電氣，促使FCB做出反應(yīng)，確保發(fā)電機組基本出現(xiàn)故障也能夠繼續(xù)運行，直到安全穩(wěn)定停運。以下為具體的660MW超臨界機組FCB試驗中電氣部分設(shè)計內(nèi)容：

3.1 500kV開關(guān)跳閘信號

基本思路是利用500kV開關(guān)來控制跳閘信號，跳閘信號與500kV開關(guān)相連，500kV開關(guān)與整個線路相連，一旦發(fā)電機組突然甩負荷情況發(fā)生，500kV開關(guān)將會斷開，此時跳閘信號就會將信號傳輸?shù)絻x控中心，進而在第一時間內(nèi)啟動FCB。

3.2 配置專用同期裝置，通過500kV開關(guān)并網(wǎng)

因為利用專用同期裝置進行660MW發(fā)電機組FCB功能配置，并且利用500kV開關(guān)并網(wǎng)，可以既可以在第一時間內(nèi)將電氣信號傳輸給FCB功能，又可以在第一時間進行并網(wǎng)，為FCB功能運用提供網(wǎng)絡(luò)支持。

4 結(jié)束語

在660MW超臨界發(fā)電機組上設(shè)置FCB功能，可以保證發(fā)電機組內(nèi)部故障或電網(wǎng)故障的情況下，F(xiàn)CB可以控制發(fā)電機組狀態(tài)，并且調(diào)節(jié)發(fā)電機組參數(shù)，促使發(fā)電機組在故障影響下依舊運行，最終安全停運。FCB功能是當(dāng)前存在一定危險性電網(wǎng)非常需要的功能之一，加強關(guān)于660MW超臨界發(fā)電機組FCB功能試驗是非常意義的。

參考文獻

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作者簡介

張洪剛（1984-），男，山東省濰坊市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為山東電力建設(shè)第三工程公司工程師。研究方向為電力工程。

作者單位

山東電力建設(shè)第三工程公司 山東省青島市 266100