关于660MW超临界发电机组FCB的试验研究

摘 要 在660MW超临界发电机组逐渐成为电网主力机组的情况下，确保660MW超临界电力机组安全、有效应用尤为重要。而实现660MW超临界发电机组在电网中有效应用的重点在于，机组具有FCB功能。FCB功能的应用可以有效保障在电力机组内部故障或外部电网故障时机组安全运行，而不受故障影响。对此，本文就660MW超临界发电机组FCB功能如何实现进行研究和分析。

【关键词】超临界发电机组 FCB 试验

在当今社会电网应用越来越重要的情况下，电网的安全性却在逐渐降低。一旦电网出现故障，将会给国民经济带来一定的损失，并且影响人们正常生活。所以，保证发电机组长期有效应用尤为必要。而要实现此目的，需要借助于FCB功能，因为在发电机组实现FCB功能后，具备发电机解列带厂用电的能力，有助于电网在可能的最短时间内恢复正常。本文以660MW超临界发电机组为例，就如何实现660MW超临界发电机组具有FCB功能进行试验。

1 660MW超临界发电机组FCB功能启动允许条件分析

FCB功能是指机组在高于某一负荷之上运行时，因内部或外部电网故障与电网解列，瞬间甩掉全部对外供电负荷，并保持锅炉在最低负荷运行，维持发电机带厂用电运行或停机不停炉的自动控制功能。所以，66MW超临界发电机组FCB功能启动应当满足两个条件：

1.1 确保发电机组安全

就我国所发生的发电厂停电事故来看，电厂停运多半是因为设备产生不良故障而引起的。在发电机组故障时机组的状态和参数都会发生变化的状况下，要求FCB功能能够有效的控制发电机组，使其可以继续运作，并且在整个过程中对发电机组的参数进行调整，是发电机组参数控制在设备限值内。

1.2 降低运行成本

确保FCB功能应用后可以保证电网安全运行的同时，电网运行成本控制也是非常必要的，所以，在设计应用FCB功能的过程中需要注意，结合正常控制策略，FCB功能的触动，尽可能的减少主燃料跳闸次数，降低运行成本。

2 FCB功能实现的难点

2.1 炉压力飞升超压问题

在660MW超临界发电机组中直接实施FCB功能，正常调整660MW超临界发电机组，运作发电机组，这是需要快速调小汽机调门。但是由于锅炉内热量较高，机炉负荷将会不平衡，此种情况下就很容易引起炉内压力飞升超过正常控制压力范围问题。此问题的存在容易造成锅炉扰动，相应的发电就会受到影响。之所以会造成此问题出现，主要在于FCB动作时，控制了压力上升速度，促使存在于锅炉内的压力较大，又因为在FCB控制压力的过程中未进行开阀泄气动作，促使炉内压力持续增多，最终超出限制。

2.2 汽包水位控制问题

FCB期间汽包水位控制难度大，在汽包水位的控制问题伴随着锅炉的出现而出现，长久以来一直是控制领域的一个典型问题。汽包水位是锅炉汽水物质是否平衡的标志，即给水量和蒸发量之间的平衡。当FCB发生后，主蒸汽流量由于汽轮机的调门快速关闭而大幅度突降，而给水流量的下降速度相对要慢一点，从而造成汽包汽水的严重不平衡，引起汽包水位的大幅度波动。

2.3 锅炉快速减热负荷问题

正常情况下实施FCB，需要控制锅炉快速减热负荷，确保整个系统可以稳定运行。当FCB动作时，需要将锅炉快速减热负荷控制在多少是比较难掌握。因为，锅炉内燃烧工况具有较强的不稳定性，在燃烧的过程中如若降低锅炉负荷指令，此种情况下，炉膛内压力波动将会较大，相应的锅炉快速减热负荷不受控制，达不到FCB实施要求。

2.4 DEH转速控制问题

在不调整和设置的情况下，将FCB功能直接运用于发电厂660MW超临界发电机组上，DEH转速控制效果不佳。原因有三：其一，功率—负荷不平衡。因为直接运用FCB功能对发电机组进行控制，其所控制的参数不是发电机组参数，并不是根据发电厂实际需要，此种情况下发电机组的设备功率将与其所需要承受的负荷出现偏差，相应的就会引起DEH转速失控的情况。其二，加速度受到限制。因为FCB功能的实施，汽轮机准备加速做功时FCB为了保证发电机组状态在控制范围内，就会对汽轮机转速予以限制，促使汽轮机无法加速运转。其三，汽轮机转速限制。在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环调节系统。但是一旦并网形成，发电机组的DEH就会成为转速调节系统，快速转速，快速发电。

3 660MW超临界机组FCB试验中电气部分研究

面对660MW超临界发电机组FCB实施存在诸多问题的情况下，加强660MW超临界发电机组FCB功能的关键在于合理运用FCB电气，促使FCB做出反应，确保发电机组基本出现故障也能够继续运行，直到安全稳定停运。以下为具体的660MW超临界机组FCB试验中电气部分设计内容：

3.1 500kV开关跳闸信号

基本思路是利用500kV开关来控制跳闸信号，跳闸信号与500kV开关相连，500kV开关与整个线路相连，一旦发电机组突然甩负荷情况发生，500kV开关将会断开，此时跳闸信号就会将信号传输到仪控中心，进而在第一时间内启动FCB。

3.2 配置专用同期装置，通过500kV开关并网

因为利用专用同期装置进行660MW发电机组FCB功能配置，并且利用500kV开关并网，可以既可以在第一时间内将电气信号传输给FCB功能，又可以在第一时间进行并网，为FCB功能运用提供网络支持。

4 结束语

在660MW超临界发电机组上设置FCB功能，可以保证发电机组内部故障或电网故障的情况下，FCB可以控制发电机组状态，并且调节发电机组参数，促使发电机组在故障影响下依旧运行，最终安全停运。FCB功能是当前存在一定危险性电网非常需要的功能之一，加强关于660MW超临界发电机组FCB功能试验是非常意义的。

参考文献

[1]张朝阳，李卫华，宋兆星.600MW超临界直流炉机组协调控制系统策略[J].华北电力技术，2012（01）.

[2]沈丛奇，周新雅，姚峻.火电机组FCB功能及其在电网恢复中的应用[J].上海电力，2007（03）.

作者简介

张洪刚（1984-），男，山东省潍坊市人。大学本科学历。现为山东电力建设第三工程公司工程师。研究方向为电力工程。

作者单位

山东电力建设第三工程公司 山东省青岛市 266100