1 珠海发电厂700 MW机组简介 珠海发电厂1期工程为2台700 MW燃煤机组。锅炉为三菱公司制造的亚临界、一次中间再热、强制循环汽包炉,中速直吹式磨,四角喷燃,再热摆角,喷水调温;汽轮机为三菱公司制造的亚临界反动式单轴三缸四排汽凝汽式汽轮机;发电机由西门子-西屋公司制造,采用水氢氢冷却方式。
集散控制系统(DCS)采用三菱公司的DIASYS-UP集散控制系统,主要包括自动电厂控制(APC),数字电液调节(DEH),磨煤机燃烧器(MBC),顺序控制系统(SEQ),汽轮机给水控制系统(FWC),数据采集系统(DAS),事件记录仪(ER),超速保护系统(OPS)及通信网络系统,双冗余网络系统采用以太网(ETHERNER),机组设计有快速切回控制/快速降负荷(FCB/RB)、快关和协调控制系统(CCS)滑压定压控制等功能。 2 1号机组甩负荷试验 2.1 甩负荷准备及要求 珠海发电厂1号机组甩负荷试验采用国际标准,分为甩25%,50%,75%和100%负荷四种,试验步骤符合国内机组甩负荷试验导则的要求。每次试验前均作了充分的准备:在控制室、电气继电器房、锅炉及汽机就地设立完善的指挥和通信系统,配备录波器、高速记录仪、CRT拷贝机和打印机,有紧急保护措施。 2.2 试验步骤 机组的运行状况良好是保证甩负荷试验成功的前提。试验前要确保超速保护系统、旁路系统、油系统、管道抽汽系统和控制系统等工作正常、可靠,试验前2 h开始计时,每隔一定时间检查锅炉、汽机和发电机的运行状况。具体步骤为: a)试验前2 h,确认主蒸汽门(MSV),高压调门(GV)和中压调门(ICV)无卡涩,抽汽、加热器运行正常,调整民电机自动电压调节装置(AVR)至预定值,甩50%,75%和100%负荷时机组以CCS方式控制,所有控制系统在自动状态或备用状态(甩25%负荷时机组以锅炉跟随方式控制),检查机组各主要参数是否稳定,设置录波器或高速记录仪记录点; b)试验前1 h,检查甩负荷准备条件; c)试验前30 min,确认AVR、温度控制、高压缸(HP)和低压缸(LP)旁路压力在自动状态; d)试验前10 min,切换厂用电至启动备用变压器,与调度确认甩负荷准确时间; e)试验前5 min,检查凝汽器、除氧器高、低加热器水位是否正常; f)试验前1 min,宣布距甩负荷试验时间1min,记录负荷数据; g)试验前10 s,宣布倒计数,启动录波器及高速记录仪; h)0 s,操作员手动断开主变压器出口开关,甩负荷; i)甩负荷后,读取汽轮机转速等主要参数值。
若汽机最大瞬时转速在额定转速的111%以下,再热蒸汽压力控制满足要求,GV恢复在无负荷位置,稳定转速为3 000 r/min,机组控制室及就地正常,则甩负荷完成,机组重新并网,升负荷。 2.3 甩负荷试验过程 甩负荷试验利用了FCB功能,手动断开主变压器出口开关,甩负荷不带厂用电。 2.3.1 甩25%负荷 1999年8月23日23时,机组负荷175 MW,汽机转速3 004 r/min,进行甩25%负荷试验,汽机最大飞升转速为3 117 r/min,超速未动作。转速稳定在3 000 r/min时,电动给水泵入口滤网差压高信号来,电泵跳闸,汽包水位低,手动主燃料跳闸(MFT),停机停炉。 2.3.2 甩50%负荷 8月28日18时,机组负荷为350.3 MW,汽机转速3 003 r/min,进行甩50%负荷试验,汽机最大飞升转速为3 123 r/min,超速未动作。甩负荷后,汽动给水泵入口滤网差压高信号来,汽动给水泵跳闸,汽包水位低,手动MFT,停机停炉。 2.3.3 甩75%负荷 9月5日18时,机组负荷534 MW,主汽压力16 MPa,除燃烧器倾角未投自动外,APC控制系统全部投自动。18时12分,用FCB进行甩75%负荷试验,C和D磨煤机切除,E和F磨煤机运行,高低旁路全开,同时手动开启压力控制阀(PCV),主汽压力从16 MPa升至17.36 MPa,旁路压力从3.09 MPa升至3.23 MPa,然后降至1.42 MPa。甩负荷时汽轮机锅炉给水泵B-BFPT跳闸,由于冷再压力太低(1.46 MPa),汽轮机锅炉给水泵A-BFPT转速没增加,给水流量减少,汽包水位低,手动MFT,停机停炉。 2.3.4 甩100%负荷 9月18日21时39分,进行甩100%负荷试验。
甩负荷前,B,C,D,E,F五台磨煤机运行,不投油,给水为三冲量控制。甩负荷后,自动切除B,C,D磨煤机,保留E,F磨煤机运行,不投油,给水自动切换为单冲量控制,高低旁快速开启,汽机OPC动作,GV和ICV快速关闭。甩负荷后约38 s,AVR发出信号,触发跳闸回路动作,发电机和汽轮机跳闸。汽轮机跳闸后54 s,汽包水位高高引起锅炉MFT动作,停机停炉。
3 甩负荷试验分析 3.1 试验分析 甩25%负荷时,电泵跳闸动作正常,手动MFT处理正确。事后拆除给水入口滤网,发现太多的脏物堵塞,造成给水泵入口滤网差压高信号来,跳电泵,但水位低时,未产生炉水泵出入口差压低MFT信号,只能靠手动MFT,这个问题在以后甩负荷时又发生了几次,这对于机组是一个隐患,手动处理不及时,可能使汽包烧干锅,危害机组。 甩50%负荷时,情况类似于甩25%负荷,未能自动产生MFT。应进一步考查炉水泵出入口差压低信号代替汽包水位低低MFT的正确性。
甩75%负荷时,由于冷再压力定值为汽机第1级压力的函数,在FCB甩负荷时,冷再压力定值为1.56 MPa,对于汽动给水泵一路(汽机抽汽)汽源失去作用,而另一路冷再汽源管径小,流量低,使汽动给水泵给水流量低,汽包水位低,只能手动MFT。 甩100%负荷后,冷再热汽压力从4.12 MPa增加到4.31 MPa,汽动给水泵转速命令增到100%,为5 950 r/min,使给水流量增加,汽包水位高高,产生MFT。从甩负荷曲线来看,汽机调速系统能控制转速稳定在3 002 r/min,调速系统性能良好,甩负荷成功。 3.2 解决存在问题的措施 为了消除上述问题,三菱公司采取以下措施:FCB产生时用2台汽泵运行,最小流量阀阀位从5%改为3%,FCB时低旁快开时间从3 s设至1 s,大于75%负荷FCB时,PCV阀开3 s。但仍存在水位低时未产生炉水泵出入口差压低MFT信号,FCB时手动立即开启PCV阀等问题,这些还有待进一步探讨。 对于甩75%负荷后给水流量低的问题,采取的措施是:FCB后,2台汽动给水泵仍连续运行,再循流量阀最小开度从5%改至3%位置,避免汽动给水泵入口流量不足。 对于FCB后汽动给水泵汽源压力低,采取的对策是:FCB时低压旁路阀快开时间由3 s改为1s,其后交给压力控制系统控制;FCB后,再热汽压力定值下降至1.56 MPa,而在FCB发生后10min内,低压旁路阀最小开度设定为8%开度,以避免全关;FCB后,APC到FWC的汽动给水泵的转速命令升为100%,并切为手动,汽动给水泵高压阀门最小位置设为40%。 针对甩100%负荷出现的问题,三菱公司又作了如下措施:汽动给水泵的最高转速命令从100%降到73%;当FCB时汽动给水泵入口流量范围固定,汽动给水泵最大的转速命令为FCB前的1.1倍;FCB后磨煤机主调指令由40.6t/h改为43.6t/h,切出磨煤机的时间由1 s,4 s,7 s改为1 s,2 s,3 s,FCB后第1个PCV阀在30 s关闭,其它的PCV每隔5s关闭一个。 4 对甩负荷试验的几点看法 旁路系统可靠、容量足够是实现甩负荷的前提保证。珠海发电厂1号机组30%旁路系统在实际运行中情况良好,甩负荷时能够快速、精确地动作,起到了安全调节和回收工质的作用。但对于甩100%负荷,该旁路容量还不足够,因此,甩负荷时利用开启PCV,增加排放量的方法来改善主蒸汽压力的飞升特征。 甩50%以上负荷时,汽动给水泵应能满足锅炉给水要求。当甩负荷时,为防止汽轮机超速,调速汽门迅速关小,使驱动汽动给水泵的五段抽汽不足,造成锅炉给水量不足,汽包水位低,引起停炉,因此解决汽泵汽源和改进调节系统,使之满足甩负荷等特殊工况要求,也应是火电厂研究的技术课题。 甩负荷时采用切除磨煤机2台,稳定锅炉负荷在35%,这样有利于炉膛稳燃,减少了锅炉起停次数,缩短了机组并网时间,减轻了汽轮机的热冲击。 三菱公司所采取的措施是否能消除FCB后出现的问题,还有待今后的试验来验证。笔者认为,这些措施并没有从整体全面考虑,不能适应各工况产生的FCB,同时也会带来新的问题;另一方面,给水控制系统应加强调整参数,提高调节品质。
5 结束语 珠海发电厂1号机组进入整套试运行以来,成功地完成了汽机超速试验、甩负荷等重要试验项目,为以后的调试打下了坚实的基础。四种工况甩负荷试验对比效果、机组主设备反应尚好,能够满足甩负荷的要求。
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