1000MW机组经过热网系统的改造后,需要更大的抽汽量被供热使用,低压缸负荷调节幅度及响应速度降低,导致机组响应一次调频能力减弱。结合电厂实际运行情况,对供热调门进行适当优化,作为一次调频能力的补充手段,为机组安全经济运行提供了保障。
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原文发表于《上海节能》 2019年第8期,标题为:浅析1000MW机组供热一次调频控制应用
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作者:韩岗 陈梁 徐晓辉 上海上电漕泾发电有限公司
0 前言
上海漕泾发电有限公司(以下简称“漕泾电厂”)位于上海化工区西侧,装机容量为2×1 000MW超超临界压力机组,锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的SG-2956/27.46-M534超超临界压力的直流锅炉,汽轮机为上海汽轮机厂生产的单轴四缸四排汽凝汽式汽轮发电机组。为减少节流损失,机组采用CTF运行方式,即滑压运行。随着漕泾化工区内拜耳、巴斯夫、英国石油化工等数十家大型跨国化工企业的入驻,用热需求不断增加。为了开拓供热市场,漕泾电厂对供热系统进行了改造。由于汽机抽汽蓄热的使用,供热抽汽量增大时,调频阀位指令能得到更大的高中压缸调频负荷,但低压缸负荷调节幅度及响应速度降低,不利于机组一次调频功能对负荷需求的快速有效响应,尤其是机组#0抽汽改造完成后,导致原设计的汽轮机补汽阀一次调频加负荷功能与#0抽汽供热不能同时使用。
图1 供热系统改造图
1 供热系统简介
漕泾电厂在克服各项边界条件的限制后完成了供热系统的综合改造,使两台机组都具备抽汽供热系统。抽气供热分为高压抽汽供热和中压抽汽供热系统,分别引至高压供汽管网及中压供汽管网。为了保证机组在低负荷情况下能安全、稳定对外进行高压供热,从汽轮机补气阀前将蒸汽引出经减温减压后作为高压供热汽源的补充。供热系统示意图见图1。
2 供热系统参与调频方案设计
2.1 过载补汽阀的适时投用
漕泾电厂完成#0抽汽供热改造并投用供热后,如果汽轮机过载补汽阀打开,主蒸汽会直接进入到#0抽汽供热管道,导致供热蒸汽超温超压,影响供汽品质。因此,在#0抽汽供热投用情况下,对补汽阀进行闭锁,导致机组在此工况下一次调频的部分功能缺失。在#0抽汽不投用的情况下,可以重新投用补汽阀参与一次调频。
2.2 供热系统快速加负荷的方案设计
上海市一次调频考核主要判断在60秒内机组能够贡献的积分电量增值。在此情况下,可利用机组发电过程中存储于热力系统中的能量补充燃料响应的惯性和迟延。燃料量调节负荷存在大惯性大迟延,而利用机组热网具有的蓄热能量,当电网出现低频故障时,借助前馈控制快速、准确的优点,快速关小高压或中压供热调门的方式来响应一次调频动作,利用减少汽轮机的抽汽量,为机组贡献负荷。同时由于供热管网的蓄热作用,关小供热调压阀门短时间内对热网影响不大。一般情况下,一次调频发生的持续时间较短,这段时间内减少抽汽量对整个供热系统的压力和温度的影响不大,从而实现机组的供热系统蒸汽参数在热网许可的变化范围内,进行抽汽供热参与一次调频。