660MW机组FCB功能逻辑设计

戴锡辉

摘 要：汕尾3号机组进行了包括FCB功能设计、控制系统逻辑增加与完善，FCB功能仿真，主要控制系统参数优化、电气系统改造。该机组是国产超超临界660MW燃煤发电机组，机组设置一套40%容量的高压和52%容量低压两级串联旁路系统，2016年07月26日成功完成了50%负荷FCB功能试验。

关键词：FCB；控制系统；控制逻辑；设计；分析研究

中图分类号：TK267 文献标志码：A

0 引言

2016年7月26日18：18：49，进行了3号机组50%负荷FCB功能试验，23min后机组通过5031同期并网。试验结果表明：机组在330MW负荷下，FCB功能动作触发后，机组各项自动控制逻辑动作正确，机组负荷、汽机转速、主汽压力及机组其他参数过渡过程快速、稳定，没有超过机组跳闸极限；FCB过程中，工质平衡和能量平衡满足试验要求；FCB过程中，机组自带厂用电运行，参数正常、稳定。FCB结束后，机组通过5031开关同期并网功能正常。50%FCB过程主要参数记录见表1。

1 关键技术

为实现FCB功能，技术人员成功解决了一系列技术难题：

（1）热控、机务专业解决了给水流量、燃料量、汽机转速、高旁后温度等关键被控对象由常规工况快速响应至极端工况的技术难题，且不触发任何保护动作；解决了大工况突变时工质平衡的难题。

（2）热控逻辑部分设计合理，计算精准；为解决FCB后快速恢复问题。

（3）电气专业利用安稳装置准确触出FCB信号，及时将发电机组与系统解列并带厂用电低负荷运行；并增加了一套同期装置并修改保护逻辑实现机组FCB后快速再并网

2 汕尾电厂FCB动作过程

（1）FCB动作后，燃料目标值80t/h，给水目标值630t/h， 风量目标值1000t/h。

（2）FCB动作后，协调控制系统自动切换至基本控制方式。

（3）FCB动作后至机组重新并网前，DEH进入本地方式下的汽轮机转速自动调节模式。

（4）FCB动作后，自动投入A层微油枪。

（5）FCB触发后，按B-E-D顺序，以2s跳闸间隔逐台跳闸磨煤机，直至剩下3台磨煤机运行。

（6）FCB动作后，燃料主控相应切手动，燃料控制按第一台磨35t，第二台磨25t，第三台磨20t目标直接对给煤机进行控制。

（7）FCB触发后，联锁快开高、低压旁路6s，6s后投入高、低旁自动。

（8）FCB动作后，高旁压力设定值设定为16.0MPa与当前高旁压力值进行逻辑取小判断后作为最终设定值输出，低旁压力设定值设定为2.2MPa与当前高旁压力值进行逻辑取小判断后作为最终设定值输出。

（9）FCB动作后直接将小机低压调门开度开至100%；FCB动作、当给水泵转速小于5300r/min，且给水泵入口给水流量小于FCB动作前对应值时，高压调门以一定速率超驰开大至32%，超驰条件消失后，给水恢复正常调节功能。

（10）FCB动作延时5s，总给水流量大于800t/h， 单泵入口流量大于450t/h，给水泵再循环门超驰增加，超驰条件消失后，再循環门切至手动。

（11）FCB动作后，冷再至辅汽联箱气动调节阀预开至30%后投自动。

（12）FCB动作后，辅汽联箱压力大于除氧器压力，打开辅汽至除氧器调节门60%后切手动。

（13）FCB动作，FCB动作前机组负荷大于70%，连锁启动备用凝结水泵。

3 FCB逻辑设计

根据DCS和DEH的逻辑组态，要实现 “机组与电网解列自带厂用电运行”功能，需要对机炉电大联锁、FCB触发源信号、FCB判断/指、OPC控制、汽机旁路压力控制、PCV阀控制、给水控制、燃料控制、锅炉风、烟系统等功能进行逻辑组态或功能完善。根据电气开关对电网和厂用电的连接情况，机组FCB信号触发由稳控信号且5031、5032断开，三者信号经过DCS三取二模块信号处理后相与产生。逻辑设计如下：

（1）FCB动作后连锁启动柴油发电机。

（2）增加5031重新顺控并网功能组设计。

（3）CCS、DEH画面中增加FCB动作信息显示。

（4）FCB发生时，汽机主控、锅炉主控切手动。机组按燃料量目标80t/h、给水流量目标630t/h、总风量目标1000t/h进行控制。

（5）原DEH的OPC动作值为固定值（3090r/min），改为根据机组转速和机械功率—负荷不平衡PLU的综合值动态控制：当PLU小于30%时，OPC动作转速为3210r/min，当PLU大于60%时，OPC动作转速为3000r/min。

（6）增加FCB动作后到机组重新并网前，DEH进入本地方式下的汽轮机转速自动调节模式。FCB动作后3s内调门开度指令为原指令与5%取小输出。

（7）FCB触发后，汽机高、低压旁路减压、减温阀全开5s，然后自动投入自动进行闭环调节，FCB期间高旁压力设定值设定为16.0MPa与FCB动作前高旁压力值取小处理， 低旁压力设定值设定为2.2MPa与FCB动作前高旁压力值取小处理。FCB复位后按锅炉主汽流量的函数产生压力设定值进行调节。增加高旁减温水全开5s，然后投入自动并设定目标值300℃。低旁减温投入自动。

（8）FCB动作，FCB动作前负荷大于45MW，强制打开A、B PCV阀；

（9）FCB触发后，按B-E-D顺序跳闸磨煤机，容量分配第一台磨35t（A），第二台磨25t（C），第三台磨20t（F），以2s跳闸间隔逐台跳闸磨煤机，直至剩下3台磨煤机运行。

（10）FCB动作后，自动投入A层微油枪。

（11）FCB动作后且辅汽供小机电动门关闭，则直接将小机低压调门开度开至100%；FCB动作、当给水泵转速小于5300r/min，给水泵泵入口给水流量小于FCB动作前对应值时，高压调门以一定速率超驰开大到32%。超驰条件消失后，总给水流量按预定目标值630t/h进行调节。

（12）FCB动作延时5s，总给水流量大于800t/h， 单泵入口流量大于450t/h，给水泵再循环门超驰增加，超驰条件消失后，再循环门切至手动方式。

（13）FCB动作后，冷再至辅汽联箱调节门自动打开一定开度30%后投入自动，辅汽联箱压力设定值设定为1.0 MPa。

（14）机组负荷大于450MW，FCB动作后，联锁启动第二台凝泵（如果单台凝泵运行），两台凝结水泵切至工频运行。此时并列运行的变频泵指令输出100%并切手动，除氧器水位改由调门调节。

（15）FCB发生后2号高加抽汽电动门自动关至20%。FCB动作后切除1、3高加，保留2号高加。FCB动作期间屏蔽OPC联动2号高加抽汽逆止门功能。

（16）辅汽至除氧器加热调节门在辅汽压力高于除氧器压力时设定开度为60%并切手动。增加关闭四抽供除氧器电动门功能。

（17）除氧器上水调阀在FCB时关小一定开度30%，保证低旁减温水喷水压力。

（18）增加联开低旁减温水、三级减温水、低压缸喷水调门（FCB动作后发脉冲全开并切手动）。

（19）FCB动作后发脉冲打开VV阀。

（20）FCB动作延时3min，汽机转速小于3030r/min且中压调门开度指令大于10%，则通过高选功能，将CV2、CV3阀位指令低限由0%按2%/min的速率打开，直到CV2、CV3开度指令大于预定目标值（10%）或主汽机跳闸或手动复位。或中压调门开度小于5%输出保持或手动保持。解决FCB动作后汽轮机高压缸排汽温度高问题。

结语

汕尾电厂FCB动作步序正确、参数变化范围没有超过跳机极限，FCB动作后机组带厂用电运行稳定，机组通过5031开关重新并网顺利。具备FCB功能，能提高机组发电调度排序，减少机组备用时间、提高负荷率、提高机组在电网内竞争力和市场占有率。

参考文献

[1]吴永存，朱介南.宁海电厂1000MW机组RB于FCB控制策略的设计和应用[J].电力建设，2011，32（1）：59-63.

[2]羅志浩，尹峰，陈小强，等.国产600MW超临界直流机组实现FCB功能的可行性研究[J].浙江电力，2009，28（1）：18-21.