印度JSG4×600MW燃煤电站甩负荷带厂用电试验总结

吴庆礼

摘要:印度JHARSUGUDA4×600MW项目是中国机电产品出口印度的第一台600MW机组工程,机组的运行环境、设计要求与国内差别较大。大合同中要求,机组应该具有甩负荷带厂用电运行的功能,在国内机组上通常只有甩负荷功能,而没有甩负荷带厂用电功能,所以,也没有成熟的经验和操作规程,要实现合同中的这个功能要求,必须经过反复的研究、试验。本文结合试验的成功经验对机组甩负荷带厂用电运行进行了探讨和总结,已供借鉴。

关键词:孤岛运行甩负荷电网切换稳定运行调整

中图分类号:TM61 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0052-01

1 概述

该试验是指机组在电网或线路出现故障而机组本身运行正常的情况下,机组主变出线开关跳闸,不联跳汽机和锅炉,发电机带机组的厂用电运行,汽机保持3000r/min,锅炉快速减少燃料量,高低压旁路快速开启,实现机组仅带厂用电的“孤岛运行”。为此,针对此试验,项目部进行了反复的探讨、研究,在大约半年多的时间里,根据机组的外网故障情况,进行了反复的摸索、讨论、试验。

本工程锅炉型号:HG-2060/17.5-YM9中国哈尔滨锅炉厂有限公司生产。为亚临界、单炉膛、中间一次再热、强制循环、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬Π型燃煤汽包炉,锅炉直流式燃烧器四角切园燃烧方式,设计燃料为烟煤制粉系统采用正压直吹式,设有两台50%容量的一次风机提供一次热、冷风输送煤。制粉系统共配有6台双进双出钢球磨。

汽机为东方汽轮机厂生产的亚临界、中间再热、单轴三缸四排汽、冲动凝汽式,设计额定功率为600MW。汽机采用高中压缸合缸结构,低压缸为双流反向布置。本机共设有八段抽汽,分别供给三台高压加热器、一台除氧器、四台低压加热器。本机设有二个高压自动主汽门和四个高压调节汽门,布置在机头前的运转层下方;二个左右对称布置的中压联合汽门。

发电机组采用东方电机股份有限公司生产的水—氢—氢冷却型的发电机,产品编号QFSN-600-2-22D,发电机的励磁型式为静态自并励系统。

2 方案实施

在#2机组调试阶段,本工程项目部会同设计方、相关厂家对甩负荷带厂用电控制方案进行了多次讨论,并修改了发电机、汽机的相关联锁与保护,汽轮机厂家对DEH控制系统做了修改,调试单位编制了《甩负荷带厂用电试验措施》。但实际实施过程均为在外电网突发故障的情况下,进行的该试验,并没有人为的去做甩负荷工况。针对1号、2号机组在试运中,由于外电网故障造成的甩负荷所暴露出的问题,对每一次甩负荷,进行了认真的分析,并将情况反馈到相关方。在设计院、厂家的共同协助下,成功解决了甩负荷后的低频、锅炉上水等关键问题。

2.1 低频问题的解决

机组要实现甩负荷带厂用电功能(FCB),其保护、联锁与国内机组的设计有所不同,主要区别包括在以下方面:

⑴发电机保护:发电机出口开关跳闸(即解列)发电机灭磁开关不跳开,发电机可以继续带厂用电。⑵汽轮机ETS保护:当发电机出口开关跳闸后,信号通常直接送至ETS系统,连跳汽机。此信号在甩负荷带厂用电机组中不应保留,只保留发电机保护装置跳闸至ETS的“电跳机”信号。⑶旁路系统的联锁:DEH系统判断机组进入甩负荷带厂用电模式后将信号送至旁路系统,旁路系统接到FCB信号时,快开并自动控制主汽、再热汽压力。⑷重要设备的保护方案:引风机、电泵、炉水循环泵不投低电压保护,或低电压保护延迟加长。⑸DEH判断进入FCB状态的条件:a主变出口断路器跳闸;b发电机功率大于30%(180MW);c发电机功率变化率大于120MW;d负荷快速下降幅度大于10MW。⑹机组调门动作与转速控制:发生甩负荷后,发电机负荷瞬间由正常负荷降至30～45MW左右,DEH判断进入甩负荷带厂用电工况,阀门阀位指令清零,高中压调门快关电磁阀带电,快速关闭,此信号维持1S(原为2S)后,DEH控制切换到转速PID控制回路,目标转速3000r/min,同时汽轮机在强大的惯性作用下转速飞升,当转速达到3060r/min触发加速度限制动作,调门阀位输出再次清零,高中压调门快关电磁阀再次带电,快速关闭,当转速低于3090r/min时延时2S后,快关电磁阀复位。如果转速飞升到3120r/min将造成OPC动作,调门阀位输出再次清零,高中压调门快关电磁阀再次带电,快速关闭,当转速低于3090r/min时延时2S后,快关电磁阀复位,工作油压建立,转速PID控制回路开始调节(中调门参与调节)。

上述的程序与定值的修改克服了低频的问题,最后两次的甩负荷没有再出现低频问题。

2.2 锅炉上水问题的解决:

两台汽泵运行发生甩负荷以后,机组高、中压调阀关闭,四抽汽源压力迅速降低,同时汽泵汽源无法得到保障。此时维持汽包水位的方案有三个。

2.2.1 小机汽源切换至辅汽

正常运行期间,辅汽联箱的汽源来自四抽,同时冷段至辅汽联箱调节门前后电动门在开启状态(调节门关闭),使此路汽源一直在热备用状态。

2.2.2 小机汽源切换至冷段

需进行的试验项目:(1)试验条件:小机切换阀前电动门处于开启位置,电动门前疏水阀、切换阀后疏水阀处于开启,确保热备用。(2)试验过程:关闭小机四抽进汽电动门,小机调阀逐渐开启,到开度达到95%,小机切换阀逐渐开启,小机调门全开后,依靠切换阀控制小机转速。

2.2.3 开启电泵保证供水:甩负荷后应立即打掉一台小机,保证一台汽泵能够正常向锅炉上水。应尽快将电泵投入运行,电泵投入后先保持再循环,增加了孤岛运行时的负荷,有利于机组稳定运行。

3 试验结果

#1机组移交后,发生过一次外部线路故障机组甩负荷的情况,因故障原因确定较为及时,运行人员独立操作成功实现了甩负荷带厂用电功能,并迅速再次并网成功。此次甩负荷带厂用电运行总计15分钟,成功验证了DEH控制系统、汽机调门的阀门特性以及机组转速和厂用电频率等的稳定性,满足大合同要求。基本实现了甩负荷带厂用电功能。

4 总结机组甩负荷过程中注意事项及处理措施

(1)机组甩负荷之后,应立即调整11KV电压,并利用锅炉热量和接近高负荷情况下,以最快速度开启电泵。发生甩负荷后运行人员应准确判定电泵具备启动条件,同时电泵开启之后,增加机组所带的厂用电,有利于机组稳定。(2)汽泵、电泵与水位调节及机组稳定的关系:甩负荷后应立即打掉一台小机,保证一台汽泵向锅炉上水。电泵应尽快投入运行,调整电泵上水时,尽量保证稳定调整,避免大幅调整,进而导致孤岛负荷波动。(3)汽泵汽源:机组甩负荷后,四抽汽源压力将会迅速降低,小机汽源改用冷段供汽,确保汽泵组运行汽源稳定。(4)工作分工:机组甩负荷后,炉侧主要负责燃烧、汽包水位调整;机侧负责汽泵与电泵调整、高低压旁路的调整。(5)不适宜甩负荷带厂用电的情况:本工程400KV升压站两条母线分别接入省电网与国家电网,当发电机出口连接母线与启备变不在一条母线上时不适合投甩负荷带厂用电功能。