CN112865175A - 一种垃圾发电厂的fcb运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾发电厂的FCB运行方法，包括步骤：1)将垃圾发电厂机组按照FCB运行要求进行设定；2)当配电网故障产生时，机组解列控制装置下发切机指令进入FCB运行状态；3)垃圾发电厂机组收到FCB启动信号后进入FCB运行状态；4)待电网故障排除进行孤岛运行再次并网。本发明一方面解决了垃圾发电厂所连接的电网发生故障时，瞬间甩掉全部对外供电负荷与外部电网解列，机组不停机，以此维持发电厂的自用电，待电网故障消除后，机组能自带厂用电负荷，快速有效地与外网并网，向系统供电；另一方面锅炉不熄火，有效解决了生活垃圾及时处理的民生问题。

Description

一种垃圾发电厂的FCB运行方法
技术领域
本发明属于垃圾发电技术领域，具体涉及一种垃圾发电厂的FCB运行方法。
背景技术
随着经济与社会的高速发展，国家大力倡导清洁、绿色环保发电，垃圾环保发电厂对于传统煤电而言，是兼顾发电与生活垃圾处理两大民生问题，因此，对机组高可靠性以及连续运行提出了更高的要求。但是，由于垃圾环保发电厂受容量限制，垃圾发电厂主要作为配电网负荷端电源。负荷端配电网供电可靠性相对于传统主电网供电可靠性较弱，易发生电网事故，当发电厂机组在电网事故时，机组参数将发生剧烈变化，由于厂用电消失，机组设备可能失控，极易扩大事故造成设备损坏。同时电厂在没有启动电源情况下只有被动等待电网恢复时才能启动，延长了电网恢复时间所以在电网事故状态下，如何提高电网的自愈能力，迅速恢复电网供电，保障发电厂厂用电供电，对电力系统尤其重要，由于垃圾发电厂厂用电占机组负荷的比率较高，故FCB(Fast Cut Back，快速减出力)功能的实现对垃圾环保发电厂越来越高的重视。
现有技术的缺陷和不足：
考虑到垃圾发电厂的装机容量较小且为配置在配电网负荷端电源。因负荷端配电网易发生故障，当垃圾发电厂所连接负荷端配电网出现故障后，一方面会造成机组参数发生剧烈变化，导致机组非正常停机，损害机组设备，并且会造成再次启动机组消耗大量燃料，造成巨大的经济损；另一方面易造成由于锅炉熄火导致垃圾不能及时处理的民生问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其目的是一方面解决了垃圾发电厂所连接的电网发生故障时，瞬间甩掉全部对外供电负荷与外部电网解列，机组不停机，以此维持发电厂的自用电，待电网故障消除后，机组能自带厂用电负荷，快速有效地与外网并网，向系统供电；另一方面锅炉不熄火，有效解决了生活垃圾及时处理的民生问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将垃圾发电厂机组按照FCB运行要求进行设定；
2)当配电网故障产生时，机组解列控制装置下发切机指令进入FCB运行状态；
3)垃圾发电厂机组收到FCB启动信号后进入FCB运行状态；
4)待电网故障排除进行孤岛运行再次并网。
本发明进一步的改进在于，步骤1)所述将垃圾发电厂机组按照FCB运行要求进行设定包括三个方面：a)垃圾发电厂机组采用三同期并列点设计；b)修改发电机保护的跳闸出口；c)垃圾发电厂机组中的各个设备按照FCB运行要求进行联锁。
本发明进一步的改进在于，步骤2所述当配电网故障产生时，机组解列控制装置下发切机指令进入FCB运行状态指的是当机组主变高压侧断路器THCB跳闸或主变低压侧断路器TLCB跳闸但发电机出口断路器在合闸位置，触发进入FCB工作状态；同时，在FCB运行时，密切监视DCS系统的高压缸排汽温度和TCS系统内汽机内部金属温度以及低压缸排汽压力、温度，避免高压排汽温度、系统内汽机内部金属温度以及低压缸排汽压力、温度高于机组为保证安全正常工作而根据机组状况确定的设定值，防止跳机停运。
本发明进一步的改进在于，步骤3所述垃圾发电厂机组收到FCB启动信号后进入FCB运行状态，垃圾发电厂机组控制系统DCS切除负荷自动控制模式，再将控制方式从定压控制切至频率控制方式，与此同时，垃圾发电机汽轮机高压侧旁路与低压侧旁路设置为定压控制状态，高压侧旁路以及低压侧旁路打开，发电负荷跟随厂用电负荷需求逐渐达到稳定状况。
本发明进一步的改进在于，频率控制方式的目标值是50Hz。
本发明进一步的改进在于，步骤4所述待电网故障排除进行孤岛运行再次并网指的是正常情况下垃圾发电厂机组并网通过发电机机端GCB断路器实现同期并网，当电网故障排除后，等待孤岛运行稳定后垃圾发电厂机组通过同期并列点2主变主变低压侧断路器TLCB实现同期并网或通过同期并列点3主变高压侧断路器THCB实现同期并网。
本发明进一步的改进在于，同期并列点1为发电机出口断路器GCB，同期并列点2为主变低压侧断路器TLCB，同期并列点3为主变高压侧断路器THCB。
本发明进一步的改进在于，将垃圾发电厂机组的发电机失步保护和发电机频率保护的发电机机端断路器GCB跳闸更改为主变低压侧断路器TLCB跳闸。
本发明进一步的改进在于，锅炉跳闸单方向联锁垃圾发电厂汽轮机跳闸，垃圾发电厂汽轮机跳闸双方向联锁发电机出口断路器GCB跳闸，主变压器低压侧断路器TLCB跳闸不联锁发电机出口断路器GCB跳闸，主变高压侧断路器THCB跳闸不联锁发电机出口断路器GCB跳闸，主变低压侧断路器TLCB跳闸联锁FCB启动模式，主变高压侧断路器THCB跳闸联锁FCB启动模式。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
由于垃圾发电厂的装机容量较小且配置区域为配电网负荷端。因负荷端配电网易发生故障，针对上述问题，本发明提出一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其能够使垃圾发电厂机组在外部电网故障发生时，瞬间甩掉全部对外供电负荷与外部电网解列进入孤岛运行，一方面解决了电网突发故障时机组参数发生剧烈变化，导致机组非正常停机，损害机组设备问题，并且降低了再次启动过程的燃料消耗而造成巨大的经济损失；在满足机组安全稳定运行同时，另一方面解决了垃圾能够及时得到处理的民生问题。
附图说明
图1为垃圾发电厂实现FCB功能的主接线示意图，包括发电机单元、发电机出口断路器GCB、10kV母线、10kV母线电压互感器PT02、主变低压侧断路器TLCB、进线电压互感器PT03、主变压器T、主变高压侧断路器THCB、35kV母线、35kV母线电压互感器PT04。发电机单元包括发电机、发电机机端电压互感器PT01以及发电机保护装置等，将发电机频率保护与发电机失步保护跳闸出口由发电机出口断路器GCB跳闸更改至主变低压侧断路器TLCB跳闸；发电机出口断路器GCB为同期并列点1，10kV母线电压互感器PT02与发电机机端电压互感器PT01提供同期并列点1所需同期并列电压；主变低压断路器为同期并列点2，10kV母线电压互感器PT02与进线电压互感器PT03提供同期并列点2所需同期并列电压；主变高压侧断路器为同期并列点3,10kV母线电压互感器PT02与35kV母线电压互感器PT04提供同期并列点3所需同期并列电压。
图2为垃圾发电厂实现FCB功能机组联锁逻辑示意图，包括锅炉跳闸、垃圾发电厂汽轮机跳闸、发电机出口断路器GCB跳闸、主变压器低压侧断路器TLCB跳闸、主变高压侧断路器THCB跳闸、FCB启动模式。联锁逻辑关系为锅炉跳闸单方向至垃圾发电厂汽轮机跳闸，垃圾发电厂汽轮机跳闸双方向至发电机出口断路器GCB跳闸，取消主变压器低压侧断路器TLCB跳闸双方向至发电机出口断路器GCB跳闸，取消主变高压侧断路器THCB跳闸双方向至发电机出口断路器GCB跳闸，主变低压侧断路器TLCB跳闸单方向至FCB启动模式，主变高压侧断路器THCB跳闸单方向至FCB启动模式。
图3为垃圾发电厂FCB启动逻辑模块示意图，包括主变低压侧断路器TLCB分闸位置、主变高压侧断路器THCB分闸位置、发电机出口断路器GCB合闸位置、或逻辑模块、与逻辑模块、FCB启动模式。主变低压侧短路器TLCB分闸位置和主变高压侧断路器THCB分闸位置通过或逻辑模块，再和发电机出口断路器合闸位置通过与逻辑模块到达FCB启动模式。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本发明提供的一种垃圾发电厂的FCB运行方法，包括以下步骤：
步骤1，将垃圾发电厂机组按照FCB运行要求进行设定包括三个方面：a)垃圾发电厂机组采用三同期点设计；b)修改发电机保护的跳闸出口；c)垃圾发电厂机组中的各个设备按照FCB运行要求进行联锁。
(1)垃圾发电机组采用三同期并列点设计：如图1所示，垃圾发电机组正常启动时，垃圾发电厂机组通过发电机出口断路器GCB(同期并列点1)实现与电网并网，若发生电网不稳定超限，情况一机组解列控制装置首先自动断开垃圾机组主变压器高压侧断路器THCB(同期并列点3)；情况二发电机相关保护装置断开垃圾机组主变低压侧断路器TLCB(同期并列点2)，此时，垃圾发电厂机组进入FCB运行状态。当系统故障排除后，机组需要从孤岛运行再并网，则需要通过合上燃气轮机主变压器TCB实现再并网过程。
(2)修改发电机保护的跳闸出口：如图1所示，常规的垃圾发电厂将发电机频率异常保护及失步保护的跳闸出口设定为垃圾发电厂发电机出口断路器GCB，但是这种设定无法满足FCB运行的要求，本发明中将发电机频率异常保护及失步保护的跳闸出口设定为垃圾发电厂主变压器低压侧出口断路器TLCB。
(3)将垃圾发电厂机组各个设备按照FCB运行要求进行联锁；如图2所示，锅炉跳闸时，垃圾机组的汽轮机跳闸；汽轮机跳闸时，发电机出口断路器GCB跳闸；发电出口断路器GCB跳闸时，汽轮机跳闸。垃圾发电厂机组主变压器高压侧断路器THCB跳闸或主变低压侧断路器跳闸时，垃圾发电厂机组快速减负荷至带厂用电作FCB运行。
步骤2，当配电网故障产生时，机组解列控制装置下发切机指令进入FCB运行状态指的是，如图3所示，当垃圾发电厂机组主变高压侧断路器THCB分闸位置或主变低压侧断路器TLCB分闸位置但发电机出口断路器GCB在合闸位置。同时，在FCB运行时，密切监视DCS系统的高压缸排汽温度，避免高压排汽温度、系统内汽机内部金属温度以及低压缸排汽压力、温度高于机组为保证安全正常工作而根据机组状况确定的设定值，防止跳机停运。
步骤3，垃圾发电厂机组收到FCB启动信号后进入FCB运行状态，垃圾发电厂机组控制系统DCS切除负荷自动控制模式，再将控制方式从定压控制切至频率控制方式(目标值50Hz)，与此同时，垃圾发电机汽轮机高压侧旁路与低压侧旁路设置为定压控制状态，高压侧旁路以及低压侧旁路打开，发电负荷跟随厂用电负荷需求逐渐达到稳定状况。
步骤4，待电网故障排除进行孤岛运行再次并网指的是如图1所示，正常情况下垃圾发电厂机组利用发电机单元电压互感器PT01采集电压与10kV母线上电压互感器PT02采集电压进行比较，通过发电机机端GCB断路器(同期并列点1)实现同期并网。当电网故障排除后，待垃圾发电厂机组孤岛运行稳定后，一种情况利用10kV母线上电压互感器PT02采集电压与主变低压侧进线电压互感器PT03采集电压比较，并通过主变低压断路器TLCB(同期并列点2)实现同期并网；另一种情况利用10kV母线上电压互感器PT02采集电压与35kV母线上电压互感器PT04采集电压比较，通过主变高压侧压断路器主变主变高压侧断路器THCB(同期并列点3)实现同期并网。

Claims (9)

1.一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将垃圾发电厂机组按照FCB运行要求进行设定；
2)当配电网故障产生时，机组解列控制装置下发切机指令进入FCB运行状态；
3)垃圾发电厂机组收到FCB启动信号后进入FCB运行状态；
4)待电网故障排除进行孤岛运行再次并网。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，步骤1)所述将垃圾发电厂机组按照FCB运行要求进行设定包括三个方面：a)垃圾发电厂机组采用三同期并列点设计；b)修改发电机保护的跳闸出口；c)垃圾发电厂机组中的各个设备按照FCB运行要求进行联锁。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，步骤2所述当配电网故障产生时，机组解列控制装置下发切机指令进入FCB运行状态指的是当机组主变高压侧断路器THCB跳闸或主变低压侧断路器TLCB跳闸但发电机出口断路器在合闸位置，触发进入FCB工作状态；同时，在FCB运行时，密切监视DCS系统的高压缸排汽温度和TCS系统内汽机内部金属温度以及低压缸排汽压力、温度，避免高压排汽温度、系统内汽机内部金属温度以及低压缸排汽压力、温度高于机组为保证安全正常工作而根据机组状况确定的设定值，防止跳机停运。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，步骤3所述垃圾发电厂机组收到FCB启动信号后进入FCB运行状态，垃圾发电厂机组控制系统DCS切除负荷自动控制模式，再将控制方式从定压控制切至频率控制方式，与此同时，垃圾发电机汽轮机高压侧旁路与低压侧旁路设置为定压控制状态，高压侧旁路以及低压侧旁路打开，发电负荷跟随厂用电负荷需求逐渐达到稳定状况。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，频率控制方式的目标值是50Hz。
6.根据权利要求2所述的一种垃圾发电厂的FCB运行方法，其特征在于，步骤4所述待电网故障排除进行孤岛运行再次并网指的是正常情况下垃圾发电厂机组并网通过发电机机端GCB断路器实现同期并网，当电网故障排除后，等待孤岛运行稳定后垃圾发电厂机组通过同期并列点2主变主变低压侧断路器TLCB实现同期并网或通过同期并列点3主变高压侧断路器THCB实现同期并网。
7.根据权利要求2所述的垃圾发电厂机组采用三同期并列点设计，其特征在于，同期并列点1为发电机出口断路器GCB，同期并列点2为主变低压侧断路器TLCB，同期并列点3为主变高压侧断路器THCB。
8.根据权利要求2所述的垃圾发电厂机组修改发电机保护跳闸出口，其特征在于，将垃圾发电厂机组的发电机失步保护和发电机频率保护的发电机机端断路器GCB跳闸更改为主变低压侧断路器TLCB跳闸。
9.根据权利要求2所述的垃圾发电厂机组中的各个设备按照FCB运行要求进行联锁，其特征在于，锅炉跳闸单方向联锁垃圾发电厂汽轮机跳闸，垃圾发电厂汽轮机跳闸双方向联锁发电机出口断路器GCB跳闸，主变压器低压侧断路器TLCB跳闸不联锁发电机出口断路器GCB跳闸，主变高压侧断路器THCB跳闸不联锁发电机出口断路器GCB跳闸，主变低压侧断路器TLCB跳闸联锁FCB启动模式，主变高压侧断路器THCB跳闸联锁FCB启动模式。
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