姚峻—1000MW超超临界机组控制系统新技术的应用(大连会议).ppt

1000MW超超临界机组控制系统新技术的应用 姚 峻 华东电力试验研究院有限公司 外高桥三厂1000MW机组系统概况 超超临界， BMCR时，锅炉出口汽压27.9MPa，主汽温/再热汽温605℃/603℃。 ALSTOM技术的塔式锅炉 + SIEMENS技术的单轴四缸汽轮发电机。 100%高压旁路。 单台汽动给水泵。 外高桥三厂1000MW机组的控制系统 采用了一体化的控制系统， DCS、DEH、旁路控制都是SIEMENS的T3000系统。 控制器划分按照工艺分配， 机组DCS+DEH共21+4对控制器，公用DCS 3对控制器。 最终的机组DCS的IO点在12500点左右。 机组控制系统的技术创新 机组保护回路中，大量采用了具有智能判断与智能处理的逻辑回路。 配合机组特殊的启动方式，而设计的独特的旁路控制方式。 实现了机组FCB功能。 新型的节能型协调控制系统的设计与投用。 FCB功能的实现 FCB的含义和重要意义。 外三工程中，有利于FCB成功的系统配置。 外三工程中， FCB工况下机组的控制。 外三1000MW工况下FCB试验过程及分析。 （1）FCB的含义和重要意义 FCB（FAST CUT BACK），是指火电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”。 对电网的安全性和机组的可靠性、可用率具有十分重要的意义 。 （2）有利于FCB成功的系统配置 从热力系统角度而言，维持工质的快速平衡和能量的快速平衡是成功实现FCB的关键。 外高桥三厂采用的大旁路设计有利于工质和能量的平衡，在除氧器容量和运行方式、再热安全门的类型、#7高加的运行方式、给水泵汽源内切换的方式等方面也都有利于FCB工况下汽水工质的快速平衡。 （3） FCB工况下机组的控制 FCB功能是完全依赖于机组的控制系统而实现的。FCB工况是发电机组最大的工况扰动，是对整个机组所有的保护、调节和程控系统的综合检验。 FCB试验前，仔细梳理保护、调节和程控回路 。 “细节决定成败”，控制系统中的一些小细节往往决定了FCB的成功是否。比如防止主要辅机出现跳闸或不正常动作，比如防止信号坏质量或偏差大引起回路切手动，等等。 FCB主控制回路 DEH的主要任务是维持汽机3000rpm运行；DCS的协调控制回路按RB控制方式执行，快速减负荷至50-55%左右；高旁接受快开指令，几秒后转入与锅炉燃烧率相关的压力控制。 （4）1000MW的FCB试验过程及分析 在FCB试验前，先完成了机组的RB试验和甩负荷试验。 在2008年3月15日至3月18日间，外三厂第一台机组连续4次成功地完成了机组的FCB试验。 其中3月15日，750MW汽机空转FCB。 3月16日，1000MW汽机空转FCB。 3月17日，750MW带厂用电的FCB。 3月18日，1000MW带厂用电的FCB。 2008年3月18日23:59，进行了 1000MW 满负荷下FCB的试验，试验过程非常理想，机组的主要运行参数都比较平稳。 机组负荷由试验前的1009MW瞬间至带厂用电的34MW，大约7min后，机组再次并网。 1000MW的FCB的参数曲线 1 上图是1000MW负荷FCB时，汽轮发电机的转速曲线。 最高转速3162rpm，最低转速2951rpm，约45s后转速就趋于稳定。 1000MW的FCB的参数曲线 2 上图是1000MW负荷FCB时，除氧器/凝汽器水位等的变化。 工质的快速平衡 　从上图可见，FCB后除氧器/凝汽器的水位未出现大幅波动且较快就恢复平稳。实现了工质及能量的快速平衡。主要原因如下： ① FCB后，高旁快开，后转入压力控制，低旁调节开进入压力控制，高/ 低旁的压力控制较理想；另外，调节型的再热安全门动作时间不长且凝结水补水很及时。 ②FCB后，除氧器压力较平滑，这得益于冷再至除氧器调压门的及时打开，冷再至除氧器调压门的快速动作既对工质平衡十分有利，同时对稳定除氧器及给水泵的安全运行也很重要。 ③FCB后，由于低旁喷水调门迅速开足，低旁喷水最大时达1000t/h，造成凝结水流量最大达2942t/h，备用凝泵及时自启动，8min20s后又自动恢复单台凝泵运行，凝泵出口调门调节及时，整个凝结水系统工作正常。 1000MW的FCB的参数曲线 3 上图是1000MW负荷FCB时，锅炉的水动力及分离器出