[發明專利]一種火電機組FCB過程汽輪機中壓缸沖轉控制方法

在審

• 申請號: 202110508774.5
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113107619A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 柯理文;凌泉;郭軍;張波;李柏新
• 申請（專利權）人: 寶鋼湛江鋼鐵有限公司
• 主分類號: F01D17/00
• 分類號: F01D17/00;F01D21/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李慧

本發明公開了一種火電機組FCB過程汽輪機中壓缸沖轉控制方法，控制步驟包括如下：S1：當發電機組FCB功能觸發時，汽輪機DEH負荷預判邏輯使保護系統OPC動作，將汽輪機的高壓缸主汽門、調門強制關閉以及中壓缸調門迅速關閉。本發明通過采用將發電機組廠用電負荷由高壓缸轉移至汽輪機中壓缸運行的方案，并利用汽輪機中壓缸沖轉的控制策略，將火電機組FCB動作后的廠用電負荷由高壓缸轉移至中壓缸，以解決發電機組FCB功能觸發后，高壓缸排汽溫度異常升高的的問題，確保汽輪機安全穩定運行，實現發電機組FCB功能，從而解決了若高排通風閥打開后不能夠及時帶走高壓缸熱量，高排溫度會快速上升，累積到一定程度，易造成汽缸發生變形和開裂等事故問題。

技術領域

本發明涉及汽輪機中壓缸技術領域，尤其是一種火電機組FCB過程汽輪機中壓缸沖轉控制方法。

背景技術

FCB指的是火電機組正常運行過程中由于自身原因或者電網出現故障，機組主變出線開關跳閘，不聯跳汽機和鍋爐停機，此時，鍋爐快速減少燃料量，高、低壓旁路快帶開啟，發電機僅帶廠用電運行，汽輪機保持每分鐘3000轉，實現機組僅帶廠用電的“孤島運行”，該功能可以保證發電機組與外網突然解列之后，消除故障后，機組能很快恢復發電，既有利于電網安全，也能節約鍋爐重新啟動的成本，火電機組當發生FCB后，由于機組外部突然的甩負荷，汽輪電發機功率輸出與廠用電負荷相失衡，此時汽輪機轉速有超速的危險，需迅速關小或全關汽機調門，減小進入高、中壓缸的汽量使汽輪發電機功率輸出與需求負荷恢復平衡，同時還要保證汽輪機轉速為3000轉，但是目前行業內的發電機組發生FCB后汽輪機大多采用高中壓缸聯合方式控制轉速的設計方法，即由高壓缸和中壓缸同時進汽的方法對汽輪機進行沖轉，用目標轉速與實際轉速進行比較的差值，分別通過各自連續的PID運算回路計算出各自調門，GV、IV的開度值，穩定汽機轉速。

然而上述方法對現役機組來說，存在以下問題：

1.當機組FCB動作后，汽輪機調門大幅關小或全關后，鍋爐產汽與汽機用汽嚴重不平衡，主蒸汽壓力、溫度偏高，而通過高、低壓旁路進行主蒸汽壓力泄壓需要一定的時間，而機組甩掉外負荷后，汽輪機沖轉所需的主蒸汽流量偏低，造成汽機內高壓轉子摩擦鼓風產生熱量，由于鼓風摩擦損失與轉速的三次方成正比，當汽輪機在3000轉高速運轉時，若高排通風閥打開后不能夠及時帶走高壓缸熱量，高排溫度會快速上升，累積到一定程度，易造成汽缸發生變形和開裂，以及末級葉片疲勞損壞斷裂等事故；

2.根據汽輪機組高中壓缸負荷分配設計來說，中壓缸可以帶的20～30%額定負荷，而廠用電負荷僅約為5%足，故中壓缸帶負荷能力足以滿足廠用電需求；

3.在FCB工況中，由汽機甩掉外部負荷后，高調門在主蒸汽壓力較高的情況下流通能力偏大，必處于小開度狀態下運行，會影響高壓調門調整精度，高壓調門會頻繁調整進汽，造成汽輪機轉速不斷波動。

發明內容

本發明針對背景技術中的不足，提供了一種火電機組FCB過程汽輪機中壓缸沖轉控制方法。

本發明為解決上述現象，采用以下技術方案，一種火電機組FCB過程汽輪機中壓缸沖轉控制方法，控制方法包括如下：

S1，當發電機組FCB功能觸發時，汽輪機DEH負荷預判邏輯使保護系統OPC動作，將汽輪機的高壓缸主汽門、調門強制關閉以及中壓缸調門迅速關閉；

S2，汽輪機轉速短暫飛升后下降，DEH轉為中調門IV轉速控制；

S3，OPC動作時間滿一定時間后，若轉速低于3060轉，IV轉速控制回路投用，控制中調門開度；

S4，FCB動作結束后，汽輪機轉速穩定3000轉，在確定各系統狀態正常后，可進行同期，并網；

S4，由運行操作人員將機組負荷升至8～30%額定負荷，且冷再熱壓力低于1MPa后，滿足倒缸條件。由運行人員點擊畫面上的“倒缸”按鈕，進行倒缸，即由IV控制切換至GVIV控制，倒缸過程中中調門開度保持不變，高調門開啟，使進入高壓缸的流量為中壓缸流量的1/3，高中壓缸流量比恢復為1：3。