火电机组高调门对大电源直供负荷的控制方法.pdf

冶金动力 METALLURGICAL POWER 2015 年第10 期 总 第 188 期 1前言 大电源直供负荷运行最突出的特点，是由负荷 控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求 的静态特性、 良好的稳定性和动态响应特性， 以保证 在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率[1]的稳 定。 运行人员关注的问题不再是负荷调整， 而是调整 电网频率， 使之维持在额定频率的附近。 由于电网容 量较小， 电网频率变化快， 其中旋转惯量储存的动能 和锅炉群所具备的热力势能均较小，需要机组的调 速系统具有更高的灵敏度和更快的动态响应。 安稳装置[2]是为保证电网的安全稳定运行 而采 取的控制系统，一般由安装在下级变电站和大型发 电厂组成。 当电力系统发生短路或异常运行工况时， 各控制子站将信息综合后送主站，同时接受主站发 送来的远方切负荷或切机命令。安稳装置作用就是 维持系统功角稳定、 电压稳定和频率稳定， 保证电网 的可靠运行。 安稳装置动作， 高周切机不能达到预期效果， 小 机组切机时间不能满足电网要求，这就需要一种快 速而又负荷降幅达到一定量，实现电网负荷侧需求 的可实施方案。故此我们将安稳高周切机策略改为 高周切机与高周快速关闭大机组调速汽门降出力。 使高调阀快关电磁阀带电， 调门快关后快速减负荷， 从而测试动作时间及负荷变化量。 2试验机组简介 嘉峪关宏晟电热公司电厂单机容量为 350 MW， 锅炉为东方锅炉股份有限公司的生产的型号 DG-1200/25.4-域4，超临界参数变压运行螺旋管圈 直流炉。汽轮机采用东方汽轮机厂制造的 CJK/350/ 2770.4/24.2/566/566 型超临界汽轮发电机组。 DCS、 DEH 系统均采用美国爱默生 ovation3.3.1 系 统。本机组主要运行方式为 CCS 协调控制、 单阀运 行方式。 2.1机组高调门甩负荷策略简述 机组负荷控制在 260 MW 工控下， 且控制方式 为协调。 模拟电网安稳装置动作后， 机组由协调方式 切为阀控方式，高调门快关，机组快速甩负荷量在 2025 MW 之间， 机组工况稳定， 负荷趋于平稳。 具体试验过程及数据分析 机组工况协调方式下，负荷控制在 260 MW 火电机组高调门对大电源直供负荷的控制方法 丁玉璋, 张长茂, 周怀斌, 孙建明, 王杰 （酒钢集团能源中心， 甘肃嘉峪关， 735100） 【摘要】火电机组在运行期间， 受供电侧影响， 机组需要快速甩负荷来满足供电侧需求， 这就需要电网安 稳装置动作后， 直接作用到机组调门， 来快速甩负荷平衡电量要求。 【关键词】火电机组;安稳装置;高周切机;试验策略 【中图分类号】TM31【文献标识码】B【文章编号】1006-6764 （2015） 10-0050-02 Control of High Regulating Valve for Direct Load of Large Power Supply of Thermal Power Generating Unit Ding Yuzhang, Zhang Changmao, Zhou Huaibin, Sun Jianming, Wang Jie JISCO Energy Centre, Jiyuguan, Gansu 735100, China [Abstract] During the operation of thermal power generating unit, affected by power sup原 ply side the unit has to urgently shed load to satisfy the demand of power supply. This makes it necessary that after the grid safety and stability device acts it directly applies to the regulating valve of the unit to quickly shed load and balance power supply. [Keywords] thermal power generating unit; safety and stability device; high-frequency u原 nit tripping; test strategy 50 冶金动力 METALLURGICAL POWER 2015年第 10 期 总 第 188 期 第一次试验第二次试验 负荷变化 /MW 初始259.943260.181 1 s237.347236.911 2 s234.77234.492 最小 （1min）218.556217.05 负荷变化量 /MW 2 s25.17325.689 最小 （1min）41.38743.607 CV1 指令 初始27.2626.77 1 s1.1543.215 2 s00 炉侧压力 /MPa 初始20.8521.47 2 s20.8521.47 最大 （1min）22.32123.182 总煤量 /t/h 初始106.99105.67 2 s106.99105.67 最小 （1min）98.88797.252 最小 （1min）752.73735.781 参数名称分类 总给水 /t/h 初始 1 s 830 829.5 823.07 823.1 1 s22.59623.27 点下， 单阀运行方式。 试验共做了三次， 以下为试验数据 第一次 模拟安稳装置动作信号， 机组负荷瞬间 由 259.507 MW 变 为 239.012 MW， 负 荷 变 化 20.495 MW, 时间间隔为 100 ms， CV1 阀门反馈由 27.506变为 1.353，高温过热器出口压力为 20.646 MPa 无变化， 总燃料为 100.773 t/h 无变化， 总给水量 827.158 t/h 无变化， 转速 3002 r/min 无变 化，机组协调方式切除。1 s 时间变化数据为负荷 235.404 MW， CV1 阀门反馈 1.353， 高温过热器出 口压力为 20.646 MPa， 总燃料、 总给水量、 转速无变 化； 2 s 时间变化数据为负荷 233.105 MW， CV1 阀 门反馈 1.353，高温过热器出口压力为 20.888 MPa， 总燃料、 总给水量、 转速无变化； 29 s 后负荷将 至最低为 220.499 MW， 负荷变化 39.008 MW， 高温 过热器出口压力最高 21.744 MPa，总燃料无变化， 总给水量 767.527 t/h。 第二次 模拟安稳装置动作信号， 机组负荷瞬间 无变化， 阀位反馈由 26.913变为 1.154， 时间间 隔为 1 s， 负荷由 259.943 MW 变为 237.347 MW,变 化量为 22.596 MW,其他参数无变化。2 s 时间变化 数据为负荷 234.77 MW，变化量为 25.173 MW,高 温过热器出口压力 20.845 MPa 变为 21.096 MPa， 总燃料、 总给水量、 转速无变化； 44 s 后负荷将至最 低为 218.556 MW， 负荷变化 41.387 MW， 高温过热 器出口压力最高 22.321 MPa，总燃料为 103.623 t/ h， 总给水量 757.292 t/h。 第三次 模拟安稳装置动作信号， 机组负荷瞬间 无变化， 阀位反馈由 26.721变为 3.215， 时间间 隔为 1 s， 负荷由 260.181 MW 变为 236.911 MW,变 化量为 23.27 MW,其他参数无变化。 2 s 时间变化数 据为负荷 234.492 MW， 变化量为 25.689 MW,高温 过热器出口压力、 总燃料、 总给水量、 转速无变化； 37 s 后负荷将至最低为 216.574 MW， 负荷变化 43.607 MW， 高温过热器出口压力最高 23.028 MPa， 总燃料 为 102.714 t/h， 总给水量 745.555 t/h。 2.2高调门快关甩负荷试验数据分析 为消除机组正常运行过程中压力对调频性能的 削弱作用和不同负荷段由于调门特性差异导致调频 性能不满足相关技术指标要求的情况，宏晟机组对 一次调频前馈回路进行了压力校正、 负荷段校正， 一 定程度上解决了不同负荷段、不同运行压力情况下 机组的一次调频性能能够满足指标要求。试验数据 见表 1。 表 1新 6机组 CV1 快关甩负荷试验数据分析 2.3试验数据分析 根据机组在 260 MW 负荷点进行的高调门甩 负荷数据分析， 当安稳装置动作后， 机组首先由协调 方式切为阀控方式，触发信号直接作用到高调门快 关电磁阀上，负荷在 1 s 内发生变化，降幅在 20 MW 左右， 机组其他设备均正常， 无异常现象。 3结论 通过试验分析所得， 模拟安稳装置动作， 负荷在 1 s 后变化， 平均变化量为 22.933 MW； 负荷在 2 s 时平均变化量为 25.431 MW； 负荷在 1 min 中平均 最大变化量为 42.497 MW， 试验达到预期效果。 [参 考 文 献] [1]中国电力企业联合会主编.电力装置的继电保护和自动装置设计 规范 GB/T50062-2008[M].北京 中国计划出版社.2008. 收稿日期 2015-06-04 作者简介丁玉璋 （1983-） ， 男， 2011 年毕业于兰州理工大学机械制 造及自动化专业， 大学本科学历， 工程师 现从事电厂的专业技术管 理工作。 51