本发明涉及发电技术领域，特别是涉及一种燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法。
背景技术：
近年来，随着国民经济的快速发展，社会对电力的需求越来越大。电网日趋庞大，电网的安全性也受到严峻考验。世界各地包括美国、加拿大、英国、俄罗斯、意大利等电力发达国家都发生过多次大面积停电事故，我国2008年南方发生的电网覆冰事故也造成了大面积停电。这些事故导致电网部分瓦解或孤网运行以及电厂全停电。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，部分电厂采用了黑启动设备，但是一般的黑启动机组投资大、维护成本高。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，故fcb功能的实现引起了电网及电厂越来越高的重视。
fastcutback，机组快速减出力，简称fcb，是指机组在高于某一负荷之上运行时(如35％ecr)，因内部或外部(电网)故障与电网解列，瞬间甩掉全部对外供电负荷，但未发生锅炉或燃机跳闸的情况下，快速减出力维持“发电机解列带厂用电”的自动控制功能。根据各地电网公司对城市保底电源规划，大部分气电项目均要求具备机组fcb功能，在电网故障时，快速减出力维持“机组与电网解列自带厂用电运行”，并且在电网恢复启动时能快速对电网供电。
对于分轴或者带3s离合器的单轴燃气－蒸汽联合循环机组，fcb比较容易实现，只需在该工况时汽机停机、由燃机低负荷运行带厂用电即可实现。而对于不带3s离合器联合循环机组，fcb工况意味着厂用电量低，因此只能燃机运行、汽机空转，并且，机组不设旁路烟囱，余热锅炉和汽轮机之间的汽水管道短捷，压降和温降小，热效率高；需配置100％的蒸汽旁路系统，燃气轮机的加载速度也不能像简单循环加载速度那样快、需根据余热锅炉及汽轮机升压、暖管、暖机的压力及温度需要，相应的延长空载及低负荷运行时间，机组的整个启动过程延长，启动燃料消耗增加。现有的燃气－蒸汽联合循环机组通常配备主蒸汽和再热蒸汽系统、凝结水系统、辅助蒸汽系统、凝汽器抽真空系统、开式冷却水系统、循环冷却水系统、疏放水系统、压缩空气系统、汽机本体轴封系统、主机润滑油、控制油、密封油系统等等。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种维持机组低出力运行并且缩短机组重新并网启运时长的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：将燃气机组和蒸汽机组按照fcb运行要求进行设定；
s2：当故障发生时，控制装置下发切机指令进入fcb运行状态；
s3：燃气－蒸汽机组收到fcb启动信号后，快速甩负荷进入孤岛运行状态；
s4：当孤岛运行一段时间后，打开启动锅炉至辅汽母管以预暖辅汽母管系统；
s5：当电网故障排除，机组重新并网并向电网送电。
作为优选方案，在步骤s4中，进入孤岛运行后，当余热锅炉的低压主蒸汽流量或低压主蒸汽压力或低压主蒸汽温度等低压主汽参数不能满足低压缸冷却蒸汽参数需求时，dcs联动打开启动锅炉供辅汽母管闸阀、辅汽母管供机组截止阀，并且dcs联动打开辅汽供低压缸冷却管路，逐步关闭冷再至辅汽供汽管路，改由启动锅炉提供低压缸冷却蒸汽和轴封蒸汽。
作为优选方案，在步骤s3中，包括：
(1)燃气轮机启动快速甩负荷动作迅速将负荷甩至厂用电负荷；
(2)燃烧室旁路阀全开；
(3)主蒸汽和再热蒸汽系统：高、中、低压主汽门快关，20s后低压主汽调门重新至冷却进汽开度；同时，高、中、低压旁路阀快开排至冷凝器；高排通风阀及各疏水阀打开；
(4)凝结水系统：联动开启凝结水泵备用泵，快开汽轮机旁路阀减温水，低压缸排汽喷水减温阀打开，凝气器水幕喷水阀打开；
(5)凝汽器抽真空系统、开式冷却水系统、循环冷却水系统、疏放水系统、压缩空气系统、汽机本体轴封系统、主机润滑油、控制油、密封油系统等维持正常运行。
作为优选方案，在步骤s4中，还包括：
(6)辅汽系统：快开冷再至辅汽供汽调节阀至正常开度，联锁打开辅汽至轴封系统电动阀、辅汽供低压缸冷却管电动阀。
作为优选方案，由tcs实现低压主汽调门维持冷却进汽开度；由dcs联动打开低压缸排汽喷水减温阀并调节低压缸排汽喷水调节阀开度。
作为优选方案，当低压缸排汽温度过高，联动打开低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀。
作为优选方案，当低压缸排汽温度高于120°时，联动打开低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀。
作为优选方案，在步骤s2中，故障包括当机组主变高压侧开关跳闸但发电机出口开关在合闸位置。
作为优选方案，在步骤s4中，孤岛运行超过2h时，打开启动锅炉至辅汽母管以预暖辅汽母管系统。
本发明的燃气－蒸汽联合循环机组的fcb运行方法与现有技术相比，其有益效果在于：
1、本发明能够使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，使蒸汽机组进入惰走状态，燃气轮机不停机，以此维持发电厂的自用电，可以在电网事故时不用停机，减少发电机组的启动，节约机组启动时消耗的燃料和厂用电；并且在孤岛运行一段时间后打开启动锅炉预暖辅汽母管系统，可防止孤岛运行时间过长导致辅汽系统无法满足机组启动的需要，使辅汽系统可在重新并网时快速提供蒸汽给余热锅炉及汽轮机升压、暖管、暖机的压力及温度需要，缩短启运时长，减少启动燃料消耗。
2、本发明通过监测余热锅炉的低压主汽参数值，在其较低时，改由启动锅炉通过辅汽系统提供低压缸冷却蒸汽和轴封蒸汽，可缩短机组的整个启动过程。蒸汽机组通过关闭进汽以及排汽进行甩负荷。其中，打开冷再至辅汽供汽调节阀和辅汽供低压缸冷却管电动阀，在低压缸通入冷蒸汽，减少汽轮机摩擦起热的鼓风损失。通过打开低压缸排汽喷水减温阀、低压缸排汽喷水调节阀和低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀控制低压缸排汽温度，防止跳机停运。
附图说明
图1是本发明实施例的燃气－蒸汽机组系统示意图。
图2是本发明实施例的辅汽系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和图2所示的燃气－蒸汽机组，本发明优选实施例的一种应用于该机组的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，包括以下步骤：
s1：将燃气机组和蒸汽机组按照fcb运行要求进行设定；
s2：当故障发生时，控制装置下发切机指令进入fcb运行状态；
s3：燃气－蒸汽机组收到fcb启动信号后，快速甩负荷进入孤岛运行状态；
s4：当孤岛运行一段时间后，打开启动锅炉至辅汽母管以预暖辅汽母管系统；
s5：当电网故障排除，机组重新并网并向电网送电。
本实施例能够使发电厂机组在外部电网故障故障发生时，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，使蒸汽机组进入惰走状态，燃气轮机不停机，以此维持发电厂的自用电，可以在电网事故时不用停机，减少发电机组的启动，节约机组启动时消耗的燃料和厂用电；并且在孤岛运行一段时间后打开启动锅炉预暖辅汽母管系统，可防止孤岛运行时间过长导致辅汽系统无法满足机组启动的需要，使辅汽系统可在重新并网时快速提供蒸汽给余热锅炉及汽轮机升压、暖管、暖机的压力及温度需要，缩短启运时长，减少启动燃料消耗。
进一步地，在步骤s4中，进入孤岛运行后，当余热锅炉的低压主蒸汽流量或低压主蒸汽压力或低压主蒸汽温度等低压主汽参数不能满足低压缸冷却蒸汽参数需求时，dcs联动打开启动锅炉供辅汽母管闸阀、辅汽母管供机组截止阀，并且dcs联动打开辅汽供低压缸冷却管路，逐步关闭冷再至辅汽供汽管路，改由启动锅炉提供低压缸冷却蒸汽和轴封蒸汽，通过监测余热锅炉的低压主汽参数值，在其较低时，改由启动锅炉通过辅汽系统提供低压缸冷却蒸汽和轴封蒸汽，使余热锅炉保持一定温度，同时维持低压缸的冷却蒸汽，在重新并网条件达成后，余热锅炉能迅速启动进行供汽，低压缸能迅速进汽工作，可缩短机组的整个启动过程。
本实施例在步骤s3的快速甩负荷中，包括：
(1)燃气轮机启动快速甩负荷动作迅速将负荷甩至厂用电负荷，本实施例的主燃料压力控制阀、主燃料流量控制阀开度变小，值班燃料压力控制阀、值班燃料流量控制阀开度变大，维持火焰稳定性；
(2)燃烧室旁路阀从全关到全开；
(3)主蒸汽和再热蒸汽系统：高、中、低压主汽门快关，20s后低压主汽调门重新至冷却进汽开度；同时，高、中、低压旁路阀快开排至冷凝器；高排通风阀及各疏水阀打开；
(4)凝结水系统：联动开启凝结水泵备用泵，快开汽轮机旁路阀减温水，低压缸排汽喷水减温阀打开，凝气器水幕喷水阀打开；
(5)凝汽器抽真空系统、开式冷却水系统、循环冷却水系统、疏放水系统、压缩空气系统、汽机本体轴封系统、主机润滑油、控制油、密封油系统等维持正常运行；
(6)辅汽系统：快开冷再至辅汽供汽调节阀至正常开度，联锁打开辅汽至轴封系统电动阀、辅汽供低压缸冷却管电动阀，在低压缸通入冷蒸汽，减少汽轮机摩擦起热的鼓风损失。
在本实施例中，低压主汽调门重新至冷却进汽开度中，由tcs实现低压主汽调门维持冷却进汽开度；由dcs联动打开低压缸排汽喷水减温阀并调节低压缸排汽喷水调节阀开度；控制低压缸排汽温度，防止跳机停运。并且当低压缸排汽温度过高，联动打开低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀。本实施例当低压缸排汽温度高于120°时，联动打开低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀。
本实施例在步骤s2中，故障包括当机组主变高压侧开关跳闸但发电机出口开关在合闸位置，当出现当机组主变高压侧开关跳闸但发电机出口开关在合闸位置时，触发进入fcb工作状态。而在在步骤s4中，孤岛运行时间超过2h时，打开启动锅炉至辅汽母管以预暖辅汽母管系统。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。
综上，本发明实施例提供一种燃气－蒸汽联合循环机组的fcb运行方法，其能够使发电厂机组在外部电网故障故障发生时，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，使蒸汽机组进入惰走状态，燃气轮机不停机，以此维持发电厂的自用电，可以在电网事故时不用停机，减少发电机组的启动，节约机组启动时消耗的燃料和厂用电；并且在孤岛运行一段时间后打开启动锅炉预暖辅汽母管系统，可防止孤岛运行时间过长导致辅汽系统无法满足机组启动的需要，使辅汽系统可在重新并网时快速提供蒸汽给余热锅炉及汽轮机升压、暖管、暖机的压力及温度需要，缩短启运时长，减少启动燃料消耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
1.一种燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：将燃气机组和蒸汽机组按照fcb运行要求进行设定；
s2：当故障发生时，控制装置下发切机指令进入fcb运行状态；
s3：燃气－蒸汽机组收到fcb启动信号后，快速甩负荷进入孤岛运行状态；
s4：当孤岛运行一段时间后，打开启动锅炉至辅汽母管以预暖辅汽母管系统；
s5：当电网故障排除，机组重新并网并向电网送电。
2.根据权利要求1所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，在步骤s4中，进入孤岛运行后，当余热锅炉的低压主蒸汽流量或低压主蒸汽压力或低压主蒸汽温度等低压主汽参数不能满足低压缸冷却蒸汽参数需求时，dcs联动打开启动锅炉供辅汽母管闸阀、辅汽母管供机组截止阀，并且dcs联动打开辅汽供低压缸冷却管路，逐步关闭冷再至辅汽供汽管路，改由启动锅炉提供低压缸冷却蒸汽和轴封蒸汽。
3.根据权利要求1所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，在步骤s3中，包括：
(1)燃气轮机启动快速甩负荷动作迅速将负荷甩至厂用电负荷；
(2)燃烧室旁路阀全开；
(3)主蒸汽和再热蒸汽系统：高、中、低压主汽门快关，20s后低压主汽调门重新至冷却进汽开度；同时，高、中、低压旁路阀快开排至冷凝器；高排通风阀及各疏水阀打开；
(4)凝结水系统：联动开启凝结水泵备用泵，快开汽轮机旁路阀减温水，低压缸排汽喷水减温阀打开，凝气器水幕喷水阀打开；
(5)凝汽器抽真空系统、开式冷却水系统、循环冷却水系统、疏放水系统、压缩空气系统、汽机本体轴封系统、主机润滑油、控制油、密封油系统等维持正常运行。
4.根据权利要求3所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，在步骤s4中，还包括：
(6)辅汽系统：快开冷再至辅汽供汽调节阀至正常开度，联锁打开辅汽至轴封系统电动阀、辅汽供低压缸冷却管电动阀。
5.根据权利要求3所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，由tcs实现低压主汽调门维持冷却进汽开度；由dcs联动打开低压缸排汽喷水减温阀并调节低压缸排汽喷水调节阀开度。
6.根据权利要求5所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，当低压缸排汽温度过高，联动打开低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀。
7.根据权利要求6所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，当低压缸排汽温度高于120°时，联动打开低压缸排汽喷水调节阀的旁路电动阀。
8.根据权利要求1所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，在步骤s2中，故障包括当机组主变高压侧开关跳闸但发电机出口开关在合闸位置。
9.根据权利要求1所述的燃气－蒸汽机组电厂的fcb运行方法，其特征在于，在步骤s4中，孤岛运行超过2h时，打开启动锅炉至辅汽母管以预暖辅汽母管系统。
技术总结