150MW机组一次调频试验报告.docx
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150MW机组一次调频试验报告
太阳纸业热电厂150MW机组
一次调频试验报告
(A版/0)
山东电力研究院
山东中实易通集团有限公司
2008年3月
工程代号
0710-6155
密级
一般
专业代号
608
目录号
02
参加工作单位:
山东电力研究院
山东中实易通集团有限公司
太阳纸业热电厂
工作人员:
李昌卫、仵华南、王国成
项目负责人:
李昌卫
工作时间:
2008年2月14日至2008年3月14日
编制:
审核:
批准:
1.试验简介
根据山东省调对参与电网一次调频机组的要求,2008年2月24日由山东中实易通股份有限公司进行了太阳纸业热电厂150MW机组各种工况下的一次调频功能试验,检查了太阳纸业热电厂150MW机组参与电网的一次调频特性。
太阳纸业热电厂150MW机组锅炉为无锡华光股份有限公司生产的超高压、一次中间再热锅炉;汽轮机由哈尔滨汽轮机厂设计生产超高压、双缸、中间再热、单轴、双分流、单抽、凝汽式汽轮机,汽轮机型号:
N150/C135—13.24/535/535/0.981;DCS采用上海新华技术控制有限公司的XDPS型分散控制系统。
超高压、双缸、中间再热、单轴、双分流、单抽、凝汽式汽轮机
燃烧器为四角布置,切向燃烧。
燃烧器设四层一次风喷口。
汽轮机型号:
N150/C135—13.24/535/535/0.981
额定转速:
3000r/min
额定功率:
135MW
最大功率:
157MW
主蒸汽阀前额定主蒸汽压力:
13.24MPa(a)
主蒸汽阀前主蒸汽温度:
535℃
主蒸汽额定流量(抽汽/冷凝):
467.88/459.61t/h
最大进汽量:
484t/h
再热蒸汽进汽阀前压力:
3.839/3.784MPa(a)
再热蒸汽进汽阀前温度:
535℃
额定再热蒸汽流量:
412.51/405.64t/h
调整工业抽汽流量:
额定:
80t/h最大:
160t/h
调整工业抽汽温度:
343.7℃(经减温后为270℃)
排汽压力:
4.9/5.1KPa
调整工业抽汽压力:
0.981MPa(a)
额定工况下热耗:
7468.5/8224.7KJ/KW.h
额定工况下汽耗:
3.466/3.064Kg/KW.h
额定给水温度:
248.1℃
冷却水温度:
20/33℃
回热级数:
共七级(二高、四低、一除氧)
级数:
1C+5P+10P+2*6P(28级)
2.编写依据
《山东电网机(厂)网协调技术要求》调技〔2007〕8号
《山东电力热工技术监督工作规定》2002年5月
3.一次调频逻辑及试验方法
3.1控制方式
机组一次调频控制方式为DEH+CCS,即DEH内汽轮机转速与额定转速之差通过函数计算后直接动作调门(DEH在非功率控制方式时);CCS进行补偿调整,保证机组负荷满足电网要求。
3.2DEH内的一次调频逻辑
在机组负荷(蒸汽流量)250T/H~450T/H的范围内允许投入一次调频。
有关参数如下:
一次调频死区:
±2r/min
系统速度变动率:
一次调频最大负荷变化幅度为额定负荷的±10%=15MW
一次调频负荷(蒸汽流量)下限:
250T/H
一次调频负荷(蒸汽流量)上限:
450T/H
3.3CCS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。
3.4一次调频曲线设定
根据《山东电网机(厂)网协调技术要求》(调技〔2007〕8号)要求,本机组一次调频负荷补偿曲线设置如下图所示。
4.试验步骤
4.1一次调频相关被测量信号正确可靠。
包括:
机组转速、机组负荷、主汽压力、炉膛压力、汽包水位、各调门开度、总调门指令、主汽温度。
4.2上述参数在DCS历史数据库的设置正确。
4.3DEH手动方式
确认机组处于DEH手动方式,锅炉主控手动,其它各系统自动投入,机组负荷在中间值(70%-90%额定负荷),检查一次调频动作情况。
4.3.1模拟改变汽机转速为2983r/min检查一次调频动作情况,记录机组各主参数(改变前后机组负荷、转速定值、转速值、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)。
4.3.2待机组稳定后,将转速恢复到3000r/min检查一次调频动作情况,记录机组各主参数(改变前后机组负荷、转速定值、转速值、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)。
4.4DEH功率控制方式
确认机组处于DEH功率控制方式,其它各系统自动投入,机组负荷在中间值(70%-90%额定负荷),检查一次调频动作情况。
4.4.1模拟改变汽机转速为2983r/min检查一次调频动作情况,记录机组各主参数(改变前后机组负荷、转速定值、转速值、速度级压力、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)。
4.4.2待机组稳定后,将转速恢复到3000r/min检查一次调频动作情况,记录机组各主参数(改变前后机组负荷、转速定值、转速值、速度级压力、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)。
4.5CCS控制方式
确认机组处于CCS控制方式,其它各系统自动投入,机组负荷在中间值(70%-90%额定负荷),检查一次调频动作情况。
4.5.1模拟改变汽机转速在2983r/min检查一次调频动作情况,记录机组各主参数(改变前后机组负荷、转速定值、转速值、速度级压力、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)。
4.5.2待机组稳定后,将转速定值恢复到3000r/min检查一次调频动作情况,记录机组各主参数(改变前后机组负荷、转速定值、转速值、速度级压力、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)。
5.数据记录及分析
5.1试验数据记录
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频试验数据记录表1
DEH手动、燃料控制手动:
参数
扰动前
扰动后2秒
扰动后
(50秒)
单位
转速
3000
2983
2983
r/min
转速定值
3000
3000
3000
r/min
机组负荷
85.77
91.03
95.66
MW
#1调门行程
33.36
37.53
37.72
%
汽包水位
31.99
31.14
24.56
mm
主汽压力
12.1
12.1
12.01
MPa
主汽温度
518.4
518.4
519.02
℃
抽汽压力
0.97
0.97
0.98
MPa
炉膛压力
-31
-30
-29
Pa
备注:
汽机调门动作迅速,负荷响应时间小于3秒;压力变化0.1MPa;负荷变化9.9MW。
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频试验数据记录表2
DEH手动、燃料控制手动:
参数
扰动前
扰动后2秒
扰动后
(50秒)
单位
转速
2983
3000
3000
r/min
转速定值
3000
3000
3000
r/min
机组负荷
96.75
96.58
85.39
MW
#1调门行程
37.49
32.41
33.37
%
汽包水位
12.97
17.23
-5.68
mm
主汽压力
11.72
11.72
11.78
MPa
主汽温度
535
535
535
℃
抽汽压力
0.97
0.97
0.96
MPa
炉膛压力
-38
-38
-52
Pa
备注:
汽机调门动作迅速,负荷响应时间小于3秒;压力变化0.06MPa;负荷变化10.3MW。
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频试验数据记录表3
DEH功率控制方式、燃料控制手动:
参数
扰动前
扰动后2秒
扰动后
(50秒)
单位
转速
3000
2983
2983
r/min
转速定值
3000
3000
3000
r/min
机组负荷
84.6
89.2
99.6
MW
#1调门行程
33.56
42.49
41.58
%
汽包水位
34.21
39.59
38.29
mm
主汽压力
11.97
11.97
11.47
MPa
主汽温度
521
521
521
℃
抽汽压力
0.97
0.97
0.98
MPa
炉膛压力
-36
-46
-30
Pa
备注:
汽机调门动作迅速,负荷响应时间小于3秒;压力变化0.5MPa;负荷变化15MW。
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频试验数据记录表4
DEH功率控制方式、燃料控制手动:
参数
扰动前
扰动后2秒
扰动后
(50秒)
单位
转速
2983
3000
3000
r/min
转速定值
3000
3000
3000
r/min
机组负荷
99.0
90.9
83.4
MW
#1调门行程
40.81
32.57
33.39
%
汽包水位
18.8
20.9
-2.4
mm
主汽压力
11.47
11.47
11.87
MPa
主汽温度
535
535
534
℃
炉膛压力
-26
-24
-55
Pa
抽汽压力
0.98
0.98
0.96
MPa
备注:
汽机调门动作迅速,负荷响应时间小于3秒;压力变化0.4MPa;负荷变化15.6MW。
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频试验数据记录表5
协调控制:
参数
扰动前
扰动后2秒
扰动后
(50秒)
单位
转速
3000
2983
2983
r/min
转速定值
3000
3000
3000
r/min
机组负荷
90.17
98.32
107.81
MW
#1调门行程
33.36
38.1
39.75
%
汽包水位
45
45
18
mm
主汽压力
14.19
14.34
14.6
MPa
主汽温度
24.12
21.45
35.69
℃
抽汽压力
0.97
0.97
0.97
MPa
炉膛压力
-44
-43
-50
Pa
备注:
汽机调门动作迅速,负荷响应时间小于3秒;压力变化0.4MPa;1min内负荷变化17.6MW。
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频试验数据记录表6
协调控制:
参数
扰动前
扰动后2秒
扰动后
(50秒)
单位
转速
2983
3000
3000
r/min
转速定值
3000
3000
3000
r/min
机组负荷
104.99
102.3
86.84
MW
#1调门行程
38.19
32.42
32.75
%
汽包水位
16.69
16.69
-5.11
mm
主汽压力
12.01
12.01
12.29
MPa
主汽温度
527.7
527.7
528.7
℃
抽汽压力
0.96
0.96
0.97
MPa
炉膛压力
-15
-17
-38
Pa
备注:
汽机调门动作迅速,负荷响应时间小于3秒;压力变化0.28MPa;1min内负荷变化18.1MW。
试验过程中各参数的变化曲线见附页
5.2试验数据分析
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频参数按照《山东电网机(厂)网协调技术要求》(调技〔2007〕8号)要求设置,机组转速不等率为5%,一次调频死区为±2rpm(0.034Hz),一次调频的负荷变化幅度为15MW(等于额定负荷150MW*10%),以上参数设置满足《山东电网机(厂)网协调技术要求》(调技〔2007〕8号)的要求。
机组热态试验在单阀方式下共进行3种运行方式6个试验,其中包括:
DEH手动、DEH功率控制方式和协调控制方式,分别通过模拟改变转速值进行增减负荷试验。
记录的数据记录和曲线可以看出:
●DEH手动方式,机组功率控制为开环调节,只能使机组负荷改变大致相当的负荷,但不能保证负荷准确满足条件。
在机组转速偏差为17r/min时,机组调门动作迅速,负荷反应的延迟时间小于3s,在1min内负荷达到机组应补偿的负荷量10MW左右,因为机组运行压力离额定压力偏差较大,机组应补偿的负荷量偏差较大,主汽压力变化较大为0.4MPa左右,炉膛压力变化较小,机组运行稳定。
●机组投入协调控制进行了17rpm转速偏差试验,负荷实行闭环控制,同时燃烧调节进行燃料调整。
调门指令和各调门开度由DEH侧的作用快速变化,延迟时间满足3秒要求,在1min内负荷能达到调整要求。
各主要参数稳定,基本满足运行要求。
6.结论
太阳纸业热电厂150MW机组一次调频功能能满足《山东电网机(厂)网协调技术要求》(调技〔2007〕8号)规定的各参数要求,机组运行稳定。
附曲线:
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- 150 MW 机组 一次 调频 试验报告