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试验前主要参数,机组在顺阀控制,综合阀位92%。
3.3FCB试验过程及数据
某电厂300MW循环流化床直接空冷机组,在多次进行FCB有关试验的基础上,于2015年10月13日21时进行了机组高负荷FCB功能试验,并取得了成功,试验情况如下。
2015年10月13日21点21分36秒,1号机组功率约250MW,转速3001r/min。21分36秒约400ms,拉开主变压器201开关,模拟电网故障。21分36秒约600ms,机组甩负荷由249.47MW降至30.67MW,转速由3001.2r/min陡升至3087.3r/min,OPC超速触发FCB动作。如图1所示,OPC为电超速信号,当转速超过3040r/min,触发FCB功能。PLU信号值为分布式处理单元DPU(distributed processing unit)软件计算的机组电负荷与机械负荷的偏差,当其值大于等于30%,PLU输出信号,触发FCB动作,信号时长2s。根据数据显示,OPC硬件触发比PLU软件触发早约500ms,这对汽机转速控制至关重要,越早触发,转速升高峰值越低。
表2中每列以100ms为计时单位。
OPC超速信号发出,触发FCB的同时,OPC电磁阀动作,快速关闭高压调门、中压调门和汽机本体抽汽逆止阀。
FCB触发后,随即动作2.3项所列功能。高旁阀自动开启至10%开度,锅炉MFT动作,电泵启动,锅炉BT等如图1所示。电泵联启,电泵启动信号存在2s后,12汽泵联跳;期间,汽包水位大幅降低,汽包液位到-213.65mm;22分17秒,手动锅炉BT,锅炉各风机陆续跳闸,充分利用锅炉热惯性维持机组运转;其后试验过程中汽包液位变化范围为:-201~-375mm。
图1中时间轴顺序依次为:36:400ms、36:500ms、37:000ms、37:800ms、39:000ms、40:500ms。
机组FCB过程中负荷波动情况。在有效的时间测量周期内的机组负荷由21分36秒的249.5MW快速降至30.67MW,经17.55MW、16.17MW,降至11.32MW;在21分39秒,电泵启动后,负荷又升至23.31MW;其后,随着锅炉BT,炉侧二次风机、一次风机、引风机的停运,负荷经17.39MW、10.56MW,最终厂用电负荷稳定在8.06MW附近。
FCB触发后,机组负荷降至30MW以下,汽机切至中压缸运行模式,自动进入转速调节。整个过程中转速波动范围为3121.5~2920.7r/min,并在21分51秒左右转速稳定在3000r/min附近。FCB过程中,辅机的启停过程,对汽轮机转速的影响并不十分明显,例如电泵启动、风机跳闸等,转速波动曲线显示波动范围在±25r/min之间。
FCB动作后,高旁联开10%,PCV阀动作值降低3MPa。主汽压力最高升至16.8MPa,比试验前升高2.13MPa,安全阀未动作,蒸汽未外排,利于机组工质平衡。汽包炉蓄热量大,容积大,比直流锅炉机组主汽压力攀升小得多。
再热器压力在合理范围内,未打开低旁,机组背压下降,未联启备用真空泵;低旁未开启,未使用低旁减温水及三级减温水,凝结水用量未增加,单台凝泵运行即可满足用水需求。
小机供汽由辅汽联箱提供,辅汽联箱供汽由冷再提供,辅汽联箱压力由0.72MPa降至0.32MPa,辅汽联箱温度341℃降至282℃,冷再供辅汽调门迅速开启,辅汽压力基本在0.5MPa左右。小机转速调节满足协调控制系统CCS(coordination control system)给水自动要求;11汽泵维持汽包较低液位运行,根据运行经验,给水泵只需保证200t/h的上水量即可。
FCB动作后,给水温度虽大幅降低,但锅炉热惯性大,仍可保持过热蒸汽、再热蒸汽温度在合理范围内;再热蒸汽热段温度最低时501.45℃,中压缸内缸上壁温为489℃,满足进汽运行要求;21时41分45秒给煤机重新投入运行,此时距离FCB动作20min;之后,再热热段蒸汽温度维持在516℃,21时49分27秒机组再次并网。机组孤岛运行28min,各项参数稳定,完成试验。
FCB试验过程中,发电机出口电压波动范围为22.74~23.21kV,满足锅炉、汽机各辅机用电要求。
4结论
某电厂300MW机组快速甩负荷带下用电运行试验的成功,证实了该机组已具备高负荷条件下FCB功能。机组FCB的控制功能相较于100%甩负荷试验要求更为苛刻,使机组的控制功能得到了进一步提高。现阶段受电网负荷限制,山西、内蒙古部分电厂单机长期运行,FCB功能的实现,使机组在因电网故障或自身问题出现甩负荷的情况下,避免全厂失电事故,待问题消除后,快速恢复负荷,具有较强优势。
机组未能实现满负荷情况下的FCB试验及获得相关试验数据。循环流化床机组高负荷下FCB试验的完成,可向同类型机组试验提供经验及借鉴作用。
文献信息
刘永刚,田正彬,梁殿程.快速甩负荷功能在循环流化床机组的试验[J].山西电力,2019(03):40-45.
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