660MW機組FCB功能邏輯設計

戴錫輝

摘 要：汕尾3號機組進行了包括FCB功能設計、控制系統邏輯增加與完善，FCB功能仿真，主要控制系統參數優化、電氣系統改造。該機組是國產超超臨界660MW燃煤發電機組，機組設置一套40%容量的高壓和52%容量低壓兩級串聯旁路系統，2016年07月26日成功完成了50%負荷FCB功能試驗。

關鍵詞：FCB；控制系統；控制邏輯；設計；分析研究

中圖分類號：TK267 文獻標志碼：A

0 引言

2016年7月26日18：18：49，進行了3號機組50%負荷FCB功能試驗，23min后機組通過5031同期并網。試驗結果表明：機組在330MW負荷下，FCB功能動作觸發后，機組各項自動控制邏輯動作正確，機組負荷、汽機轉速、主汽壓力及機組其他參數過渡過程快速、穩定，沒有超過機組跳閘極限；FCB過程中，工質平衡和能量平衡滿足試驗要求；FCB過程中，機組自帶廠用電運行，參數正常、穩定。FCB結束后，機組通過5031開關同期并網功能正常。50%FCB過程主要參數記錄見表1。

1 關鍵技術

為實現FCB功能，技術人員成功解決了一系列技術難題：

（1）熱控、機務專業解決了給水流量、燃料量、汽機轉速、高旁后溫度等關鍵被控對象由常規工況快速響應至極端工況的技術難題，且不觸發任何保護動作；解決了大工況突變時工質平衡的難題。

（2）熱控邏輯部分設計合理，計算精準；為解決FCB后快速恢復問題。

（3）電氣專業利用安穩裝置準確觸出FCB信號，及時將發電機組與系統解列并帶廠用電低負荷運行；并增加了一套同期裝置并修改保護邏輯實現機組FCB后快速再并網

2 汕尾電廠FCB動作過程

（1）FCB動作后，燃料目標值80t/h，給水目標值630t/h， 風量目標值1000t/h。

（2）FCB動作后，協調控制系統自動切換至基本控制方式。

（3）FCB動作后至機組重新并網前，DEH進入本地方式下的汽輪機轉速自動調節模式。

（4）FCB動作后，自動投入A層微油槍。

（5）FCB觸發后，按B-E-D順序，以2s跳閘間隔逐臺跳閘磨煤機，直至剩下3臺磨煤機運行。

（6）FCB動作后，燃料主控相應切手動，燃料控制按第一臺磨35t，第二臺磨25t，第三臺磨20t目標直接對給煤機進行控制。

（7）FCB觸發后，聯鎖快開高、低壓旁路6s，6s后投入高、低旁自動。

（8）FCB動作后，高旁壓力設定值設定為16.0MPa與當前高旁壓力值進行邏輯取小判斷后作為最終設定值輸出，低旁壓力設定值設定為2.2MPa與當前高旁壓力值進行邏輯取小判斷后作為最終設定值輸出。

（9）FCB動作后直接將小機低壓調門開度開至100%；FCB動作、當給水泵轉速小于5300r/min，且給水泵入口給水流量小于FCB動作前對應值時，高壓調門以一定速率超馳開大至32%，超馳條件消失后，給水恢復正常調節功能。

（10）FCB動作延時5s，總給水流量大于800t/h， 單泵入口流量大于450t/h，給水泵再循環門超馳增加，超馳條件消失后，再循環門切至手動。

（11）FCB動作后，冷再至輔汽聯箱氣動調節閥預開至30%后投自動。

（12）FCB動作后，輔汽聯箱壓力大于除氧器壓力，打開輔汽至除氧器調節門60%后切手動。

（13）FCB動作，FCB動作前機組負荷大于70%，連鎖啟動備用凝結水泵。

3 FCB邏輯設計

根據DCS和DEH的邏輯組態，要實現 “機組與電網解列自帶廠用電運行”功能，需要對機爐電大聯鎖、FCB觸發源信號、FCB判斷/指、OPC控制、汽機旁路壓力控制、PCV閥控制、給水控制、燃料控制、鍋爐風、煙系統等功能進行邏輯組態或功能完善。根據電氣開關對電網和廠用電的連接情況，機組FCB信號觸發由穩控信號且5031、5032斷開，三者信號經過DCS三取二模塊信號處理后相與產生。邏輯設計如下：

（1）FCB動作后連鎖啟動柴油發電機。

（2）增加5031重新順控并網功能組設計。

（3）CCS、DEH畫面中增加FCB動作信息顯示。

（4）FCB發生時，汽機主控、鍋爐主控切手動。機組按燃料量目標80t/h、給水流量目標630t/h、總風量目標1000t/h進行控制。

（5）原DEH的OPC動作值為固定值（3090r/min），改為根據機組轉速和機械功率—負荷不平衡PLU的綜合值動態控制：當PLU小于30%時，OPC動作轉速為3210r/min，當PLU大于60%時，OPC動作轉速為3000r/min。

（6）增加FCB動作后到機組重新并網前，DEH進入本地方式下的汽輪機轉速自動調節模式。FCB動作后3s內調門開度指令為原指令與5%取小輸出。

（7）FCB觸發后，汽機高、低壓旁路減壓、減溫閥全開5s，然后自動投入自動進行閉環調節，FCB期間高旁壓力設定值設定為16.0MPa與FCB動作前高旁壓力值取小處理， 低旁壓力設定值設定為2.2MPa與FCB動作前高旁壓力值取小處理。FCB復位后按鍋爐主汽流量的函數產生壓力設定值進行調節。增加高旁減溫水全開5s，然后投入自動并設定目標值300℃。低旁減溫投入自動。

（8）FCB動作，FCB動作前負荷大于45MW，強制打開A、B PCV閥；

（9）FCB觸發后，按B-E-D順序跳閘磨煤機，容量分配第一臺磨35t（A），第二臺磨25t（C），第三臺磨20t（F），以2s跳閘間隔逐臺跳閘磨煤機，直至剩下3臺磨煤機運行。

（10）FCB動作后，自動投入A層微油槍。

（11）FCB動作后且輔汽供小機電動門關閉，則直接將小機低壓調門開度開至100%；FCB動作、當給水泵轉速小于5300r/min，給水泵泵入口給水流量小于FCB動作前對應值時，高壓調門以一定速率超馳開大到32%。超馳條件消失后，總給水流量按預定目標值630t/h進行調節。

（12）FCB動作延時5s，總給水流量大于800t/h， 單泵入口流量大于450t/h，給水泵再循環門超馳增加，超馳條件消失后，再循環門切至手動方式。

（13）FCB動作后，冷再至輔汽聯箱調節門自動打開一定開度30%后投入自動，輔汽聯箱壓力設定值設定為1.0 MPa。

（14）機組負荷大于450MW，FCB動作后，聯鎖啟動第二臺凝泵（如果單臺凝泵運行），兩臺凝結水泵切至工頻運行。此時并列運行的變頻泵指令輸出100%并切手動，除氧器水位改由調門調節。

（15）FCB發生后2號高加抽汽電動門自動關至20%。FCB動作后切除1、3高加，保留2號高加。FCB動作期間屏蔽OPC聯動2號高加抽汽逆止門功能。

（16）輔汽至除氧器加熱調節門在輔汽壓力高于除氧器壓力時設定開度為60%并切手動。增加關閉四抽供除氧器電動門功能。

（17）除氧器上水調閥在FCB時關小一定開度30%，保證低旁減溫水噴水壓力。

（18）增加聯開低旁減溫水、三級減溫水、低壓缸噴水調門（FCB動作后發脈沖全開并切手動）。

（19）FCB動作后發脈沖打開VV閥。

（20）FCB動作延時3min，汽機轉速小于3030r/min且中壓調門開度指令大于10%，則通過高選功能，將CV2、CV3閥位指令低限由0%按2%/min的速率打開，直到CV2、CV3開度指令大于預定目標值（10%）或主汽機跳閘或手動復位。或中壓調門開度小于5%輸出保持或手動保持。解決FCB動作后汽輪機高壓缸排汽溫度高問題。

結語

汕尾電廠FCB動作步序正確、參數變化范圍沒有超過跳機極限，FCB動作后機組帶廠用電運行穩定，機組通過5031開關重新并網順利。具備FCB功能，能提高機組發電調度排序，減少機組備用時間、提高負荷率、提高機組在電網內競爭力和市場占有率。

參考文獻

[1]吳永存，朱介南.寧海電廠1000MW機組RB于FCB控制策略的設計和應用[J].電力建設，2011，32（1）：59-63.

[2]羅志浩，尹峰，陳小強，等.國產600MW超臨界直流機組實現FCB功能的可行性研究[J].浙江電力，2009，28（1）：18-21.