原创 杜林水 清照书社
对于无保安电源的发电厂来讲,若机组具备孤网运行功能,当外网故障发电机出口开关跳闸后可自带厂用电运行,避免从网上吸电,系统恢复较快,缩短事故处理时间,减少企业损失。反之机组不具备孤网运行功能,系统恢复时间长,造成重大设备损坏后给企业带来较大利益损失。
一、孤网运行概述
从理论上来讲,一个发电厂的装机容量越大,越不容易实现孤网运行,装机容量越小,越容易实现孤网运行。另外,机组能否实现孤网运行,其关键因素不在于汽轮机调节系统的性能,而在于在自带厂用电运行的低负荷状态下,锅炉能否稳定运行。锅炉能否正常运行要分几个层面来分析,对于煤粉锅炉来说,在如此低负荷状态下运行,几乎很难实现孤网运行,对于循环流化床过来来说,这种情况会好一些,对于生活垃圾焚烧发电来说,主要是要考虑炉温问题。除此之外,锅炉能否低负荷运行,还受汽轮机有无大旁路的影响,若无大旁路,锅炉可开对空排汽,这种情况下会受除盐水制水能力的影响。
二、孤网运行技术方案、逻辑
1、孤网运行特点
孤网运行最突出的特点,是由负荷(阀控、功控)控制转变为转速(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的稳定,也就是通常所说的一次调频功能。发电厂孤网运行时负荷约为额定负荷的10%-15%左右,对调速系统的动态响应、运行人员的操作水平等都提出了较高的要求。孤网运行时,运行人员关注的问题不再是负荷调整,而是调整孤网频率,使之维持在额定频率附近。由于孤网容量较小,要求机组的调速系统具有更高的灵敏度,更小的迟缓率和更快的动态响应,这一面,汽轮机的调速控制系统一般都可以做到。

2、孤网运行逻辑方案
一般情况下,DCS控制系统都会有一个专门的孤网运行逻辑控制方案页,如果没有我们联系DCS厂家或自己编制一个即可。从本质上来讲,孤网运行就是我们设置一定的条件,当达到这个条件时,汽轮机由功控或阀控进入转速控制方式,这个逻辑没有多么复杂。另外,如果DCS没有孤网运行方案页,当触发孤网运行条件时,执行转速控制的方案即可。
三、孤网运行对设备、系统的影响
1、系统不稳定,安全性降低。机组孤网运行瞬间从一个额定负荷附近稳定运行工况转入一低负荷不稳定运行工况,受汽轮机调节系统特性及运行人员操作水平影响,系统负荷、电压、转速等可能会有所波动,但会迅速恢复正常。
2、对汽机冲击大,产生热应力大。机组突然转入孤网运行,对汽机调速系统是一个严峻的考验,另外,按照汽机降负荷对缸温的控制速率来讲,汽机汽缸温度急剧下降,对于汽机来说影响较大。
3、开排汽运行,经济性降低。机组突然转入孤网运行,负荷突降,锅炉需开排汽、汽机需投旁凝运行,造成汽水损失增大。
四、孤网运行注意事项
1、锅炉专业
孤网运行时锅炉负荷较低,汽包水位不易控制,需准确判断虚假水位,控制好给水流量,避免出现锅炉缺水及锅炉满水,生活垃圾焚烧发电行业需重点关注炉温,并根据炉温下降情况启动燃烧器,保证炉温满足850℃/2s,确保环保指标正常。

2、汽机专业
因机组负荷较低,均压箱压力下降较快,需及时调整均压箱压力,防止真空低跳机事件发生。将除氧器加热蒸汽切换为减温减压器供给,检查除氧器水位、压力正常,根据锅炉汽包水位变化调整除盐水用量,开启汽轮机本体各疏水及后缸喷淋减温水,根据需要投入主蒸汽母管大旁路运行。
3、电气专业
频率稳定前和孤网运行期间减少大功率设备的启停操作,检查电气ECS盘各开关动作情况,防止转网瞬间异常波动造成开关动作。加强电气重要参数的监视,保证发电机频率在50±0.5HZ,设备电压波动在±5%范围内。
4、加强培训
针对孤网运行处理或反事故演练过程中存在的问题及时进行总结、讨论,制定提升方案,加强培训。机组转孤网运行后,做好机组并网、锅炉燃烧调整等关键环节的操作监督,严防误操作发生。
五、孤网运行条件判断深度分析
对于配置一台汽轮发电机组的生活垃圾焚烧发电项目来讲,孤网运行条件判断方式较为简单,考虑主变高、低压侧开关、出线线路上任一开关跳闸,机组转孤网运行。对于配置两台及以上汽轮发电机组、双母线、双出线的发电厂来讲,在编制孤网运行判断条件时需考虑选择某台机组孤网运行、厂用电切换、非同期合环等情况,防止在转孤网的瞬间或转孤网后由于操作不当造成二次事故。
深度思考:汽轮发电机组一个如此庞大的、高速运转的设备,在进行冲转的时候,转速波动能控制在±1r/min左右,调速系统的性能没有我们想象中的那么脆弱。DCS分散控制系统的扫描周期是250毫秒,DEH运行周期更短,一般情况下,从汽轮机控制系统来分析,实现机组孤网没有问题。另外,孤网运行还分为大孤网、小孤网、计划孤网、非计划孤网等,在学习的时候要重点关注一下。
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