循环流化床锅炉供热机组甩负荷及其对电网快速恢复的意义
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2025-03-10
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热力发电 ・2005 (9)5
作者简介 : 王文营(1973 ),男,工程师 ,主要从事电厂汽轮机的试验与研究工作。
循环流化床锅炉供热机组
甩负荷及其对电网快速恢复的意义
王文营1,李 宁1,齐 勇1,张朱合2,黄振霞2
(1. 河北省电力研究院 ,河北 石家庄 050021 ; 2. 石家庄热电厂 ,河北 石家庄 050041)
[摘 要] 对某厂 2×410 t/ h 循环流化床锅炉配 200 MW 双抽供热机组进行常规法及测功法甩负荷试
验,分析了应注意的问题 ,提出了试验操作的细则。对机组甩负荷后带厂用电运行对电网快速恢复的意义
及实现的可能性进行了探讨 ,为类似机组的甩负荷试验提供了依据。
[关键词] 循环流化床 ;双抽供热 ;甩负荷 ;厂用电 ;电网
[中图分类号] T K227 [文献标识码]B [文章编号]1002 3364 (2005)09 0005 05
随着电网和机组自动化水平的不断提高 ,一方面
为电力系统的安全运行提供了保障 ,而另一方面电网
局部故障可能会由于保护动作或误动作而联动扩大。
近年来美欧曾多次发生大电网停电事故 ,我国某些地
区也曾发生大面积停电事故 ,给社会生产和生活造成
严重影响。因此 ,在极端事故情况下(如电网停电),能
为系统提供启动电源是恢复电网最基本的一环。《电
力系统安全稳定导则》
(DL 755 2001)对电力系统全
停后的恢复中要求 :各区域必须安排一至两台具备黑
启动能力的机组为恢复电网提供启动电源。此类机组
主要包括两种 :一是本身具有启动能力的水电、燃气机
组,目前各局域网主要进行这类机组作为启动电源的
研究 ,但其受网内是否存在该类型机组的局限 ;另一类
是具有“甩负荷后自带厂用电运行”的机组 ,即电网故
障后机组自动与电网解列甩负荷 ,自带厂用电运行维
持额定转速 ,不需外部供电 ,可以快速并网带负荷 ,为
其它机组提供启动电源 ,实现电网的快速恢复。该方
式具有较强适应性、灵活性、实用性 ,可以作为电网事
故后恢复的最后保障。
该类汽轮发电机组的甩负荷联锁一般用甩负荷试
验来考核 ,主要是考验机组调节系统的动态特性。对
于供热机组 ,除此之外还主要考验可调整抽汽逆止门
的快速关闭及严密性。《火力发电厂基本建设工程起
动及竣工验收规程 (1996 年版)》及《火电机组达标投
产考核标准(2001 年版)》要求基建机组必须进行甩负
荷试验并给出了常规法甩负荷试验导则。该方法较为
成熟并能直接反映调节系统的动态特性 ,作为机组考
核的方法广泛采用。由于该方法风险高、工作量大、涉
及面广 ,因此国内外都在寻求简单安全的试验方法 ,并
提出了测功法。测功法的原理是在机组不与电网解列
突然关闭进汽阀的情况下测取发电机有功功率变化的
过渡过程 ,经换算得到转速飞升曲线。《汽轮机调节控
制系统试验导则》
(DL/ T 711 1999)中将其列为汽轮
机调节系统考核方法。另外 ,甩负荷涉及到机炉电热
各个专业 ,对于循环流化床(CFB)锅炉缺少实践经验 ,
有必要探索 CFB 锅炉的甩负荷运行操作方法。本文
介绍了在某厂 2×410 t/ h CFB 锅炉配 200 MW 双抽
供热机组的调试及试生产阶段进行的常规法及测功法
甩负荷试验情况 ,并探讨了该类机组作为电网事故启
动电源的可行性。
1 设备情况
某热电厂两台 200 MW 机组 ,设计为电气主开关
断开机组甩负荷后自带厂用电运行 ,不需外部供电。
其汽轮机为 AL STOM 公司生产的 D KEH 1ND31
技术经济综述
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6 热力发电 ・2005 (9)
型双缸、双排汽、双抽汽、凝汽式汽轮机 ,有6段抽汽 ,
各抽汽管道均装有电动门和逆止门 ,当汽轮机掉闸或
发电机甩负荷时 ,各抽汽电动门和逆止门联关。程控
疏水设计为当机组负荷大于 15 %时,联关汽轮机本体
及各抽汽管道疏水 ,负荷小于 15 %时联开。机组不设
蒸汽旁路 ,起动时通过高压减温减压器向热网供汽来
调整参数。调节系统采用汽轮机本身配备的数字电液
调节系统(TT9),各汽门靠液压打开 ,由弹簧力关闭。
为了保证机组安全 ,设有 110 %超速、排汽压力高、润
滑油压低 、轴向位移大、振动大、瓦温高及热应力大等
跳机保护。同时 ,还有发电机主保护动作、锅炉 MF T
动作联跳汽轮机保护等。
机组配置 DG410/ 9. 81 9 型CFB 锅炉 (一机两
炉),系高压、单汽包、自然循环蒸汽锅炉 ,采用汽冷式
旋风分离器 ,整台锅炉半露天布置。
发 电 机 为 ALSTOM 公 司 生 产 ,其 型 号 为
50WX23Z 109 ,发电机负功率时 ,如果汽轮机主汽门
未关 ,则延迟 15 s“慢速逆功率”保护动作甩负荷。
2 甩负荷前的准备试验
甩负荷试验前机组经满负荷考验 ,各主辅设备无
重大缺陷 ,在调试阶段进行与调节保安系统及其它与
甩负荷试验相关的准备性试验。
(1)阀门严密性试验按照 AL STOM 汽轮机设计
部的内部安全标准进行。由于汽轮机的主汽门在任何
运行压力下都应当严密 ,阀门试验可在允许范围内任
意主汽压力下进行。试验时投入盘车(盘车转速 17 r/
min),主汽压力4. 5 MPa、主汽温度380. 4 ℃,排汽压
力6. 4 kPa。自动主汽门严密性试验时 ,保持自动主汽
门关闭 ,主汽调节门全开 ,观察汽轮机转速变化 ,若转
速上升不超过 150 r/ min ,则证明严密性合格。试验时
盘车未脱开 ,转速不变 ,说明自动主汽门严密性合格。
高压调节汽门严密性试验时 ,保持自动主汽门全开 ,主
汽调节门全关 ,观察汽轮机转速变化 ,若转速上升不超
过150 r/ min ,则证明严密性合格 。试验时盘车未脱
开,转速未变 ,说明高压调节汽门严密性合格。
(2)在汽轮机定速时进行了超速试验。试验时汽
轮机处于热状态(高压转子温度高于 450 ℃
),模拟转速
表动作正常 ,进行实际升速 ,当转速升至3 300 r/ min 时
高压自动主汽门及高、中、低压调节汽门均关闭。
(3)将油动机行程反馈电压信号接入录波仪 ,在
机组静止状态下阀门全开时主控打闸 ,测出各个阀门
的延迟及关闭时间。高压自动主汽门及高压调节汽门
关闭时间均在厂家要求范围内(300 ms)。
(4)机组起动前大联锁试验时进行了甩负荷传动
试验。拉开主开关 ,查各抽汽电动门、逆止门关闭 ,高
加危急疏水打开 ,汽轮机未掉闸 ,保护动作正常。在机
组进行甩无功功率 (带小有功功率)试验时检查 ,各阀
门动作正确 ,最高转速飞升较低。
(5)甩负荷前 (并网前)进行打闸试验 ,检查各抽
汽逆止门、电动门动作正常 ,进行低油压、超速及电磁
阀通道试验 ,动作正常。
(6)除了上述试验外还进行了高、低压加热器保
护试验、锅炉安全门校验、锅炉 MFT 动作试验 、热工
及电气保护试验等 ,确认符合甩负荷试验的要求。
3 试验中的运行操作
机组甩负荷前 ,汽温、汽压维持额定参数。甩负荷
时,由于主蒸汽流量瞬间减小很多 ,锅炉将出现汽压快
速升高的现象。由于 CFB 锅炉容量限制 ,所配机组一
般不带旁路 ,且该型炉热惯性较大及对空排汽量较小 ,
泄压较慢 ,容易引起安全门动作。因此 ,为防止在机组
甩负荷后锅炉超压 ,试验时锅炉运行人员要明确操作
分工 ,给水和汽温、给煤机给煤量、一二次风量和炉膛
负压等分别由专人进行调整监视。
甩负荷时运行操作主要有 :试验开始前 15 min 将
锅炉侧所有投入自动运行的系统切为手动运行 ;甩负
荷试验开始前 10 min 投入床下两只油枪 ,两只油枪总
出力在3 300 kg/ h 左右 ,相应减少每台给煤机的给煤
量,同时调整一次风量 ,以保持床温和炉膛负压稳定 ;
甩负荷试验开始前 3 min 将锅炉对空排汽门点操打
开,锅炉开始缓慢降压 ,注意降压的幅度以能维持汽轮
机在额定负荷下运行为当 ;甩负荷试验开始前 2 min
开始逐渐减少每台给煤机的给煤量 ,注意及时调整一、
二次风量和引风机入口挡板 ,以便维持床温和炉膛负
压;试验开始前 10 s 将每台给煤机的给煤量降低 ,10 s
倒计时时迅速将给煤机部分停掉 ,只保留一台给煤机
带最小负荷运行 ,同时迅速调整一、二次风量 ,以控制
床温的下降幅度 ,最好保证床温不低于 700 ℃,并注意
及时调整炉膛负压 ,避免炉膛负压保护动作。机组甩
负荷后 ,根据泄压情况决定是否打开两只旋风分离器
上的对空排汽阀进行泄压。为配合机组甩负荷后锅炉
泄压 ,机侧减温减压器应在甩负荷前 5 min 时部分打
开,当甩负荷后需迅速开大 ;汽轮机甩负荷后 ,为使锅
技术经济综述
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