燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)分布式能源的電氣整套啟動(dòng)探討

高東

摘要：燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部包含較多的項(xiàng)目機(jī)組，且接線也顯得比較復(fù)雜。但是某電廠內(nèi)部的機(jī)組在啟動(dòng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)諸多的問(wèn)題，大家需要先有效地分析內(nèi)部的問(wèn)題，之后再提出相關(guān)的解決方案。只有通過(guò)優(yōu)化短路點(diǎn)的設(shè)置和試驗(yàn)的順序才能夠有效地解決汽機(jī)發(fā)電機(jī)沒(méi)有辦法被更好地校驗(yàn)的問(wèn)題，并有效地縮短啟動(dòng)的時(shí)間。在實(shí)際操作的過(guò)程中，需要先對(duì)不同運(yùn)行情況下的用電廠的用電率進(jìn)行分析，之后再通過(guò)分析相關(guān)的結(jié)果來(lái)有效地指導(dǎo)系統(tǒng)。只有有效地解決有關(guān)的問(wèn)題，才能夠讓整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的成本更低，并最終縮短啟動(dòng)的時(shí)間。大家尤其需要進(jìn)行借鑒。

關(guān)鍵詞：燃?xì)庹羝?lián)合；循環(huán)分布；電氣系統(tǒng)；啟動(dòng)策略

引言：

在發(fā)電機(jī)機(jī)進(jìn)行投產(chǎn)之前，全面進(jìn)行整套的啟動(dòng)試驗(yàn)顯得非常重要。其系統(tǒng)內(nèi)部的質(zhì)量將會(huì)直接關(guān)系到并網(wǎng)發(fā)電的過(guò)程和運(yùn)行的情況。電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要是由短路試驗(yàn)、空載試驗(yàn)、假通氣和并網(wǎng)試驗(yàn)組成的。在進(jìn)行整套啟動(dòng)電氣試驗(yàn)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榘惭b質(zhì)量不合格、產(chǎn)品質(zhì)量不合格和操作不當(dāng)而引發(fā)事故[1]。在啟動(dòng)電氣的過(guò)程中，大家也需要對(duì)試驗(yàn)方案、臨時(shí)措施和保護(hù)配置進(jìn)行全面地分析，這將會(huì)直接關(guān)系到電氣試驗(yàn)的質(zhì)量[1]。本文結(jié)合實(shí)際情況，主要就燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)分布式能源的電氣整套啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行分析，希望能夠給大家更多的參考性意見(jiàn)。

1.研究背景

“煤炭潔凈燃燒技術(shù)“一直都是當(dāng)前各個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家所重視的研究領(lǐng)域。通過(guò)運(yùn)用燃煤燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的方式，往往能夠更好地提高火力發(fā)電廠的熱效率，并讓各類污染問(wèn)題更好地被解決。雖然我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的比較快，但是總體還是以燃煤為主的國(guó)家。燃煤發(fā)電廠作為重要的污染源，包括SO2和NOX在內(nèi)的很多污染物，多數(shù)都是由燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的。從七十年代開(kāi)始，我國(guó)的科學(xué)委員會(huì)就已經(jīng)開(kāi)始部署與“煤的潔凈燃燒”相關(guān)技術(shù)的研究工作。甚至也可以在燃煤燃?xì)?蒸汽聯(lián)合運(yùn)用的項(xiàng)目中有效地運(yùn)用“低熱值煤氣燃?xì)鈾C(jī)”的關(guān)鍵技術(shù)。分別在吸收了國(guó)外關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上來(lái)有效地開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，并都取得好的科研成果。本文主要就燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)分布式能源的電氣整套啟動(dòng)進(jìn)行探討。

2.電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1機(jī)組數(shù)量多且接線方式較為復(fù)雜

全廠的裝機(jī)容量只有210kW，內(nèi)部配置了6臺(tái)發(fā)電機(jī)。需要直接采用擴(kuò)大單元接線的方式來(lái)接入每套燃?xì)庹羝l(fā)電機(jī)的內(nèi)部。全廠內(nèi)部會(huì)直接以相鄰機(jī)組的廠用電源作為備用電源，并直接采用“手拉手”的接線方式來(lái)快速接入電源廠內(nèi)部的電快切系統(tǒng)。不僅整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的接線方式顯得非常復(fù)雜，且整體聯(lián)絡(luò)度也較高。因此，在接線的過(guò)程中也會(huì)對(duì)整個(gè)電氣設(shè)備的啟動(dòng)提出更高的要求。

燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組在使用的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷，且整個(gè)負(fù)荷呈現(xiàn)階段性分布的狀態(tài)。其中，廠用機(jī)組負(fù)荷的第一個(gè)高峰出現(xiàn)了機(jī)組高盤點(diǎn)火期間，另外一個(gè)高峰則主線在機(jī)組滿載負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的階段。燃機(jī)的使用狀態(tài)和發(fā)電機(jī)組有所不同：整個(gè)然機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，約有2/3的氣體會(huì)消耗在壓氣機(jī)內(nèi)部。從啟動(dòng)、點(diǎn)火到加速的整個(gè)過(guò)程中，整個(gè)燃機(jī)透平如果出現(xiàn)自身做功不足的現(xiàn)象，也就不能夠更好地滿足啟動(dòng)的要求。此時(shí)必須要使用外加的能量來(lái)不斷地拖動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.整套機(jī)組概述

每一套燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)都是由1太燃機(jī)、1太余熱鍋爐和1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組成的。只有將燃機(jī)有效地并入網(wǎng)絡(luò)之后，燃機(jī)基本的排煙的溫度才能夠達(dá)到480攝氏度。而余熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽的品質(zhì)才能夠更好地滿足汽輪發(fā)電機(jī)使用的要求[2]。總體而言，燃?xì)夂驼羝?lián)合玄幻機(jī)組整套啟動(dòng)的過(guò)程是分兩個(gè)階段進(jìn)行。當(dāng)余熱的鍋爐在不斷吹管的時(shí)候，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將會(huì)一直被維持在3000轉(zhuǎn)，從而才能夠更好地進(jìn)行整套燃?xì)庠囼?yàn)。

4.整套啟動(dòng)中遇到的問(wèn)題和處理

4.1發(fā)變組短路試驗(yàn)

為了能夠更好地與出廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確認(rèn)發(fā)電機(jī)在運(yùn)輸過(guò)程中的狀態(tài)。也是為了能夠更好地檢查測(cè)量計(jì)量回路所涉及的電流回路極性和變比設(shè)置是否正確，從而來(lái)有效地進(jìn)行發(fā)變阻短路試驗(yàn)。當(dāng)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可以先設(shè)置一個(gè)發(fā)電機(jī)出口、主變高壓側(cè)和工作線內(nèi)部的3個(gè)短路點(diǎn)。在經(jīng)過(guò)分析之后，可以得知，整個(gè)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組內(nèi)部存在著1個(gè)矛盾和1個(gè)有利條件。其中，矛盾點(diǎn)需要在整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)先設(shè)置2個(gè)短路點(diǎn)，并讓他們?cè)谕ｋ姷倪^(guò)程中完成。當(dāng)燃機(jī)高盤啟動(dòng)時(shí)，整個(gè)廠內(nèi)部的負(fù)荷較高，所以可以通過(guò)啟動(dòng)有利條件來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)保護(hù)。

可以根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)有效地優(yōu)化短路點(diǎn)。圖1中一共設(shè)置了4個(gè)短路點(diǎn)，并在進(jìn)行燃機(jī)發(fā)變阻短路試驗(yàn)的過(guò)程中設(shè)置了3個(gè)短路點(diǎn)。K1為發(fā)電機(jī)出口的短路點(diǎn)，K2為10kV的工作進(jìn)線內(nèi)部的短路點(diǎn)，K3為汽輪機(jī)的出口，每個(gè)短路點(diǎn)也都有不同的作用。K1主要用來(lái)錄取短路的曲線，并有效地檢查燃機(jī)差動(dòng)保護(hù)的極限。K2主要可以用來(lái)檢查主變差動(dòng)保護(hù)的極性，K3主要可以解開(kāi)汽輪發(fā)電機(jī)出口處的軟連接。

4.2同期定相試驗(yàn)

在上述短路試驗(yàn)結(jié)束之后，再進(jìn)行發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)和勵(lì)磁特性的試驗(yàn)。同期定位試驗(yàn)的目的是為了檢測(cè)并側(cè)的電壓和系統(tǒng)一側(cè)的電壓是否處于同相位的位置，并有效地測(cè)量并側(cè)電壓和系統(tǒng)側(cè)電壓的額定值。其中，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)并側(cè)的電壓和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)機(jī)端的電壓相通，系統(tǒng)側(cè)的電壓和自主變低壓一側(cè)的電壓相通。汽輪發(fā)電機(jī)待側(cè)的電壓主要來(lái)自于自主變低壓側(cè)1PT。

常規(guī)的同期定相方法主要包括兩種：第一種是讓發(fā)電機(jī)變零升壓到額定的電壓數(shù)值。著一種方法被廣泛地運(yùn)用于可燃機(jī)的運(yùn)行中。在運(yùn)用到汽輪發(fā)電的過(guò)程中時(shí)，需要主變停運(yùn)之后再進(jìn)行操作另外一種是通過(guò)主變器傳送到發(fā)電機(jī)的一端。第二種方法在使用的時(shí)候需要配合更多的安全措施，所以不是很常用。

為了能夠有效地解決這一問(wèn)題，需要采用如下的方法：當(dāng)燃機(jī)處于同期定相的背景下時(shí)，先要解開(kāi)汽輪發(fā)電機(jī)出口處的軟連接，之后再直接合上902開(kāi)關(guān)。此時(shí)，燃機(jī)帶的主變和汽輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部的母線會(huì)同時(shí)開(kāi)始升壓，最終，1PT、11PT和12PT將會(huì)同時(shí)處于一個(gè)電源系統(tǒng)中。最后也就能夠在同一時(shí)間完成燃機(jī)和汽輪發(fā)電機(jī)的同期試驗(yàn)。這樣一種試驗(yàn)的方法并不是非常復(fù)雜。只要當(dāng)K3點(diǎn)處的試驗(yàn)結(jié)束之后，直接拆除該處的短路裝置，也就能夠直接結(jié)束同期定相的試驗(yàn)。

5.整套啟動(dòng)過(guò)程的總結(jié)和改進(jìn)

整個(gè)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)內(nèi)部的能源機(jī)組的數(shù)量較多，且接線也較為復(fù)雜，在實(shí)際啟動(dòng)的過(guò)程中，常規(guī)的火電機(jī)組和燃機(jī)將會(huì)有不同的表現(xiàn)。在實(shí)際啟動(dòng)的過(guò)程中，可以對(duì)包括燃機(jī)發(fā)變組短路、燃機(jī)同期定相、燃機(jī)假同期、燃機(jī)并網(wǎng)、汽車同期定相和其他幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，并在之后轉(zhuǎn)變?yōu)閷⑷紮C(jī)發(fā)變組短路、燃機(jī)空載、燃機(jī)假同期、汽車沖轉(zhuǎn)和其他幾個(gè)步驟相互結(jié)合，從而有效地進(jìn)行并網(wǎng)。新的啟動(dòng)方案在使用的過(guò)程中能夠表現(xiàn)出如下的優(yōu)勢(shì)：第一，能夠有效地解決主變差動(dòng)保護(hù)校驗(yàn)和汽車同期定相校驗(yàn)等問(wèn)題[3]。第二，能夠解決汽輪發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)過(guò)程中無(wú)法校驗(yàn)和解決的問(wèn)題。第三，如果將試驗(yàn)安排在燃機(jī)吹管的過(guò)程中，那么也就能夠在縮短汽輪發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間的基礎(chǔ)上有效地節(jié)省燃料。總體而言，新的啟動(dòng)方案在使用的過(guò)程中會(huì)有更好的效果。

6.結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際的情況對(duì)一整套機(jī)組內(nèi)部的電氣啟動(dòng)過(guò)程問(wèn)題進(jìn)行直接的處理。并針對(duì)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)分布項(xiàng)目的用電系統(tǒng)特點(diǎn)和主要的試驗(yàn)方法進(jìn)行分析。在對(duì)整個(gè)啟動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化之后，往往能夠在節(jié)省啟動(dòng)時(shí)間的基礎(chǔ)上有效地節(jié)約成本，非常值得大家借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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