清河门150MW机组一次调频测试方案(基建)07[1][1][1][1].___doc.doc

机组一次调频功能试验方案清河门电厂150MW机组一次调频试验方案 编制： 审核： 批准：东北电力科学研究院有限公司2007年3月15日1. 前言1.1 试验目的通过机组的一次调频试验，了解机组调速系统的静态特性和相关指标，定量认识调速系统相关环节的技术参数，检测机组在电网存在网频偏差情况下的快速补偿能力，验证机组DEH的一次调频逻辑和参数设置，考察机组参与电网的一次调频特性,从而保证机组一次调频的可靠性，提高东北电网的电能质量及频率的控制水平。1.2 试验依据1.2.1 汽轮机调节控制系统试验导则（DL/T-711-1999）1.2.2 东北电网发电机组一次调频调度管理暂行规定1.2.3 有关制造厂家产品说明书、技术要求及图纸。1.3 试验基本参数和技术指标定义1.3.1一次调频由于系统内机组跳闸或大用户发生跳闸时，电网频率发生瞬间变化，一般变化幅度较大，变化周期在10秒到23分钟之间，要求网上机组的负荷能够在允许的范围内快速地调整，以弥补网上的负荷缺口，保证电网频率稳定的过程，称为一次调频。1.3.2调频死区 机组一次调频频率死区是指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区，为了在电网频率变化较小的情况下提高机组稳定性，一般在电调系统设置有频率死区。1.3.3一次调频动态特性 一次调频特性是汽轮发电机组并网运行的基本特性之一，它是指电网负荷变化引起电网的频率发生变化后，机组在控制系统的作用下自动地增加（电网频率下降时）或减小（电网频率升高时）自身的功率，从而限制电网频率变化的特性。1.3.4功率补偿量 功率补偿量(P)是由机组转速不等率 和电网频率偏差（可转换为转速偏差n）计算出来的，如公式2： P=（n/ n0）100%PN 其中，n0额定转速，PN额定功率。1.3.5速度变动率转速不等率() 是指机组调节系统给定值不变的情况下，汽轮机由空负荷到满负荷的转速变化量与额定转速之比, 通常以百分数形式表示，其计算公式为:=(n1 - n2)/n0100%式中：n1：汽轮机空负荷时的转速, n2: 汽轮机满负荷时的转速, n0：汽轮机额定转速。对速度变动率的解释如下:汽轮机在正常运行时,当电网发生故障或汽轮发电机出口开关跳闸使汽轮机负荷甩到零,这时汽轮机的转速先升到一个最高值然后下降到一个稳定值,这种现象称为动态飞升。转速上升的最高值由速度变动率决定,一般应为45 %。若汽轮机的额定转速为3000转/分,则动态飞升在120150转/分之间。速度变动率越大,转速上升越高,危险也越大。1.3.6 调速系统的迟缓率迟缓率是指由于调速器、传动放大机构和配汽机构部件有磨擦、间隙等原因使输入信息与输出信息之间存在的迟缓现象，这种迟缓现象作用于调节系统使在一定的转速变化范围n，机组功率不变。即同一负荷下可能的最大转速变动n, 和额定转速n0之比叫做迟缓率，通常用字母表示。=n/n0100%机械液压型调速器最好的迟缓率= 0.30.4 %。采用电液压式数字型调速器灵敏度很高,迟缓率(人工死区)可以调节到接近于零。 1.3.7 一次调频负荷响应滞后时间一次调频负荷响应滞后时间是指运行机组从电网频率越过该机组一次调频的死区开始，到该机组的负荷开始变化所需的时间。1.3.8 一次调频负荷响应时间一次调频负荷响应时间是指从电网频率越过该机组一次调频的死区开始，达到理论计算的一次调频的最大负荷调整幅度90%的时间。1.3.9 一次调频负荷响应稳态时间一次调频负荷响应稳态时间是指从电网频率越过该机组一次调频的死区开始，达到理论计算的一次调频幅度5%以内的时间。1.3.10 一次调频稳定时间一次调频稳定时间是指运行机组从电网频率越过该机组一次调频的死区开始，达到一次调频的最大负荷调整幅度的时间。1.4 试验技术指标1.4.1 一次调频负荷响应滞后时间：合格标准：小于3s；1.4.2 一次调频负荷响应时间： 机组应在15s内达到理论计算的一次调频的最大负荷调整幅度的90%。1.4.3 一次调频负荷响应稳态时间：合格标准：小于45s；1.4.4 一次调频稳定时间：合格标准：60s以内；1.4.5 调速系统的迟缓率：合格标准：0.06%以内；2一次调频试验前的准备2.1. 在进行功能试验前，应由电厂（热工、运行、汽机等部门）、设备供应方（DEH装置组态、控制系统组态方等相关单位）、调试、监理和功能试验人员联合成立一次调频功能试验组，功能试验组成员要对本次功能试验的要求、内容、步骤和可能出现的影响有充分的了解；负责确认在线功能试验大纲；向有关参加功能试验人员进行技术交底；按功能试验要求对机组运行状况及功能试验所涉及的控制系统有关部分进行检查、确认；必要时安排进行若干项预备性功能试验；制定当功能试验工况异常时，保证机组运行安全、设备安全的技术措施；联系并负责组织、实施功能试验工作，最后确认功能试验工作结束等。2.2 参与功能试验的所有人员应对东北电网发电机组一次调频调度管理暂行规定深刻领会，并应在功能试验中，严格按照东北电网发电机组一次调频调度管理暂行规定执行。2.3 汽轮发电机组和DEH的相关技术资料（如：机组容量、汽轮机型号、调速系统类型、DEH中关于一次调频部分的逻辑组态图等）应当提供给功能试验组，以便功能试验组对该机组一次调频功能的实现，进行可行性审查，保证一次调频功能试验的准确性。2.4 将功能试验所需记录参数，编入DCS系统操作员站或工程师站所含趋势画面之中，以便每次功能试验结束时，分析功能试验对机组的影响。2.5 在一次调频功能试验前，功能试验组要与辽宁电力调度通信中心取得联系，向辽宁电力调度通信中心申请负荷。3一次调频试验的条件3.1. DCS和DEH软件修改已经完成。3.2. 在机组启动前，完成机组一次调频功能模拟测试（保证其一次调频信号能正确引入到DEH控制回路中，且DEH中一次调频逻辑回路动作准确、可靠）。3.3. 汽轮发电机组调速系统能正常运行。3.4. 流量特性修正准确，调节系统的不等率为线性。3.5. 汽轮机阀门严密性和阀门快关性能合格。3.6. 汽轮机危急遮断器手动打闸和超速自动打闸动作正常且可靠。3.7. 机组在设计的正常工况下能稳定运行，影响热工自动控制系统投运的机组主、辅设备的缺陷已全部消除。3.8. 机组主要热控系统（DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH、BPS等）均已正常投入。能满足机组各种运行工况（机组负荷稳定工况，机组负荷正常变化工况，以及锅炉各种正常、随机性扰动工况等）的要求。3.9. 功能试验期间，所有油动机油压和油温正常。3.10. 主蒸汽压力、主蒸汽温度、真空等参数维持在额定值，功能试验机组在适宜的额定工况下运行（机组在80%90%额定负荷区间运行）。3.11.控制系统可以记录以下参数：机组负荷、转速、调门开度、主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。4一次调频功能试验方式4.1 控制方式a. 机组在协调方式下，机组一次调频控制方式为DEH+CCS，即DEH内额定转速与汽轮机转速差通过一定函数计算后直接动作调门；CCS进行补偿，保证机组负荷满足电网要求。b. 机组协调手动方式，机组一次调频控制方式为DEH，即DEH内额定转速与汽轮机转速差通过一定函数计算后分别叠加在功率设定值（在DEH处于功率闭环方式下）或直接动作调门（在DEH处于阀位方式下）；通过锅炉蓄热，保证机组负荷满足电网要求。4.2DEH内的一次调频逻辑 在机组负荷90MW150MW的范围内允许投入一次调频。有关参数要求如下： a. 一次调频死区： 2r/minb. 一次调频最大负荷变化幅度为额定负荷的10%c. 一次调频不等率：5%d. 一次调频负荷下限：90MW e. 一次调频负荷上限：151MW4.3CCS内的一次调频补偿逻辑当一次调频动作后，CCS根据电网频率信号，经过死区处理后得出的一次调频负荷，叠加到协调控制回路的主调节器上，补偿汽机负荷变化对锅炉的影响。4.4 一次调频曲线设定 根据东北电网发电机组一次调频运行管理规定，机组一次调频负荷补偿曲线设置如下图所示。 217rpm15MW-15MW-2-17rpm命 图 一5. 试验方法及试验记录设备5.1试验方法在控制系统的工程师站上采用手动置数方式改变汽机测量转速，检查一次调频动作情况。每改变一次转速设定值，记录完数据后，恢复转速设定值为额定转速3000RPM待机组负荷稳定、压力稳定时，再做下一次试验。5.2试验记录设备利用DCS、DEH数据记录功能，记录以下参数：试验前后机组负荷、转差值、调门开度及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6. 试验步骤6.1DEH阀位控制方式确认机组处于DEH阀位控制方式，锅炉主控、汽机主控手动，其它各系统自动投入，各项保护投入运行，机组负荷在6090%之间正常工作区。6.1.1分别改变转速设定值2989 rpm、2986 rpm、2983 rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6.1.2分别改变转速设定值3011 rpm、3014 rpm、3017 rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6.2DEH功率控制方式确认机组处于DEH功率控制方式，锅炉主控、汽机主控手动，其它各系统自动投入，各项保护投入运行，机组负荷在6090%之间正常工作区。6.2.1分别改变转速设定值2989 rpm、2986 rpm、2983 rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6.2.2分别改变转速设定值3011 rpm、3014 rpm、3017 rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6.3CCS控制方式确认机组处于CCS控制方式，其它各系统自动投入，各项保护投入运行，机组负荷在6090%之间正常工作区。6.3.1分别改变转速设定值2989 rpm、2986 rpm、2983 rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6.3.2分别改变转速设定值3011 rpm、3014 rpm、3017 rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。6.4负荷限制6.4.1机组运行在负荷上限，改变转速设定值2995rpm检查一次调频应不动作。6.4.2机组运行在负荷下限，改变转速设定值3005rpm检查一次调频应不动作。7安全措施一次调频功能试验关系到机组的安全、稳定运行，进行该项功能试验工作时应在功能试验项目组的统一组织、指挥下进行，功能试验工作不应危及机组的安全运行。在功能试验过程中如出现危及机组的安全、稳定运行的情况时应立即停止功能试验，并恢复机组稳定运行。在确认机组稳定运行后，再重新开始功能试验。7.1 试验中的异常情况处理为防止及处理功能试验过程中出现意外的工况，运行人员应熟悉功能试验内容，做好充分的事故预防措施，同时对正在运行的锅炉、汽机设备缺陷必须心中有数，当锅炉侧给粉机来粉不畅、减温水门卡涩或汽机侧轴向位移大、振动大时，严禁功能试验。现就功能试验中可能出现的不安全工况点分析如下：序号可能出现的事故状况事故预防措施1主蒸汽超温或超压在主蒸汽温度变化速率较快时，应监控一级减温水自动投入情况，必要时手动干预，及时投入（切除）一级减温水。同时可适当改变燃料投入量，抑制主蒸汽压力变化速率。2燃烧不稳送风总量的突然增加，会导致锅炉燃烧不稳定，该项操作时应注意给燃料投入量情况，如出现燃料投入量不畅，应立即停止功能试验，增加燃料量，稳定燃烧。3给水流量的稳定注意调门动作的影响，给水流量与调门共振后立即切手动,稳定给水流量。4汽机转速不稳定在进行一次调频功能试验时，可能会出现汽机转速的波动，运行人员应当严密监视，当汽机转速不稳定时，可自行停止功能试验，稳定负荷。6汽机振动大在一次调频功能试验期间，当汽机振动大时，运行人员可自行停止功能试验，采取相关措施，消除汽机振动大的因素，稳定负荷。对于功能试验过程中可能出现的其他情况，要求运行人员做好处理相应事故的预想大纲，预想大纲应当按照二十五条反措、电厂锅炉运行规程和电厂汽机运行规程中的具体反事故措施进行。7.2 安全注意事项7.2.1 所有功能试验人员应严格执行安规及现场有关安全规定，确保功能试验工作安全可靠地进行。7.2.2 运行人员应在功能试验过程中，加强运行参数监视，保持机组负荷稳定，对参数的异常情况，应及时汇报，当有危及人身、设备安全的情况，可自行停止功能试验工作，防止事故发生。7.2.3 巡检人员应在就地加强巡视，对就地设备的异常情况，应及时汇报，注意保证机组负荷稳定，防止事故发生。7.2.4 功能试验过程中，不得进行影响功能试验工况的各项操作。如有危及机组安全