分析火電機(jī)組快速甩負(fù)荷功能的實現(xiàn)

1、分析火電機(jī)組快速甩負(fù)荷功能的實現(xiàn)摘要：快速甩負(fù)荷功能的實現(xiàn)能夠為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和故障恢復(fù)檢修提供重 要安全保障，加快火電機(jī)組的恢復(fù)速度。為此，文章在闡述火電機(jī)組快速甩負(fù)荷 技術(shù)和快速甩負(fù)荷機(jī)組調(diào)節(jié)情況的基礎(chǔ)上，接招了某火電機(jī)組自動模式快速甩負(fù) 荷試驗過程，驗證在火電機(jī)組配置低容量旁路火電機(jī)組實現(xiàn)快速甩負(fù)荷的可行性， 通過試驗結(jié)果探究出影響火電機(jī)組快速甩負(fù)荷功能的因素，并就該機(jī)組實現(xiàn)快速 甩負(fù)荷存在的問題做出進(jìn)一步的分析。關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；快速甩負(fù)荷；功能實現(xiàn)從近幾年我國發(fā)生的多起大停電事故情況來看，不管國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展如何，都 不可避免的存在發(fā)生大面積停電的可能性。為此，怎樣在事故發(fā)生之后快速恢

2、復(fù) 用電、減少損失成為電網(wǎng)相關(guān)人員需要思考和解決的問題。其中，黑啟動電源對 黑啟動和電網(wǎng)恢復(fù)有著十分重要的作用，為此需要合理選擇黑啟動電源，實現(xiàn)機(jī) 組快速并網(wǎng)供電，從而在最大限度上縮短電網(wǎng)恢復(fù)時間，減少損失。一、火電機(jī)組快速甩負(fù)荷技術(shù)在電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障的時候會導(dǎo)致火電機(jī)組主開關(guān)發(fā)生跳閘，機(jī)組和電網(wǎng)出 現(xiàn)解裂。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候如果將火電機(jī)組切除，火電機(jī)組一般會進(jìn)入到以 下三種狀態(tài)：第一，機(jī)組停機(jī)停爐。機(jī)組停機(jī)停爐主要是指鍋爐內(nèi)部的主要燃料 發(fā)生跳閘。在這種情況出現(xiàn)之后，鍋爐和汽機(jī)會出現(xiàn)停止工作的現(xiàn)象，勵磁系統(tǒng) 和調(diào)速系統(tǒng)會被關(guān)閉。第二，機(jī)組停機(jī)不停爐。在出現(xiàn)這種情況的時候汽輪機(jī)組、 發(fā)電機(jī)組

3、會停止運行，鍋爐維持在最低負(fù)荷狀態(tài)下運行。第三，機(jī)組不停機(jī)不停 爐。在出現(xiàn)這種情況的時候發(fā)電機(jī)和汽機(jī)都能夠維持在基本運行狀態(tài)，火電機(jī)組 會被維持在用電孤島運行階段。二、火電機(jī)組快速甩負(fù)荷工況發(fā)生和機(jī)組調(diào)節(jié)情況（一）汽機(jī)控制火電機(jī)組快速甩負(fù)荷工況發(fā)生之后，汽輪機(jī)的運作會轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)速控制方式， 這個時候需要要求過渡過程的轉(zhuǎn)動速度變化被控制在允許的范圍內(nèi)。在發(fā)電機(jī)大 幅度甩負(fù)荷的情況下，汽機(jī)的轉(zhuǎn)動速度會出現(xiàn)不同程度的上升，這個時候會觸發(fā) 到超速保護(hù)控制單元動作，轉(zhuǎn)速目標(biāo)數(shù)值下降。（二）旁路控制在一般情況下，大容量機(jī)組的整個熱力循環(huán)如圖一所示，機(jī)組在正常運行的 時候，鍋爐燃燒內(nèi)部產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽會進(jìn)入

4、到高壓缸做功，排氣相應(yīng)的進(jìn)入 到再熱器中升溫，之后進(jìn)入系統(tǒng)中進(jìn)行低壓缸做功。汽機(jī)會將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?機(jī)械能，并由發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)換成功的電能提供給電網(wǎng)。圖一：機(jī)組熱力循環(huán)示意圖三、某火電機(jī)組快速甩負(fù)荷試驗分析（一）機(jī)組情況某火電機(jī)組主機(jī)設(shè)備采用的是300MW級亞臨界機(jī)組，鍋爐為自然循環(huán)，一 次中間再熱，具體參數(shù)信息如下：蒸發(fā)量每小時1200噸；過熱蒸汽溫度和壓力 分別為541攝氏度和17.5Mpa；再熱蒸汽溫度和壓力分別為541攝氏度和 3.9 Mpa；發(fā)電機(jī)是無刷勵磁型的發(fā)電機(jī)，額定容量為412MVA。（二）火電機(jī)組快速甩負(fù)荷試驗1、試驗過程在2017年6月22日11： 23,以手動的方式拉掉1

5、號機(jī)組的主要開關(guān)，快速 甩負(fù)荷產(chǎn)生，（如圖二A點所示）在10s范圍內(nèi)，機(jī)組負(fù)荷會在瞬間從352.1MW 調(diào)節(jié)到13.4MW帶廠用電運行，汽輪機(jī)的各個調(diào)節(jié)閥門會快速關(guān)閉，PCVC聯(lián)開。 汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)速在2.1s內(nèi)達(dá)到每分鐘3123r，轉(zhuǎn)速下降之后超速控制邏輯復(fù)位中調(diào) 節(jié)閥開啟到預(yù)設(shè)的開度，第二次引發(fā)OPC動作。快速甩負(fù)荷信號產(chǎn)生之后，高低 壓旁路會快速打開參與壓力調(diào)節(jié)，高排通風(fēng)閥快速聯(lián)鎖打開，各個階段抽汽逆止 門聯(lián)鎖關(guān)閉，兩臺汽泵并列運行。伴隨再熱汽冷端壓力的降低，IV的開度不斷增大，GV開啟和IV共同控制轉(zhuǎn) 動速度，且在IV關(guān)閉之后轉(zhuǎn)速快速下降到圖二中的E點位置上，隨后上升到圖二 中的F點位置上

6、，后來經(jīng)過六分鐘實現(xiàn)成功并網(wǎng)。圖二：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速曲線2、試驗成功的關(guān)鍵問題第一，汽輪機(jī)數(shù)字電液轉(zhuǎn)速控制。對于公司的技術(shù)機(jī)組，火電快速甩負(fù)荷機(jī) 組的控制邏輯和OPC邏輯基本相同，在機(jī)組負(fù)荷超過30%的時候發(fā)電機(jī)主開關(guān)會 突然斷開，同時直接觸發(fā)OPC，關(guān)閉所有高中壓調(diào)節(jié)閥，這個時候轉(zhuǎn)速可能還沒 有達(dá)到103%的動作轉(zhuǎn)速，被稱作是負(fù)荷預(yù)測功能。LDA位置在發(fā)出請求之后， OPC系統(tǒng)通過控制油壓能夠在快速的時間內(nèi)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，避免因為轉(zhuǎn)速擴(kuò)大引起 的危急遮斷系統(tǒng)。第二，再熱蒸汽冷端壓力小于0.828MPa的問題。高壓缸進(jìn)汽 要求再熱蒸汽冷端壓力低于0.828MPa。高壓缸排氣溫度超過427攝氏度的時候，

7、高壓缸調(diào)節(jié)級后的壓力和高排壓力的比值要比1.7s小。為此，在火電快速甩負(fù)荷 機(jī)組結(jié)束準(zhǔn)備并網(wǎng)的時候要降低再熱蒸汽冷端壓力，使這個壓力低于0.828MPa。 第三，高壓缸排氣溫度的控制。為了確?；痣娍焖偎ω?fù)荷機(jī)組的有效應(yīng)用需要采 取有效的措施避免高壓缸排氣溫度快速上升。在機(jī)組甩荷之后，中壓缸進(jìn)汽控制 轉(zhuǎn)速，高壓調(diào)解閥門在完全關(guān)閉少量漏氣之后會進(jìn)入到高壓缸中，最末端葉片摩 擦產(chǎn)生的熱量無法及時消散，由此導(dǎo)致高壓缸排氣溫度過高。針對這個問題，在 最開始設(shè)計火電快速甩負(fù)荷機(jī)組的時候需要在排氣管道上安裝高排通風(fēng)閥，并盡 可能增大通風(fēng)閥的通徑。經(jīng)過試驗操作證明，甩負(fù)荷后到并網(wǎng)之前，通過快速打 開高排通風(fēng)閥

8、能夠有效降低高壓缸排氣溫度。第四，強(qiáng)化對鍋爐燃燒的控制?；?電快速甩負(fù)荷機(jī)組實現(xiàn)的重要條件是降低鍋爐負(fù)荷，從實踐操作情況來看，通過 快速減少燃料能夠在最大限度上降低鍋爐負(fù)荷，伴隨而來的是主汽壓力的快速提 升。第五，運行操作經(jīng)驗?；痣娍焖偎ω?fù)荷機(jī)組功能的成功需要主系統(tǒng)、輔系統(tǒng) 的多方參與，并由相關(guān)人員結(jié)合實際情況來調(diào)整重要運行參數(shù)。為此，在火電快 速甩負(fù)荷機(jī)組動作之后，運行人員要能夠快速、準(zhǔn)確地對機(jī)組運行狀態(tài)做出綜合 評估，結(jié)合評估結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。但是從實際運行情況來看，因為一些突發(fā) 性問題，火電快速甩負(fù)荷機(jī)組運行會出現(xiàn)一些故障問題。為此，對于擁有仿真培 訓(xùn)系統(tǒng)的電廠，需要其充分利用自身條件

9、，通過仿真培訓(xùn)來強(qiáng)化運行人員的火電 快速甩負(fù)荷機(jī)組運行操作經(jīng)驗。結(jié)束語綜上所述，火電快速甩負(fù)荷機(jī)組功能的實現(xiàn)和有效利用能夠在一定程度上減 少電網(wǎng)大面積停電之后黑啟動、快速恢復(fù)用電的損失。但是從近幾年火電快速甩 負(fù)荷機(jī)組應(yīng)用管理發(fā)展實際情況來看，我國和國外先進(jìn)國家相比仍然存在較大的 差距，特別是需要在管理服務(wù)政策和技術(shù)規(guī)范等方面進(jìn)一步強(qiáng)化建設(shè)，為火電快速甩負(fù)荷機(jī)組試驗操作提供充足理論支持，實現(xiàn)電網(wǎng)安全發(fā)展。參考文獻(xiàn)：廖詩武，曾凱文，姚偉.火電快速甩負(fù)荷機(jī)組動態(tài)仿真建模J.電工技術(shù)學(xué) 報，2017，32（4）： 212-220.金春林，肖鴻元，孫博.火電機(jī)組FCB功能的實現(xiàn)J.吉林電力，2016，44（6）： 31-35.叢日學(xué)，于曉輝，孟祥玉1.火電機(jī)組快速