50 MW水煤漿機組電網(wǎng)黑啟動(dòng)實(shí)踐和改進(jìn)

實(shí)用節能技術(shù)50MW水煤漿機組電網(wǎng)黑啟動(dòng)實(shí)踐和改進(jìn)林廣武(汕特萬(wàn)豐熱電有限公司,廣東汕頭515064)摘要:“黑啟動(dòng)”是電網(wǎng)機組啟動(dòng)的一種特殊而重要的方式。介紹了50MW水煤漿機組首次電網(wǎng)黑啟動(dòng)實(shí)踐,對水煤漿機組通過(guò)黑啟動(dòng)演習暴露出來(lái)的問(wèn)題提出解決對策,相關(guān)問(wèn)題的妥當解決可以使水煤漿杋組成為真正意義的實(shí)現黑啟動(dòng)機組關(guān)鍵詞:水煤漿機組;黑啟動(dòng);作用;經(jīng)驗體會(huì )中圖分類(lèi)號:TQ534.4;TM732文獻標識碼:A文章編號:1004-3950(2007)03-0064-04Practice and improvement on black start of 50 Mwcoal water mixture unitLIN Guang-wuAbstract: Black start is a kind of special and important way of starting electric unit. The first black start test of 50 Mwcoal water mixture( CWM)unit was introduced. Solutions on the problems of CWM unit revealed through the blackstart test were given, which could make CWM unit realize the true meaning of black start unit.Key words: coal water mixture( CWM)unit; black start; function; experience1電網(wǎng)黑啟動(dòng)的重要意義2水煤漿機組的特點(diǎn)及在黑啟動(dòng)中的作用所謂電網(wǎng)“黑啟動(dòng)”是指整個(gè)電網(wǎng)因故障崩近年來(lái),為應對國際燃油價(jià)格上漲,降低生產(chǎn)潰停運后處于全“黑”狀態(tài)情況下,通過(guò)電網(wǎng)中具成本,許多電廠(chǎng)將燃油鍋爐改造為燃料成本相對有自啟動(dòng)能力機組的啟動(dòng)或外來(lái)電源,帶動(dòng)無(wú)自便宜的水煤漿鍋爐,由此產(chǎn)生了一批水煤漿機啟動(dòng)能力的機組,逐步恢復電網(wǎng)的運行和對停電組——介于燃煤和燃油之間的一類(lèi),其中以50的客戶(hù)恢復供電,最終實(shí)現整個(gè)電網(wǎng)的恢復。黑MW機組最多。水煤漿是20世紀70年代初出現啟動(dòng)成功的關(guān)鍵是電源點(diǎn)的啟動(dòng)。顯然電網(wǎng)黑啟的一種新型煤基流體低污染代油燃料,簡(jiǎn)寫(xiě)為動(dòng)的意義是縮短停電時(shí)間,最大限度減少大面積CWM( Coal Water Mixture)或CWF( Coal Water停電造成的經(jīng)濟損失。黑啟動(dòng)通常的方法是由人Fuel),它是由一定細度的煤粉,與30%左右的水工制動(dòng)的柴油發(fā)電機組啟動(dòng)燃汽輪機組或小水電混和,并加入1%左右的添加劑制成。水煤漿可機組,再去啟動(dòng)大機組,分片區或分層來(lái)實(shí)現黑啟代油燃燒,具有低污染、高效、節能、運行成本低的動(dòng),達到目標電網(wǎng)黑啟動(dòng)成功,最終實(shí)現整個(gè)電網(wǎng)突出優(yōu)點(diǎn)。目前電站鍋爐燃燒效率均在90%以恢復供電。然而近兩年來(lái)燃油價(jià)格的大幅上漲使上,與煤粉爐相當。精煤水煤漿含灰分低,鍋爐受?chē)鴥却蟛糠秩加湾仩t機組被迫停運,給許多地方熱面磨損低于燃煤,維修費用低。另外不需爐前黑啟動(dòng)電源的選擇帶來(lái)了很大的困難,筆者推薦備輸煤系統和備煤場(chǎng),排灰渣場(chǎng)占地僅為燃煤的種新的黑啟動(dòng)機組——水煤漿機組,并介紹這1/4。2001年我廠(chǎng)率先對一臺20th的燃油電種機組在電網(wǎng)黑啟動(dòng)中采取的技術(shù)措施及一些經(jīng)站鍋爐進(jìn)行改燒水煤漿改造并取得成功,由此產(chǎn)驗體會(huì )。生了全國第一臺水煤漿電站鍋爐。收稿日期:2007-02-06作者簡(jiǎn)介:林廣武(1971-),男,廣東汕頭人,總工程師「實(shí)用節能技術(shù)水煤漿的流動(dòng)特性與重油比較接近,鍋爐輔后點(diǎn)燃重油槍,穩燃一段時(shí)間后,當負荷達到額定助設備與燃油鍋爐機組的輔助設備比較,主要差負荷的40%~50%,爐膛溫度達700~800℃時(shí),別是一級重油泵改為一級輸漿泵加一級供漿泵并再點(diǎn)燃下層對角一次風(fēng)里的水煤漿槍,待燃燒穩增加一個(gè)攪拌器,廠(chǎng)用電增加不大。一臺50MW定后增加水煤漿槍,保持燃燒穩定的水煤漿機組的廠(chǎng)用電在2000kW至2500kW(2)保持合理的配風(fēng)并及時(shí)調整氧量。配風(fēng)之間,大大少于同功率的燃煤機組。另一方面和氧量控制合理是鍋爐穩定著(zhù)火燃燒成功的關(guān)般300MW機組的廠(chǎng)用電大約為15MW,一臺50鍵。水煤漿因含有35%左右的水分,使燃燒前期MW的水煤漿機組發(fā)出的電完全能夠滿(mǎn)足一臺需要更多的熱量來(lái)蒸發(fā)這些水分,因此,在配風(fēng)上300MW機組啟動(dòng)的需要。這些特點(diǎn)使50MW水一次風(fēng)率較低,以確?？焖俜€定著(zhù)火。一般要求煤漿機組完全可以在電網(wǎng)黑啟動(dòng)中發(fā)揮重要作各層一次風(fēng)開(kāi)度20%~30%,二次風(fēng)在燃燒穩定用,特別是在當前大量燃油電廠(chǎng)停運的情況下。后開(kāi)度80%-90%,中心風(fēng)開(kāi)度10%左右在電網(wǎng)瓦解時(shí),只要有2500kW左右的外電源送(3)調整漿槍的正確位置、保證合理的著(zhù)火人,50MW的水煤漿機組就能啟動(dòng),為300MW機點(diǎn)。水煤漿燃燒著(zhù)火距離的確定既要保證水煤漿組的啟動(dòng)送去足夠的電源,從而實(shí)現電網(wǎng)系統的快速著(zhù)火和穩定燃燒,又不能使燃燒太靠近燃燒重建。如果裝備一臺容量足夠的備用柴油機組,器噴嘴,以免燒壞,所以水煤漿著(zhù)火點(diǎn)控制在離燃50MW水煤漿機組完全可以進(jìn)行獨立的黑啟動(dòng)。燒器噴嘴200~300mm比較合適。對于廠(chǎng)用電主電源取自發(fā)電機出口的50(4)漿壓、霧化汽壓的合理匹配。水煤漿燃MW水煤漿機組,當電網(wǎng)瓦解導致機組解列時(shí),還燒時(shí),漿壓與汽壓主要影響水煤漿的霧化質(zhì)量,從存在不停機自帶廠(chǎng)用電低負荷運行的可能。這時(shí)而影響燃燒工況,一般按漿壓比汽壓低0.1MP候廠(chǎng)用電并不會(huì )消失,只要運行人員迅速調整鍋左右來(lái)控制,一般規定每支槍漿壓約1.0~1.1爐出力和汽機轉速,并盡可能啟動(dòng)更多的輔助設MPa,汽壓約1.1-1.2MPa備,提高廠(chǎng)用電量,就可以實(shí)現不停機停爐,等待(5)調整水煤漿燃燒時(shí)的火炬。燃燒水煤漿調度命令重新并網(wǎng),為大電廠(chǎng)送去廠(chǎng)用電?；鹧嬉娱L(cháng),必須保持火焰有一定的剛性,這樣才3水煤漿機組黑啟動(dòng)實(shí)踐和技術(shù)對策能保證燃燒后期氣流有足夠的擾動(dòng)提髙煤粉燃盡率,減少飛灰含碳量,調整方法可通過(guò)調整一二次2005年6月17日,筆者所在電廠(chǎng)一臺50風(fēng)配比,提高二次風(fēng)的風(fēng)速同時(shí)要避免燃燒火炬MW水煤漿機組參與廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局組沖墻,使爐墻結焦。所以四角配風(fēng)應均勻平衡,同織的一次電網(wǎng)黑啟動(dòng)演習,通過(guò)這次演習我們在時(shí)保證下二次風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)量,使燃燒穩定。取得一些經(jīng)驗的同時(shí),發(fā)現了50MW水煤漿機組采取以上措施后,水煤漿鍋爐能在40%低負實(shí)現黑啟動(dòng)必須解決的一些問(wèn)題。有一些問(wèn)題如荷下實(shí)現全燒水煤漿,保證穩定著(zhù)火燃燒,可以滿(mǎn)果沒(méi)有解決好,不但會(huì )影響黑啟動(dòng),而且可能導致足機組黑啟動(dòng)過(guò)程中的要求。嚴重的設備事故。3.2部分重要電機的電源問(wèn)題3.1啟動(dòng)過(guò)程鍋爐燃燒的穩定問(wèn)題機組解列后,如果無(wú)法實(shí)現機組自帶廠(chǎng)用電水煤漿含35%左右水分,熱值約為19228運行,則除了直流電源外,所有的交流電源消失kJ/kg,只及重油熱值的一半(重油約為但有些交流電動(dòng)機斷電的時(shí)間不能太長(cháng),這些電40090kJ/kg),所以水煤漿的燃燒特性不僅與重機包括:油有很大的差別,而且遠比重油難著(zhù)火和燃燒,特(1)盤(pán)車(chē)電機別是啟動(dòng)過(guò)程中穩定性相對較差,鍋爐出力容易機組停運后,汽輪機轉子由于慣性會(huì )繼續轉波動(dòng),這對黑啟動(dòng)過(guò)程中系統的穩定很不利。動(dòng)20-30min后才能停止,停止時(shí)必須投上連續為保證水煤漿鍋爐在黑啟動(dòng)過(guò)程中燃燒穩盤(pán)車(chē)(電源為交流380V),使轉子受熱均勻,否則定,采取如下技術(shù)措施:容易導致大軸彎曲,因此必須有備用交流電源(1)鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火方式。點(diǎn)火時(shí)先用高能點(diǎn)(380V)供盤(pán)車(chē)使用。萬(wàn)一無(wú)法及時(shí)投入連續盤(pán)火油槍點(diǎn)燃四角下二次風(fēng)口中的四支輕油槍,然車(chē),應當進(jìn)行機械盤(pán)車(chē),待有電源時(shí)再投入連續盤(pán)氰訴黑42007年第3期-65實(shí)用節能技術(shù)車(chē),并確認大軸晃動(dòng)度及盤(pán)車(chē)電流合格時(shí)才能進(jìn)期并網(wǎng),然后啟動(dòng)更多的附屬設備,如多開(kāi)一臺循行沖轉。環(huán)水泵,提高給水泵出力并打開(kāi)再循環(huán)水門(mén)等,以(2)頂軸油泵增加用電負荷,穩定系統。高壓頂軸油泵的作用是汽機啟停過(guò)程中,在(5)應密切監視發(fā)電機端電壓,根據電壓變連續盤(pán)車(chē)投入運行正常前將大軸頂離軸頸處強制化及時(shí)調節勵磁電流。為實(shí)現快速調壓,并網(wǎng)后形成油膜,避免大軸與軸瓦發(fā)生摩擦,待連續盤(pán)車(chē)應將勵磁方式從手動(dòng)通道調節切至自動(dòng)通道。啟動(dòng)正常后,退出運行。因此在廠(chǎng)用電消失后同3.4防止機組超速問(wèn)題樣必須為頂軸油泵提供備用電源。小系統周波上升、甩負荷、機組解列等會(huì )導致(3)潤滑油泵和密封油泵機組轉速上升甚至飛車(chē),在黑啟動(dòng)過(guò)程應密切監只要汽輪機的大軸還在轉動(dòng),潤滑油的供應視機組的轉速。當周波上升,導致轉速上升,振動(dòng)就不能中斷。對于氫冷發(fā)電機來(lái)說(shuō),氫側密封油增大時(shí),應通過(guò)降負荷降低轉速,若振動(dòng)超過(guò)上限泵和空側密封油泵的供應無(wú)論如何是不能中斷(50MW機組為5絲)或汽機轉速超過(guò)上限的。一般來(lái)說(shuō)電廠(chǎng)的潤滑油泵和密封油泵都設置(330m/min)則應緊急停機。交直流兩種,廠(chǎng)用電消失時(shí)可馬上投入直流油泵。3.5防止主變的過(guò)勵磁問(wèn)題但畢竟一般電廠(chǎng)的直流電源是有限的,直流油泵變壓器的工作磁通與電壓成正比,而與頻率不可能維持較長(cháng)時(shí)間的運行,交流油泵的電源也成反比,相對于變壓器額定值的電壓升高和頻率應盡快投入。降低,將導致變壓器鐵芯嚴重飽和,損耗增大,即除上述幾種重要電機外,電廠(chǎng)還有一些重要產(chǎn)生了過(guò)勵磁。過(guò)勵磁電流為非正弦波形,有大的熱工儀表和控制系統是不能停電的,如汽機和量的高次諧波分量,其在鐵芯產(chǎn)生的熱效應遠大鍋爐的熱工設備,在廠(chǎng)用電消失后應馬上投入備于基波電流,對變壓器有較大的破壞性。在黑啟用電源。動(dòng)過(guò)程中可能產(chǎn)生主變過(guò)勵磁的情況有:1)發(fā)為解決以上設備的備用電源問(wèn)題,可以安裝電機變壓器組在與系統并列之前,由于誤操作臺備用柴油機,對于50MW的機組來(lái)說(shuō),出力使勵磁電流過(guò)大或自動(dòng)調節通道故障會(huì )導致過(guò)為150kW即能滿(mǎn)足。如果備用柴油機出力能達勵磁;2)發(fā)電機啟動(dòng)過(guò)程中低轉速運轉時(shí),發(fā)電到2500kW,則可滿(mǎn)足一臺50MW水煤漿機組啟機電壓升高過(guò)快而產(chǎn)生低頻過(guò)勵磁;3)發(fā)變組動(dòng)的用電,從而實(shí)現獨立黑啟動(dòng)。并網(wǎng)人系統時(shí)產(chǎn)生鐵磁諧振而產(chǎn)生過(guò)電壓勵3.3啟動(dòng)過(guò)程電壓和周波的穩定問(wèn)題磁。在這三種情況中,前兩種只要指揮得當,工小系統的電壓和周波的波動(dòng)較大,在黑啟動(dòng)作人員精心操作是完全可以避免的,而第三種過(guò)程中,容易發(fā)生震蕩,對已運行的電廠(chǎng)輔助設備情況就較難預防。目前許多50MW機組電廠(chǎng)沒(méi)和發(fā)電機組的穩定和安全的影響較大,因此,在機有對主變設置過(guò)勵磁保護,要真正成為黑啟動(dòng)組啟動(dòng)過(guò)程中盡可能穩定電壓和周波至關(guān)重要。機組,最好要增加一套這樣的保護,特別是對投1)負荷的提增與機組出力的提升應保持同產(chǎn)較久的主變。步。這就要求在電廠(chǎng)內部、電廠(chǎng)與電廠(chǎng)及調度之3.6防止發(fā)電機失磁保護誤動(dòng)的問(wèn)題間做好溝通工作。失磁保護是在勵磁電流消失或下降到整定值(2)電廠(chǎng)在開(kāi)機過(guò)程中盡可能先啟動(dòng)大功率時(shí)關(guān)閉主汽門(mén)并解列機組,以避免發(fā)電機失磁狀電動(dòng)機,后啟動(dòng)小功率電動(dòng)機,減少由于大功率電態(tài)下對系統及自身安全的影響。失磁保護的核心動(dòng)機啟動(dòng)電流過(guò)大,對已運行小功率電動(dòng)機的原件是阻抗繼電器,按其動(dòng)作原理,阻抗繼電器不影響。止在發(fā)電機失磁的情況下動(dòng)作,發(fā)電機只要測得(3)減少各電動(dòng)機的啟動(dòng)電流,如采用星三機端阻抗在第四象限(即無(wú)功倒送的情況)并達角啟動(dòng)。對于大功率的電動(dòng)機,應盡可能進(jìn)行變到整定值就會(huì )動(dòng)作。頻改造,既節能又可實(shí)現零電流啟動(dòng),減輕啟動(dòng)時(shí)在黑啟動(dòng)過(guò)程中由操作或故障等原因引起小對系統的沖擊。系統振蕩,或發(fā)電機組對長(cháng)線(xiàn)路充電(這時(shí)發(fā)電4)機組升至額定電壓后應與廠(chǎng)用電進(jìn)行同機呈現容性負載)會(huì )導致阻抗繼電器啟動(dòng)條件的實(shí)用節能技術(shù)滿(mǎn)足。因此,參與黑啟動(dòng)機組的失磁保護應當有和氣化的理論與應用技術(shù)[M],浙江:浙江大學(xué)出定的閉鎖措施。發(fā)電機對長(cháng)線(xiàn)路充電時(shí),呈機版社,199端阻抗下移第四象限,但定子電壓不會(huì )降低,可用[2 CEN Ke-. The recent development of CWS combus定子低電壓元件進(jìn)行閉鎖;對短路故障以及由此tion technology in china[ J]. IEA-CLM WORKSHOP引起的振蕩可加負序電壓或負序電流原件進(jìn)行閉1994,94:333-342.[3] LIU Jian-zhong. Researches on the aerodynamic char-鎖,對系統振蕩可加大于系統振蕩周期的延時(shí)實(shí)acteristics of Cws tangentially arranged burners in util-現閉鎖。ity boilers[C]. 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