张春磊
中国电建集团江西省电力建设公司调试事业部，江西 南昌 330096
摘要：根据机组原有设计，以及对FCB功能的要求，在燃煤机组原有FSSS控制逻辑以及协调控制逻辑基础上，对机组的部分设备进行设计更改。结合其他机组控制系统，根据机组本身设备特性，设计满足机组控制要求的FCB逻辑，介绍了FCB功能触发逻辑和动作逻辑的设定,逻辑设置时的考虑因素。根据试验数据，控制系统本身特性以及DEH在FCB时对IV阀组的控制要求，优化DEH阀门控制，达到机组FCB功能的优化完善。采集同类型的三台机组试验数据，验证了FCB控制逻辑的功能,使机组自动化控制水平提高,应对故障能力提升;可为同类电厂FCB功能的实现,提供一定的借鉴经验
关键词：孤岛运行； 火力发电； 自动控制；FCB试验 ；DEH
作者简介：张春磊（1981-），男，本科，中级工程师，主要从事热力发电厂热控系统调试工作，中国电建集团江西省电力建设有限公司调试事业部
E-mail：zeling1674@163.com
1、工程简介
项目工程采用上海锅炉厂生产的1200t/h 亚临界压力、自然循环锅炉，其型号为SG–1200/17.5–M741；汽轮机为上海汽轮机厂生产的N350-16.67/538/538 型亚临界、反动式、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、凝汽式机组；发电机为上海汽轮发电机厂生产的水氢氢冷却，无刷励磁方式，三相交流隐极式同步发电机，型号为QFSN-350-2；旁路系统为40%旁路。
2、试验准备
2.1 设备改动：
由于机组采用40%小旁路，而且在设计之初并没有考虑FCB运行方式，因此，对机组进行了一些安装上的改动：
1)增加两个PCV阀，使得PCV阀从原设计的一个增加到三个，通过PCV阀来增加排汽，降低锅炉压力，减轻因旁路容量小而产生的锅炉压力过高问题。
2)增大高排通风阀管道通径，增加高排通风阀排汽量，避免因FCB发生时高排逆止门关闭造成的排汽压力高跳机问题。
2.2 FCB控制逻辑设计：
1)FCB信号产生，机组自动进入FCB方式，带厂用电运行。FCB设计的触发条件： FCB投入，且断路器CB5A,CB5AB（机组与外网有两条母线连接，任一断路器合闸既为并网）同时分闸，发电机出口开关未分闸;
2)高排逆止阀前通风阀（10LBC10AA111）：
FCB信号产生，联锁打开。FCB信号消失，机组重新并网运行延时1分钟后，联锁关闭。
3)三只PCV阀（过热器出口ERV阀：10LBA20AA193、10LBA20AA194、10LBA20AA195）：
增加FCB信号产生，联锁打开，打开后可以由运行人员根据主汽压力的变化而手动操作是否关闭，也可以由压力低定值自动关闭
4)高压旁路、低压旁路的控制
FCB信号产生，快开高低旁路，延时5s，高、低压旁路转入自动方式：
a.高压旁路阀前压力指令为FCB发生前压力值;
b.低压旁路阀前压力指令为0.828MPa；
c.高压旁路减温水阀按照高旁后温度设定值为327.7℃自动调节；
d.低压旁路减温水阀按照低旁后温度设定值不超过165℃自动调节；
5)停磨煤机逻辑
大于3台磨煤机运行，且FCB信号发生，产生FCB停磨指令，停磨顺序F→E→A，或至3台磨运行。
6)水位控制
FCB信号发生，由于瞬间蒸汽量信号消失，汽泵三冲量自动切为手动控制（水位保护解除）
7)FCB信号消失的条件判断：FCB投切开关退出，或重新并网
8)给煤控制：FCB发生后，运行给煤机控制切为手动控制，保持FCB发生时给煤机给煤量，随后由操作人员手动控制
3、试验时间安排
项目工程燃煤机组FCB试验根据机组进度以及电网对负荷控制的要求，#1机组50%负荷FCB 试验于2013年5月20日22：03分开始，至22:28:00重新并网试验结束，100%负荷试验于2013年6月23日10:14:30开始，至10:20:30重新并网试验结束；#2机组50%负荷试验于2013年12月20日 23:27:24开始 至23:36:00重新并网试验结束，100%负荷FCB试验于2013年12月28日 23:09:51开始 至23:18:02重新并网试验结束；#3机组50%负荷FCB试验于2013年12月31日 03:30:00开始 至03:33:37重新并网试验结束，100%负荷试验于2013年12月31日 06:01:56开始 至06:09:36重新并网试验结束。
应印尼方业主要求，在FCB触发10秒内不能有任何的人为操作干预，10秒后才可有运行人员根据机组情况进行操作，比较完美的模拟了事故突然发生时，运行人员的反应操作时间，考验了机组FCB功能的可靠性。
4.试验过程数据处理分析及问题解决
4.1 #1机组第一次50%负荷FCB试验分析
#1机组50%负荷FCB 试验于2013年5月20日22：03分开始，至22:28:00重新并网试验结束，试验过程中机组各个设备均按照预先设定好的逻辑自动控制运行，机组运行状况良好，其转速、负荷、阀门开度等数据如图一所示：
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图一：#1机50%负荷试验中最低转速及阀门开度
FCB发生后，汽轮机甩负荷，由负荷控制转为带旁路模式下的转速控制，GV阀全关，转速由IV阀控制，当再热汽压力低于0.828 MPa 时，进行阀切换，转为GV阀控制转速，IV阀门关闭。
试验虽然取得成功，但从图一中可以看到，汽轮机在FCB后进行IV(中压调门）和GV（高压调门）切换控制过程中，IV下降速度过快，从调整开度直接降至预设开度6%，造成中压缸进汽量快速减少，转速降低。而GV阀虽有足够开度，但不能快速调回转速,甚至在升速后，汽轮机转速又有超调。
其主要问题体现为汽轮机转速控制不够稳定，最低转速降至2712rpm。
4.2 第一次试验问题分析解决
针对存在的问题，我们对DEH阀门控制逻辑进行了初次优化，在IV-GV切换过程中，对IV阀的关闭速率进行了逻辑限制，讨论决定其限制速率定为2%/s。等待电网同意#1机组第二次试验。
4.3 #1机组100%负荷FCB试验分析验证
根据电网安排，#1机组100%负荷FCB试验于2013年6月23日10:14:30开始，至10:20:30重新并网试验结束，100%负荷FCB试验转速、阀门等数据曲线入图二所示：
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图三：#2机50%负荷试验中最低转速及阀门开度
从图中我们可以看出，在50%负荷试验中，最低转速为2895rpm，在阀门切换过程中，转速控制相对稳定，而在100%负荷试验中，最低转速出现在阀门刚刚开始切换前，而这时的转速控制仍然为IV控制，而在切换过程中转速无明显的下降趋势。
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图五：#3机组100%负荷FCB试验中最低转速及阀门开度
通过试验，机组FCB功能实现了预期设计目标，机组运行工况稳定，汽机转速控制稳定，优化后的逻辑统一对三台机组实施。
综上，经过对汽轮机FCB后的IV控制优化，实现了试验过程中机组的安全可靠运行。
5.试验总结
印尼某电厂 3x350MW机组FCB功能通过三台同类机组的实际试验检验，避免了单一一台机组无法多次试验验证的问题，通过对控制逻辑的优化调整，实现了控制要求，10s内无操作人员手动干预，模拟了在突发情况下运行人员的反应时间。机组在协调控制模式下自动控制逻辑能够通过预定的控制程序、控制逻辑实现机组在FCB发生时实现机组甩负荷以及孤岛运行的自动控制，并在故障消除后能够快速重新并网。FCB试验的成功为机组安全运行，维护电网稳定及设备安全提供了很好的技术保障。
参考文献：
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[2]王海涛. 印尼INDRAMAYU电站330MW机组FCB控制功能的优化[J]. 热力发电,2012,41(11):
[3]门冉,高小涛,盛昌栋. 火电机组快速甩负荷功能的应用和实现[J]. 江苏电机工程,2015,34(01):9-12.