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1、 国电宝鸡第二发电厂2660MW扩建工程五号机组一次调频试验调试报告批 准： 陈 禄审 核： 王 飞编 写： 周松国西北电力建设调试施工研究所二零一一年三月报告名称：国电宝鸡第二发电厂2660MW扩建工程五号机组一次调频试验调试报告出版日期：2011年03月保管年限：长期 密 级：一般调试负责人：周松国、王 飞 试验地点：国电宝鸡第二发电厂 参加试验人员：周松国、王 飞、冯 茂、寇 涛、何 亮、蒋勇等参加试验单位：西北电力建设调试施工研究所、国电科学技术研究院调试所、西北电力建设第一工程公司、国电宝鸡发电有限责任公司、西北电力设计院、西北电力建设工程监理有限责任公司、北京国电智深控制技术有限公
2、司等试验日期：2010年12月2011年03月目 录1. 概述2. 试验条件3. 系统设计及试验方法4. 试验时记录的主要参数5. 试验步骤6. 调试过程7. 评价8. 存在问题及建议 1 概述1.1 汽轮机系统简介国电宝鸡第二发电厂2660MW扩建工程五号机组汽轮机是上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂生产的NJK660-24.3/566/566型660MW超临界中间再热三缸四排汽间接空冷凝汽式汽轮机。本汽轮机为新型的超临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、海勒空冷凝汽式汽轮机。本汽轮机的高中压部分采用合缸结构。高压通流部分采用高效的顺流布置，并与中压通流部分的流向相反，低压通流部分采用双流
3、反向布置。额定功率660 MW（THA工况）,最大功率691.251MW（VWO工况）。机组有2个主汽门、4个高压调门、2个中压汽门、4个中压调门，机组运行时中压调门全开，高压调门参与负荷调整。本机共设有7级回热抽汽，分别供3台高加、1台除氧器和3台低加使用，除氧器采用滑压运行，各级加热器疏水采用逐级自流。机组高压转子有一个单列调节级和11个压力级；中压转子有8个压力级；低压转子有27个压力级。机组的基本参数见表1。表1 机组基本参数参数名称参数值参数名称参数值额定工况功率660MW最大工况功率691.251MW主蒸汽额定流量1955.226t/h主蒸汽最大流量2066.217t/h主蒸汽额定
4、压力24.3MPa主蒸汽额定温度566再热蒸汽额定压力4.119MPa再热蒸汽额定温度566低压缸排汽压力(背压)11kPa额定转速3000r/min 最终给水温度278.3热耗率7951.4kJ/kWh1.2 控制系统简介国电宝鸡第二发电厂2660MW扩建工程DCS系统采用北京国电智深控制技术有限公司的EDPF-NT+控制系统；硬件设备包括工程师站、操作员站、历史数据站、过程控制站、网络通讯设备等。汽轮机电液控制系统（DEH）是使用的是北京国电智深控制技术有限公司的EDPF-NT+控制系统与DCS相同的软件和硬件，并纳入DCS系统,分别布置在DPU42/DPU43控制器。其先进性在于分散的结
5、构和基于微处理器的控制，这两大特点加上冗余使得系统在具有更强的处理能力的同时提高了可靠性。100MB带宽的高速以太网的高速公路通讯使各个控制器之间相互隔离，又可以通过它来相互联系，可以说是整套系统的一个核心。系统的主要构成包括：工程师站、操作员站、控制器等。DEH数字电液调节系统主要性能指标如下： (1）转速控制精度达到（额定蒸汽参数下）空转转速，转速波动2.0 r/min；(2）控制系统不灵敏度0.067%；(3）可控转速上限为4000 r/min；(4）负荷控制精度2.0MW（在额定蒸汽参数稳定的条件下）；(5) 速度不等率测试时设定为5%；(6）控制周期：100ms；(7）相关参数当前设
6、定值：a）转速控制回路（并网前）：Pt = 15，Ti =5 s，Td = 0，Kd = 0；b）负荷控制回路：Pt = 0.13， Ti = 25 s，Td = 0，Kd = 0；c）调节级压力控制回路：Pt = 0.2， Ti = 20 s，Td = 0，Kd = 0。DCS分散控制系统相关参数当前设定值：(1）锅炉主控：a）BF方式PID参数：Pt = 1.5， Ti = 240 s，Td = 0，b）CCS方式PID参数: Pt = 1.2， Ti = 250 s，Td = 0，(2）汽机主控：a）TF方式PID参数：Pt = 0.5， Ti = 60 s，Td = 0；b）CCS方式
7、PID参数：Pt = 0.3， Ti = 60 s，Td = 0；(3）控制周期：200ms；(4) 速度不等率可通过设定一次调频函数确定，测试时设定为5%。2试验条件2.1电网频率稳定在规定要求的范围，试验期间不应有非试验性质大的负荷变动（如：大型设备投入、机组并网、解列等）；2.2机组负荷在400MW600MW范围内。依照西北电网发电机组一次调频运行管理规定要求，关于机组一次调频响应行为的测试应在机组80%的额定负荷进行，因此该项测试前将机组稳定运行在80%的额定负荷（即520MW）10min以上；2.3各模拟量控制系统投入自动运行，调节品质达到火电工程调整试运质量检验及评定标准；2.4协
8、调控制系统的各种功能经过试验并且已投入运行；2.5机组在协调方式或者DEH在本机功率回路方式下运行；2.6模拟量负荷扰动试验已经完成。3系统设计及试验方法根据要求，试验分两部分，首先检查DEH一次调频能力，将DEH转速不等率设为5。设定网频增到3150转/分时，功率回路参考值减少100%。当网频减到2850转/分时，功率回路参考值增加100，但功率回路参考值限制在-6%6%之间，即39.6MW。转速死区为2RPM（0.034Hz），转速变动幅度为2989rpm3011 rpm之间。在DEH一次调频投入的基础上再投入DCS一次调频回路，将DCS转速不等率设为5%，设定网频增到3150转/分时，功
9、率回路参考值减少100%。当网频减到2850转/分时，功率回路参考值增加100，但功率回路参考值限制在-6%6%之间，即39.6MW。转速死区为2RPM（0.034Hz），转速变动幅度为2989rpm3011 rpm之间。一次调频回路在负荷变化率限制之后，不受负荷变化率限制。4试验时记录的主要参数实际负荷值、负荷参考值、转速差值、CCS负荷最终值、机前主蒸汽压力、调门开度。5试验步骤5.1逐步投入以下各主要系统的自动调节回路：主蒸汽压力调节系统锅炉给水调节系统主蒸汽温度调节系统再热蒸汽温度调节系统炉膛压力调节系统送风及氧量校正调节系统5.2在各回路自动调节系统工作稳定后，投入协调控制系统（机炉
10、协调方式）。5.3当机组协调控制投入稳定后进行DEH侧一次调频试验。设定目标负荷500MW，并确认DCS侧一次调频回路未投入。 试验前机组负荷稳定在500MW，试验开始后先后强制机组转速在2988rpm3012 rpm范围内变化。观察各调阀及负荷响应情况并记录机组负荷及各参数变化数据。5.4机组负荷稳定在500MW，待机组负荷及运行参数稳定后，同时投入DCS侧一次调频回路，先后强制机组转速在2988rpm3012 rpm范围内变化。观察各调阀及负荷响应情况并记录机组负荷及各参数变化数据。6调试过程具体试验过程试验时间：2011年3月17日21:23:25至22:53:046.1 DEH单侧一次
11、调频试验将DCS投入BF方式，机组负荷设定500MW；DEH侧投入功率回路且投入一次调频回路。试验曲线如图1图8所示。将实际转速值依次模拟阶跃至3002 r/min、2998 r/min、2996 r/min、3004 r/min、2992 r/min、3008 r/min、2989 r/min和3011 r/min。根据图1图8得出表2表7试验数据。6.2 DCS和DEH双侧一次调频试验 机组处负荷设定值500MW，负荷变化率设为10MW/min。DCS处于协调方式、DEH处于阀控方式，同时投入DCS侧一次调频回路及DEH侧一次调频回路。试验曲线如图9图16所示。将实际转速值依次模拟阶跃至3
12、002 r/min、2998 r/min、2996 r/min、3004 r/min、2992 r/min、3008 r/min、2989 r/min和3011 r/min。根据图9图16得出表8表13试验数据。图1 DEH功环投入方式下实际转速模拟至3002r/min曲线图2 DEH功环投入方式下实际转速模拟至2998r/min曲线图3 DEH功环投入方式下实际转速模拟至2996r/min曲线表2 DEH功环方式转速给定值扰动2996 r/min时的一次调频性能名 称扰动2996r/min恢复为3000r/min扰动前3s15s45s恢复前3s15s45s功率（MW）500.0510.150
13、9509508502.69499.6总阀位指令（%）95.195.295.2695.2695.2694.8794.87GV1阀位（%）27.6428.3528.4828.4828.5927.8127.57GV2阀位（%）27.9228.6028.7128.7128.8228.1027.86GV3阀位（%）27.9228.6028.7128.7128.8228.1027.86GV4阀位（%）27.9228.6028.7128.7128.8228.1027.86机前压力23.4023.3023.2923.1023.0523.1023.10负荷响应时间：2s；负荷增加8.8MW的时间：3s；稳定时间
14、：12 s。图4 DEH功环投入方式下实际转速模拟至3004r/min曲线表3 DEH功环方式转速给定值扰动3004 r/min时的一次调频性能名 称扰动3004r/min恢复为3000r/min扰动前3s15s45s恢复前3s15s45s功率（MW）499.5493.7491.1491.5491.0496.8500.0总阀位指令（%）95.0794.5894.5894.5894.5895.1495.14GV1阀位（%）27.7827.2127.2127.1027.1027.7027.85GV2阀位（%）28.0627.4627.4627.3427.3428.0028.18GV3阀位（%）28.0627.4627.4627.3427.3428.0028.18GV4阀位（%）28.0627.4627.
