《火力发电机组自动快速甩负荷技术规程》

Q/GDWXXXXX—XXXX前  言 31范围 42规范性引用文件 43术语和定义 44符号、代号和缩略语 55系统配置 65.1热力系统配置 65.2控制系统配置 65.3电气系统配置 66控制要求 76.1总体要求 76.2FCB主回路及触发信号 76.3锅炉侧控制要求 86.4汽机侧控制要求 86.5旁路及PCV阀控制要求 86.6FCB复位条件 87FCB试验 97.1FCB适应性试验 97.2FCB动态试验 98FCB验收 108.1FCB验收条件 108.2FCB验收标准 10附录A（资料性附录）FCB动作过程中机组主要参数记录表 12附录B（资料性附录）机组总体FCB动作/试验情况一览表 14标准的中文名称范围本标准规定了火力发电机组实现自动快速甩负荷（FCB）功能的设备配置、控制要求、试验内容、验收条件和标准评价。本标准适用于300MW及以上容量且需实现FCB功能的燃煤发电机组，其他类型的火力发电机组可参照执行。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T26863-2011火电站监控系统术语GB/T31461火力发电机组快速减负荷控制技术导则DL/T656火力发电厂汽轮机控制及保护系统验收测试规程DL/T657火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程DL/T701火力发电厂热工自动化术语DL/T1213火力发电机组辅机故障减负荷技术过程DL/T1309大型发电机组涉网保护技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。机组快速甩负荷（FCB）FastCutBack当汽轮机或发电机甩负荷时，使锅炉不停运的一种控制措施，根据FCB后机组的不同运行要求，可分为机组带厂用电单独运行、停电不停机或停机不停炉等运行方式。[GB/T26863-2011，定义6.29.1.10，修改]协调控制系统coordinatedcontrolsystem（CCS）将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉与汽轮机组，或在自动状态的工作，给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化额需要，尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力。[GB/T26863-2011，定义6.29.1，修改]汽轮机控制系统 turbinecontrolsystem实现汽轮机各种运行工况自动控制的总称，即自动维持汽轮机转速和功率或发电机的功率和频率在指定值的自动控制系统。[GB/T26863-2011，定义6.29.4]快速减负荷（RB）RunBack针对机组主要辅机故障采取的保护措施，即当机组部分主要辅机(如其中一台给水泵、送风机、引风机)发生故障时，根据辅机故障情况快速降低机组负荷以适应辅机出力的保护措施。[GB/T26863-2011，定义6.29.1.9]甩负荷 loadrejection汽轮机控制系统功能之一，将汽轮机正常情况下所带的负荷，在发生电气故障的瞬间内全部或部分甩掉。[GB/T26863-2011，定义6.29.4.10]符号、代号和缩略语下列符号、代号和缩略语适用于本文件。FCB：机组快速甩负荷（FastCutBack）CCS：协调控制系统（coordinatedcontrolsystem）DEH：数字电液控制系统（Digitalelectro-hydrauliccontrolsystem）RB：辅机故障减负荷（RunBack）FSSS：炉膛安全监控系统（furnacesafeguardsupervisorysystem）SCS：顺序控制系统（Sequencecontrolsystem）BPC：旁路控制系统（BypassControlSystem）Pn：额定功率（RatedPower）系统配置火电机组的系统配置和控制功能设计应有利于FCB发生时能量和工质的快速转移，以维持系统连续运行。热力系统配置旁路系统配置旁路容量应按照预期实现的FCB工况来计算选取，计算时可考虑锅炉电磁泄放阀（PCV）对FCB功能的影响。旁路容量应具备满足锅炉最低稳燃负荷连续稳定运行的能力。对预期实现100%负荷下FCB工况的机组，高压旁路宜采用100%容量配置。中压、低压旁路容量配置宜大于BMCR工况下主蒸汽流量的50%。在高负荷发生FCB时，可联合采用再热器安全阀来泄放多余的工质。再热器安全阀宜采用可调节式类型。旁路阀、减温水调节阀、减温水隔离阀宜采用液动执行机构，各阀门由全关至全开的时间不大于3s。给水系统配置考虑到FCB工况高压旁路减温喷水的因素，对于预期实现100%负荷下FCB工况的机组，可适当增加给水泵最大设计流量。当给水泵采用汽轮机驱动时，给水泵汽轮机应具备多汽源切换功能。汽源切换宜采用内切换方式。采用低温再热蒸汽作为加热汽源的高压加热器，宜增加疏水至除氧器管路。考虑到FCB工况工质泄放的因素，可适当增加除氧器容量。凝结水系统配置考虑到FCB工况低压旁路减温喷水的因素，对于预期实现100%负荷下FCB工况的机组，可适当增加凝结水泵最大设计流量。对于采用变频驱动的凝结水泵，宜具备自动切换至工频运行的装置。控制系统配置FCB触发回路与主汽轮机转速控制回路处于同一个控制器内，该控制器运算周期应小于等于100ms。FCB信号应通过硬接线方式从DEH送往DCS系统。旁路系统的控制宜纳入DCS一体化控制。电气系统配置为实现FCB孤岛运行及再次并网供电，应分别在发电机机端和主变高压侧设置同期点。机组具备与主网解列后自带厂用电运行的能力。机组的重要辅机应具备低电压穿越能力，重要辅机保护应满足标准DL/T1309的要求。控制要求总体要求FCB功能的机炉电联锁应满足以下要求：当出现不影响发电机运行的线路故障时不联锁跳闸发电机；当出现发电机或线路故障时不联锁跳闸汽轮机，汽轮机维持3000rpm运行；当出现汽轮机故障时不联锁跳闸锅炉。对主要辅机的保护进行梳理和优化，增加保护动作可靠性，以适应FCB工况要求。对调节回路切手动的逻辑判断条件进行检查，考虑FCB工况特点，在FCB工况下放宽参数偏差大切手动的判断条件。对快速实现FCB工况下能量和工质平衡的控制回路进行梳理和优化，以适应FCB工况要求。与实现FCB功能密切相关的控制回路，主要包括如下：FCB触发信号的生成机组RB控制汽机转速控制同期并网控制旁路压力控制旁路出口温度控制PCV阀控制（如有）小汽机的汽源切换控制除氧器水位与压力控制机组辅汽压力控制凝汽器水位控制凝结水补水控制高、低加热器水位控制FCB主回路及触发信号FCB控制作为RB控制的一种特殊方式，将FCB主回路纳入RB控制回路。FCB信号的触发，通过并网断路器开关位置的变化来判断，或者通过负荷突降和功率不平衡来判断。锅炉侧控制要求当FCB触发后，锅炉侧控制按RB控制方式执行，锅炉主控切至手动，快速减负荷至50%左右或更低，水、煤、风自动协调动作。汽机侧控制要求FCB发生后，汽轮机DEH退出遥控模式，从负荷控制模式转入转速控制模式，维持3000rpm或带厂用电负荷；在停机不停炉的FCB方式下，汽轮机按照保护停机方式控制。FCB发生后，若高压缸排汽温度升高，宜增加高压、中压调门差动控制功能，必要时关闭高压调门，切换至中压调门控制机组转速。小汽机汽源切换。FCB发生后，汽动给水泵应迅速切换至新的汽源（冷再或者辅汽），在汽源切换时应增加进汽调门超驰开功能，以提高给水流量控制品质。除氧器汽源切换。FCB发生后，除氧器加热汽源应迅速切换至新的汽源（辅汽或者冷再）。在汽源切换时应增加相应进汽调门超驰开功能，以保持除氧器一定的压力和温度。备用凝泵自启动。FCB发生后，凝结水流量大幅增加，应设置大流量联锁开启备用凝泵的功能。若运行凝泵在变频方式，切至工频运行。FCB发生后，宜继续投用冷再作为汽源的高压加热器，关闭该加热器正常疏水，同时打开至除氧器疏水，控制好加热器水位。FCB发生后，除氧器（或小汽机）对辅汽的需求快速增加，应加大冷再至辅汽的供应量，以保持辅汽母管压力。旁路及PCV阀控制要求FCB发生后（当时负荷大于30%），高压旁路快开，2-3秒后，快开方式结束，转入与锅炉燃烧率相关的压力控制。FCB发生后，低压旁路的控制从原先的跟踪模式，进入与高压旁路相匹配的压力控制方式，快速将蒸汽排入凝汽器。低旁压力设定值不宜过高，以免造成高压缸排汽温度升高。FCB发生后，一旦发生再热器超压，则再热器安全门快速动作，泄放多余蒸汽。对于采用调节型再热器安全门的机组，动作压力可以设置为锅炉燃烧率的函数，且应高于低压旁路的动作值。旁路减温喷水要及时动作，以防止超温。对于配置主蒸汽PCV阀的机组，FCB发生后，一旦超过设定的主蒸汽压力，PCV阀应快速开启。FCB复位条件当下列条件同时满足时FCB复位，退出FCB状态。锅炉负荷接近目标设定负荷且基本稳定，汽轮机带厂用电运行、维持3000rpm或者停机；主汽压力、主汽温度等主要参数在机组运行允许的范围内。FCB试验FCB适应性试验FCB实施前，宜进行相关FCB适应性试验，主要包括：1）凝结水泵自启动试验；2）给水泵小汽轮机汽源切换试验；3）冷再汽源高压加热器疏水切换试验；4）FCB相关控制回路的模拟仿真测试FCB动态试验FCB试验条件FCB动态试验前，应具备下列试验条件。机组联锁保护功能已正常投入。机组协调控制系统及主要子系统自动投入，控制品质满足DL/T657的要求。RB试验全部完成，RB回路已正常投入，满足DL/T1213的要求。汽轮机超速保护试验和甩负荷试验成功完成，满足DL/T656的要求。旁路具备全程自动控制功能，已在机组点火冲转、并网、带负荷、甩负荷等过程投入自动运行。电气励磁调节试验、厂用电切换试验完成，试验结果正常。柴油发电机自启动及带负荷试验正常。为适应FCB功能要求新增同期并网点的机组，已通过假同期试验、同期并网试验验证。FCB动态试验内容FCB动态试验分别进行不带厂用电和带厂用电两种方式的试验，先安排不带厂用电的试验。每种方式分别在50%Pn、100%Pn下进行试验，先安排低负荷试验，以降低试验风险。通过50%Pn的FCB试验，检查确认FCB相关回路的功能，必要时优化调整控制功能和参数设置。试验前机组负荷维持稳定运行10--20分钟左右。50%Pn不带厂用电FCB试验通过手动分闸发电机出口断路器，发变组与电网解列，触发FCB信号。如FCB成功，则继续维持汽轮机3000r/m15min以上。并应密切观察机组振动、汽轮机排汽温度、轴承温度和机组运行参数的变化。如FCB动作后有机组参数变化异常，应按风险预控措施处理。50%Pn带厂用电FCB试验通过手动分闸主变高压侧并网断路器，发变组与电网解列，触发FCB信号，机组自带厂用电运行。如机组带厂用电稳定运行，则继续维持机组带厂用电15min。并应密切观察发电机、主变及厂用母线电压、机组振动、汽轮机排汽温度、轴承温度和机组运行参数的变化。如FCB试验失败或FCB动作后机组参数变化异常，应按风险预控措施处理。100%PnFCB试验（不带厂用电和带厂用电）在90%额定负荷以上进行FCB正式试验，检验机组CCS、DEH、旁路等系统在FCB工况的控制能力。具体试验过程同50%PnFCB试验。试验记录FCB试验过程中，应对试验相关的主要参数的趋势曲线进行记录，包括FCB触发信号、机组负荷、主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、汽轮机转速、汽机调门指令、总燃料量、总风量、总给水量、主蒸汽流量、汽包水位（汽包锅炉）、中间点温度（直流锅炉）、炉膛压力、一次风压、氧量、过热汽温度、再热汽温度、除氧器水位、汽机高压旁路压力、汽机低压旁路压力等。汽机转速、OPC、汽机调门开度反馈等信号接入录波系统，带厂用电FCB试验时，还需增加电气主变高压侧电压、发电机机端电压、厂用高压母线电压等信号。试验过程应对与FCB试验相关的设备的运行状态与重要参数进行监视，如转速、电流、轴承温度等，记录变化峰值。试验过程趋势与试验结果经过整理后，按照附录A、附录B填写记录表。FCB验收FCB验收条件FCB各项试验内容全部完成。原则上以满负荷FCB动作后带厂用电的试验结果作为机组FCB功能的最终验收条件。FCB验收标准FCB验收应满足以下条件，即认为该项FCB试验合格：机组带厂用电稳定运行（或者维持3000rpm，或者实现停机不停炉）；除停机不停炉工况外，汽机转速能够较快的稳定。FCB发生后，机组动作过程自动完成；机组参数波动范围不危及机组和重要设备安全。FCB试验验收按照7.2的试验内容和要求完成试验，按照附录A、附录B填写记录表，并形成试验报告。

（资料性附录）

FCB动作过程中机组主要参数记录表表A.1FCB动作过程中机组主要热力参数记录表机组名称：电厂号机组FCB触发时间：FCB结束时间：重新并网时间：机组参数名称单位试验前数值FCB过程中

最大值FCB过程中

最小值FCB结束后

稳态值参数是否越限（参照运行规程）FCB触发后时间数值FCB触发后时间数值FCB触发后时间数值燃煤流量t/h总风量t/h总给水流量t/h有功功率MW汽轮机转速r/min炉膛压力Pa高旁压力MPa高旁出口温度℃低旁压力MPa低旁出口温度℃辅汽压力MPa主汽压力MPa再热蒸汽压力MPa汽包水位（汽包炉）mm主蒸汽温度℃再热蒸汽温度℃一次风压力Pa中间点温度（直流炉）℃氧量%除氧器水位mm凝结器水位mm凝结器真空kPa高压缸排汽温度℃汽机振动μm工作人员：记录人员：试验日期20年月日表A.2FCB动作过程中机组主要电气参数记录表机组名称：电厂号机组相别FCB前相电压有效值FCB后电压暂态过电压限值稳态电压波动限值是否满足限值要求暂态电压正峰值暂态电压负峰值暂态过电压倍数相电压最大有效值相电压最小有效值稳态相电压有效值主变高压侧电压（kV）ABC发电机机端电压（kV）ABC发电机机电流（A）ABC6kVA段进线电压（kV）ABC6kVB段进线电压（kV）ABC工作人员：记录人员：试验日期20年月日

（资料性附录）

机组总体FCB动作/试验情况一览表表B.1机组总体FCB动作/试验情况一览表机组名称FCB项目机组转速稳定时间最大转速值最小转速值是否成功50%FCB50%FCB带厂用电100%FCB100%FCB带厂用电备注中国电机工程学会标准《火电机组自动快速甩负荷技术规程》编制说明编制背景团体标准《火电机组自动快速甩负荷技术规程》（以下简称本《标准》）是根据中国电机工程学会《关于印发“中国电机工程学会2018年标准计划（第二批）”的通知》（电机咨［2018］247号）而编制的，由热工自动化专业技术委员会归口组织编写工作。本标准为首次制定版本。本标准制定的主要技术内容为：——规定了适用范围（见第1章）；——提出了规范性引用文件（见第2章）；——明确了本文件适用的术语和定义（见第3章）；——明确了本文件适用的缩略语（见第4章）；——提出了实现FCB功能的系统配置要求（见第5章）；——提出了实现FCB功能的控制要求（见第6章）——提出了FCB试验内容（见第7章）；——规定了FCB的验收条件及标准（见第8章）参加本《标准》制定工作的主要单位有：上海明华电力科技有限公司、华东电力设计院有限公司、广东电网公司电科院有限公司、上海外高桥第二发电有限公司。主要工作过程2019年3月，上海明华电力科技有限公司召集编写组成员召开了《火电机组自动快速甩负荷技术规程》编制工作组成立暨规程框架讨论会，会上对规程的框架结构和章节安排进行了具体的讨论。2019年8月，完成了初稿，并请各参编单位进行了修改。2019年11月，在修改版的基础上，在上海明华电力科技有限公司再次进行了讨论和修改。编制目的及要解决的问题制定本标准主要目的是规范FCB的功能设计和试验过程，为FCB功能实施提供指导。实施FCB是一个系统工程，对机组系统配置、控制功能等方面都提出了较高要求，是火电机组最难实现、风险最大的功能。由于FCB功能对网源两侧显而易见的益处，发电企业越来越重视FCB功能的实现，尝试进行FCB功能试验的机组也越来越多，所以非常有必要根据已成功实施FCB机组积累的经验，规范FCB的功能设计、试验过程，提出FCB功能实现应重点关注的环节，规避试验中的风险。采用国际标准和国外先进标准情况，与