百万等级超(超)临界机组运行及控制技术研讨会-超超临界机组FCB功能和作用

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1、百万等级超（超）临界机组运行及控制技术研讨会超（超）临界机组FCB功能和作用华东电力试验研究院沈沈奇丛奇引言•自从2001年美国加州大停电后，各电网公司大力研究电网大停电后“黑启动”技术。•火电机组的FCB功能，在电网崩溃时能使机组幸存下来。避免被迫实施“黑启动”的被动局面。•通过保存下来随时能向外供电的发电机组，“星星之火”逐步燎原，使电网恢复。FCB的功能•FCB（FASTCUTBACK），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

2、组仅带厂用电的“孤岛运行”。FCB的三种方式1.电网侧故障时，带厂用电运行；2.发电机和出线电气故障时，汽机仍可保持3000r/min空载运行；3.汽轮发电机机械故障时，汽机故障跳闸；以上三种方式，锅炉都快速减少燃烧率，高、低压旁路快速开启。后二种方式，机组辅机的电源快切到其他正常电源。FCB对机组的作用•减少锅炉MFT•减少了锅炉跳闸造成的寿命消耗•节约锅炉重新启动的成本•减少非停时间带厂用电的FCB对电网的作用•电网侧故障恢复后，随时并网发电•尤其当电网大停电故障时，快速有效地恢复电网•电网事故部分解裂时，电网合理设置和运行，使用FCB功能可能实现小区域电网的运行。带厂用电的FCB对电网

3、的作用•电网侧故障恢复后，随时并网发电•尤其当电网大停电故障时，快速有效地恢复电网•电网事故部分解裂时，电网合理设置和运行，使用FCB功能可能实现小区域电网的运行。FCB对机组工艺要求•大容量的旁路系统。•热力系统能实现工质的平衡和回收。•汽泵汽源切换至冷再。•除氧器汽源切换至冷再。高压缸中压缸低压缸低压缸发电机厂用电高压汽门中压汽门高旁低旁凝汽器主变排空锅炉过热器再热器除氧器凝泵高加低加电网给泵实现FCB难点•汽轮发电机大幅度甩负荷，汽机热应力、轴系和转速会发生最大变化。•锅炉汽水系统受到最大的冲击，同时承担快速减负荷（RUNBACK）风险。•汽动给水泵需要经历汽源切换，同时大幅度的转速变

4、化。•辅机能承受大幅度变负荷。•热力循环系统经历最大的冲击。•工质平衡困难。FCB的控制•即使机组工艺和设备能满足FCB的求的要求，要实现FCB还必须有高性能的控制系统。•FCB是火电机组最难的控制功能，它几乎涉及到所有的机组控制系统。•如果FCB能成功实现，说明这台机组达到了很高的控制水平。FCB时汽机转速控制•取决于机组当时出力，出力越大飞升幅度越大•取决于调门快关时间，快关时间长上升幅度越大•取决于调门关闭的严密性•汽轮发电机的转动惯量•带厂用电相比3000RPM空载，飞升幅度小•在汽机转速回降时，调门重新开启应及时避免出现汽机转速过低。•一般汽机转速在一分钟左右能达到稳定。FCB的旁

5、路控制•FCB动作时，汽机进汽调门快关时，旁路以相当的速度快速打开高、低旁路，取代汽机的蒸汽通道。•锅炉带旁路运行，保证锅炉出口蒸汽有出路，锅炉不超压。•在汽压恢复后，控制汽压和汽温，满足机组的运行要求。•高旁控制主汽压力，其减温水控制高旁的出口汽温。•低旁控制低旁控制中中缸汽力压缸进汽压力，其减温水控制低旁的出口汽温。•超过低旁容量部分的蒸汽由再热安全门排放。FCB的锅炉控制•对于100%容量的大旁路，一旦FCB发生，锅炉可以按RB控制方式使锅炉蒸发量降至50%左右。•对于35%BMCR的旁路系统，一旦FCB发生，锅炉必须以最快的速度把燃烧率降到锅炉最低不投油的出力（40%BMCR），锅炉

6、能否在这种情况不熄火将是首先面临困难。•由于锅炉较大的热惯性，即使旁路和蒸汽泄发阀快速全开，汽压仍会大幅度上升，尤其机组在近满负荷时发生FCB，汽压上升幅度会导致蒸汽安全门动作，锅炉存活的可能性很小。•所以配35%BMCR的旁路系统的机组FCB成功率较低。FCB的给水泵控制•正常运行时，汽动给水泵的汽源来自汽机抽汽，甩负荷后，抽汽汽源突然失去。•汽泵汽源快速由抽汽切换至冷再对FCB成功是十分重要的，若汽源切换失败，发生汽泵跳闸FCB成功就比较困难了。因为即使电动给水泵及时启动，由于带液力耦合调速装置的电动给水泵启动到出水的时间较长（通常要20多秒），直流锅炉煤水比的平衡也容易被破坏而导致锅炉

7、跳闸。FCB的工质平衡控制•如果低旁容量不能达到100%，应尽量增加冷再蒸汽的使用量。•FCB时维持使用冷再汽源的高加继续运行。•除氧器在FCB时正常的抽汽汽源失去，快速切换至冷再蒸汽，并维持除氧器压力。•维持除氧器和凝汽器水位，及时补水。带厂用电的FCB服务电网•电网侧故障恢复后，机组能快速并网发电。•电网出现大停电事故，利用FCB存活下来的机组逐步恢复电网。•电网事故局部解列时，利用类似FCB的功能实现小