GB/T31461-2015
火力发电机组快速减负荷控制技术导则
Guideforrunbackandfastcutbackcontrolinfossilfuelpowerplant
- 中国标准分类号（CCS）F22
- 国际标准分类号（ICS）27.100
- 实施日期2015-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数14页
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火力发电机组快速减负荷控制技术导则
国家标准 GB/T31461一2015 火力发电机组快速减负荷控制 技术导则 Guideforrunbackandfastcutbaekcontrolinfossilfuelpowerplant 2015-05-15发布 2015-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/I31461一2015 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 RB技术要求 RB试验 RB的验收 FCB技术要求 FCB试验 FCB的验收 附录A(规范性附录)RB动作过程中机组主要参数记录表 附录B(规范性附录)机组总体RB动作/试验情况一览表 附录c规范性附录)FCB动作过程中机组主要参数记录表 附录D(规范性附录机组总体FCB动作/试验情况一览表
GB/T31461一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由电力企业联合会提出 本标准由全国电站过程监控及信息标准化技术委员会(SAC/TC376)归口
本标准起草单位:华北电力科学研究院有限责任公司、广东省粤电集团公司沙角A电厂
本标准主要起草人:李卫华、杨振勇、黄明虹、高爱国、康静秋
GB/I31461一2015 火力发电机组快速减负荷控制 技术导则 范围 本标准规定了火力发电厂发电机组快速减负荷控制的技术要求及试验和验收内容、方法
本标准适用于300Mw及以上等级煤粉锅炉火力发电机组,其他类型的火力发电机组可参照 执行
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T26863一2011火电站监控系统术语 DL/T655火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统验收测试规程 火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程 DL/T657 术语和定义 GB/T26863一2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件
为了便于使用,以下重复列出了 GB/T268632011中的某些术语和定义
3.1 协调控制系统cordimatedcontrolsystem;ccs 将锅炉(包括常压循环流化床)-汽轮发电机组,或燃气轮发电机组余热锅炉-燕汽轮发电机组,或反 应堆-汽轮发电机组作为一个整体进行控制,通过控制回路协调锅炉(包括常压循环流化床)与汽轮机 组、或燃气轮机与余热锅炉和汽轮机组,或反应堆与汽轮机组、或在自动状态的工作,给锅炉(包括常压 循环流化床,余热锅炉),反应堆、汽轮机,燃气轮机的自动控制系统发出指令,以适应负荷变化的需要， 尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力
[GB/T268632011,定义6.29.1] 3.2 模拟量控制系统modulationcontrolsystem;Mcs 实现锅炉(包括常压循环流化床,余热锅炉),汽轮机或燃气轮机发电机组及辅助系统参数自动控制 的总称
在这种系统中,常包含参数自动控制级偏差报警功能,对前者,其输出量为输人量的连续函数
[GB/T26863一2011,定义6.297 3.3 炉膛安全监控系统furnacesafeguard sperisorysystem;rsss ;BMS 燃烧器管理系统burnermanagementsystem; 对锅炉(包括常压循环流化床)点火,燃烧器,油枪或气枪或床枪进行程序自动控制,防止锅炉包括 常压循环流化床)炉膛由于燃烧熄火,过压等原因引起炉膛外爆或内爆而采取的监视和控制措施的控制 系统
它包括燃料安全系统和燃烧器控制系统
GB/T31461一2015 [GB/T26863一2011,定义7.12 3.4 SCS 顺序控制系统sequencecntrolsystem; 对机组的主机或某一工艺系统或主要辅机按一定规律(输人信号条件顺序,动作顺序或时间顺序 进行控制的控制系统
又称两位式控制系统或开关量控制系统
[GB/T26863一2011,定义6.30] 3.5 旁路控制系统bpasscontrolsystem;BPc 机组旁路系统的自动投、切及旁路出口蒸汽压力、温度模拟量控制系统的总称
[GB/T26863一2011,定义6.29.7] 3.6 数字电液控制系统digitaleleetrw-hydrauwlieeomtrolsystem;DEH 由电气原理组成的敏感元件、数字电路(计算机),由电气/液压原理组成的放大元件和液压原理组 成的伺服机构所组成的汽轮机控制系统
简称数字电调
GB/T26863201l,定义6.29.4.3 给水泵汽轮机数字电液控制系统micrelectro-hydrauliecontrolswstem;MMIEH 用微型计算机及液压伺服机构实行给水泵汽轮机各项控制功能的控制系统 [GB/T268632011,定义6.29.5] 3.8 超速保护控制overspeedproteetioncontrol;oPc -种抑制超速的控制功能
有采用加速度限制方法实现,也有采用双位控制方式实现
前者当汽 轮机转速出现加速度时,发出超驰指令,关闭主调节[汽]阀、再热调节[汽]阀;当加速度为零时由正常转 速控制回路维持正常转速
后者当汽轮机转速达到额度转速的103%时,自动关闭主调节[汽]阀,再热 调节[汽]阀;当转速恢复正常时再开启这些调节汽阀,如此反复,直到正常转速回路可以维持额度转速; 或者两种方法同时采用
[GB/T26863一2011,定义7.13.2 3.9 汽轮机跟踪方式turbineftollowmode;TF 炉包括常压循环流化床)或反应堆控制功率(开环),汽轮机自动控制汽压(闭环),使机前汽压保 持稳定
此种方式机组机前压力稳定,但负荷响应慢,也是在锅炉(包括常压循环流化床)或反应堆侧局 部故障时不能全自动的一种辅助运行方式
[GB/T26863一2011,定义6.29.1.2] 3.10 辅机故障减负荷runbaek;RB 针对机组主要辅机故障采取的保护措施,即当机组部分辅机(如其中一台给水泵、送风机、引风机 发生故障时,根据辅机故障情况快速降低机组负荷以适应辅机出力的保护措施
[GB/T26863一2011,定义6.29.1.9] 3.11 机组快速甩负荷fasteutback;rCB 当汽轮机或发电机甩负荷时,使锅炉(包括常压循环流化床)不停运的一种控制措施
根据FCB后 机组的不同运行要求,可分为机组带厂用电单独运行或停机不停炉两种不同的运行方式 [GB/T26863一2011,定义6.29.1.10]
GB/T31461一2015 RB技术要求 4.1RB的类型及功能设计要求 4.1.1送风机RB任一送风机跳闸,且机组负荷大于单台送风机最大带负荷能力,发生送风机RB
送 风机RB发生后,应联跳相应数量磨煤机(给粉机),负荷自动减至剩余送、引风机带负荷能力所对应的 负简目标值
4.1.2引风机RB.任一引风机跳闸,且机组负荷大于单台引风机最大带负荷能力,发生引风机RB
引 风机RB发生后,应联跳相应数量磨煤机(给粉机),负荷自动减至剩余送、引风机带负荷能力所对应的 负荷目标值
4.1.3一次风机RB:任一-次风机跳闸,且机组负荷大于单台一次风机最大带负荷能力,发生一次风 机RB
一次风机RB发生后,应联跳相应数量磨煤机(给粉机),负荷自动减至剩余一次风机带负荷能 力所对应的负荷目标值
4.1.4给水系RB;给水泵RB发生后应联跳相应数量磨煤机(给粉机),负荷自动减至所有运行给水系 带负荷能力所对应的负荷目标值
根据机组运行工况,可采用以下控制模式 两台运行的给水泵任一跳闸、电动备用给水泵未成功联启,且机组负荷大于单台给水泵最大带 负荷能力,发生给水泵RB b)两台运行的汽动给水泵任一跳闸、电动给水泵成功联启,且机组负荷大于运行给水泵最大带 负荷能力,发生汽动给水泵跳闸电泵联启RB 4.2RB的触发条件 当下列条件同时具备时RB触发 a)机组RB功能相关的重要辅机跳闸或停运; b)机组实际负荷超过运行辅机所能带的最大负荷
4.3RB的复位条件 当下列条件同时具备时RB复位 a)机组实际负荷不大于运行辅机所能带的最大负荷,且基本稳定; b主汽压力、主汽温度等主要参数在机组运行允许的范围内
4.4RB相关技术要求 4.4.1FSSS应完成相关磨煤机(给煤机)或给粉机(排粉机)的切除控制,切除台数、时间间隔和顺序应 合理,并可根据燃烧工况联锁投人一层运行磨煤机(给粉机)对应的油燃烧器 4.4.2Mcs的技术要求如下 锅炉侧根据不同类型RB将燃料量、风量、给水流量自动降低至目标值;汽机侧按照预定的主 a 汽压力定值进行自动调节; 应根据辅机设备的设计裕量与单侧最大出力试验结果合理设置RB目标负荷,并根据设备单 b 侧运行时的参数维持能力设置合理的降负荷速率 e)在RB发生时,宜将自动控制系统中的偏差大切除自动条件中的偏差限值适当增大; d) 对于运行磨煤机(给煤机)或给粉机(排粉机)以及在RB后单侧运行的设备,应设计防止过出 力的最大指令限制
4.4.3DEH宜投人遥控方式,由汽机主控完成主汽压力的控制,DEH应保证控制速率等条件符合RB 过程中动作要求,防止RB动作过程中遥控被切除
GB/T31461一2015 4.4.4SCS应根据不同RB类型及主汽温和再热汽温变化情况自动联锁相关设备
4.4.5用于触发RB动作的设备状态信号应可靠;对于给水泵RB等涉及后备设备启动判断的RB项 目,应根据设备启动时间设置延时,保证能够确认后备设备启动成功或失败信号
4.4.6应采取措施保证MCS与SCS,FSSs,DEH,MEH系统间与RB功能相关信号交换的可靠性， MCS至DEH的指令通道如采用脉冲信号类型时,应合理设置接口参数,保证DEH侧的指令变化速率 满足RB动作要求
4.4.7RB发生后,应在操作员站显示状态,报警及RB首出原因
RB试验 5.1RB功能静态模拟试验 5.1.1试验目的 在机组停运的情况下,可对协调控制系统的RB功能进行模拟试验,以确认RB控制回路和参数整 定合理,动作正确
5.1.2试验内容 试验中,应按设计的功能依次模拟RB产生的条件,主要检查以下内容 a)不同类型的辅机跳闸时,RB应正确动作; b RB逻辑回路的相关控制参数已正确设定; MCs与FSSS,SCS,DEH等系统信号交换正常,RB方式后,CCS能自动切换到预先设计的运 行方式; D FSSS跳磨煤机(给煤机)或给粉机(排粉机)的控制逻辑正确,满足DL/T655的要求， RB时,主汽压采用的定压/滑压方式符合设计要求; 所有设计的辅机跳闸应均能触发RB动作; RB的触发和复位条件正确 g 5.2RB动态试验 5.2.1试验条件 5.2.1.1机组运行正常稳定、辅机无故障
5.2.1.2单台辅机最大出力试验已完成,并正确设定RB动作速率、目标值,以及设备指令上限
5.2.1.3机组CCS及子控制系统的调节品质良好,模拟量变负荷试验及定值扰动试验完成,满足 DL/T657的要求
5.2.1.4机组保护系统已正常投人,锅炉不投油的最低稳燃负荷满足设计要求 5.2.1.5RB功能模拟试验已完成,其结果满足要求
5.2.1.6机组能够投人CCS或TF方式运行
5.2.1.7RB回路已经正常投人
5.2.2试验内容 5.2.2.1RB预备性试验(选做)步骤如下 a 对于新建机组首次RB试验时,宜先进行RB预备性试验,以降低风险; b 预备性试验可在较低负荷段进行,检查确认控制系统动作过程和调节参数是否合理,并调整
GB/T31461一2015 不同RB工况下的目标负荷、降负荷速率等参数设置; 对于预备性试验,可适当改变试验前被调量的设定值,以减少试验的风险
5.2.2.2RB正式试验步骤如下 应在90%额定负荷以上进行RB正式试验,以检验机组在CCS方式时RB工况控制能力; a b 按设计的RB功能分项进行动态试验,试验顺序应遵循由易到难,风险递增的原则,如分别进 行送风机、引风机、一次风机、给水泵等RB试验; 两台及以上并列运行或主/备运行的同类辅机设备,可选取进行其中一台辅机进行RB试验; 风烟系统设计有送风机、引风机联锁跳闸逻辑的，一个辅机的RB试验可以等效为本次所联停 设备的RB试验; RB试验项目宜按设计的功能全部进行,也可按用户要求根据现场条件选择部分项目,但RB 功能模拟试验应全部进行
5.2.3试验记录 5.2.3.1RB试验过程中应对试验相关的主要参数的趋势曲线进行记录.包括机组负荷、目标负荷、主蒸 汽压力,主蒸汽压力设定值、汽机调门指令、总燃料量、总风量、总给水量、主蒸汽流量、汽包水位(汽包锅 炉)、中间点温度(直流锅炉),炉膛压力,一次风压,氧量,过热汽温度、再热汽温度、,除氧器水位等
5.2.3.2试验过程应对与RB试验相关的设备的运行状态与重要参数进行监视,如电流、转速、轴承温 度等,记录变化峰值
5.2.3.3试验过程趋势与试验结果经过整理后,应按照附录A、,附录B填写记录表
5.3其他试验要求 5.3.1新建机组,与RB功能相关的主要热力系统和热力设备变更或改造后、Mcs(或Fsss,DEH)改 造后应进行RB动态试验
5.3.2当MCs、,Fsss,DEH、sCSs中与RB功能相关的组态进行了修改后应进行RB静态试验
RB的验收 6.1RB的验收条件 6.1.1机组能够带满负荷稳定运行,MCS定值扰动试验及cCS负荷变动试验满足DL/T657的要求
6.1.2机组无主要缺陷,锅炉不投油(或者等离子)稳燃负荷低于50%额定负荷,机炉主要保护全部 投人 6.2RB的验收标准 6.2.1RB验收应满足以下条件,即认为该项RB试验合格
a)RB动作过程全部自动完成 b)机组参数波动范围不危及机组安全; RB试验项目完整; c d)未提前采取非正常措施
6.2.2RB试验验收;按照5.2的试验内容和要求进行,按照附录A、附录B填写记录表,并形成试验 报告
GB/I31461一2015 FCB技术要求 7.1CB功能设计目的 7.1.1为减少因外部事故导致的机组停运,避免全厂停电,提高发电厂安全水平,对于点对网类型的电 厂中有条件的机组宜设计FCB功能
7.1.2本标准仅对机组带厂用电单独运行的FCB类型提出了技术要求
7.2FCB触发信号生成 应由电气保护装置判断FCB触发信号,产生FCB动作指令;电气侧、锅炉侧、汽轮机侧各功能子组 统一调用该动作信号,确保FCB动作时系统之间的协调性和可靠性
7.3rCB设计要求 电气.汽轮机.锅炉之间的大联锁设计应满足rcB控制要求 7.3.1 7.3.2FCB动作后,发电机应迅速甩负荷至厂用电
7.3.3DEH应触发OPC动作,机组转人转速调节回路,快速将转速稳定在额定转速,保证孤岛运行工 况的厂用电频率稳定
7.3.4锅炉以RB控制方式按设计的速率快减至预先设定的稳燃负荷
7.3.5高、低压旁路、电磁泄放阀配置应满足FCB功能要求,具备快速安全泄压和温度控制能力,全程 控制主汽压力,使其与负荷,主汽温,再热汽温相协调,宜以一定速率下滑至锅炉热负荷对应下的压力 参数
7.3.6除氧器、汽动给水泵(若有)汽源切换控制功能合理
FCB试验 8.1CB功能静态模拟试验 8.1.1试验目的 在机组停运的情况下,可对cCs的FCB功能进行模拟试验,以确认大联锁,各相关子系统设计合 理,动作正确
8.1.2试验内容 试验中,应按设计的功能依次模拟FCB产生的条件,主要检查以下内容: a 电气回路FCB信号生成正确,各系统接收信号正常、可靠; b)FCB功能中各子系统逻辑回路的相关控制参数已正确设定; Mcs与Fsss.scs.,DEH.BPC等系统信号交换正常; c RB控制逻辑正确， D FCB时,旁路控制系统符合设计要求; FCB触发RB动作正确、目标值及速率合理
f 8.2FCB动态试验 8.2.1试验条件 8.2.1.1机组协调控制系统及主要子系统自动投人,控制品质满足要求
GB/T31461一2015 8.2.1.2RB功能设计合理,且试验全部完成;RB回路已正常投人
8.2.1.3机组保护系统已正常投人,锅炉不投油的最低稳燃负荷满足设计要求
8.2.1.4FCB功能模拟试验己完成,其结果满足要求
8.2.1.5旁路自动控制功能齐全,旁路控制系统已在机组点火冲转、并网,带初负荷带额定负荷、甩负 荷等过程投人运行,具备全程自动控制能力;电磁泄放阀配置功能满足要求
8.2.1.6电气励磁调节试验、厂用电切换试验完成,试验结果正常 8.2.1.7甩负荷试验成功完成. 8.2.2试验内容 8.2.2.150%FCB试验 50%FCB试验内容如下 宜先进行50%额定负荷的FB试验,以降低风险; a 通过50%额定负荷的FCB试验,检查确认各控制系统动作过程和调节参数是否合理,并调整 b 优化相关功能和参数配置 可适当改变试验前被调量的设定值,以减少试验的风险
100%FCB试验 8.2.2.2 在90%额定负荷以上进行F:CB正式试验,检验机组ccSs,DEHH,旁路等系统在F:CB工况的控制 能力
8.2.3试验记录 FCB试验记录参数同5.2.3,整理试验过程趋势与试验结果,按照附录c,附录D填写记录表
CB的验收 9.1rCB的验收条件 8.2.2的试验内容全部完成
9.2rCB的验收标准 9.2.1FCB验收应满足以下条件,即认为该项FCB试验合格 a)机组带厂用电稳定运行: bFCB发生后,机组动作过程自动完成; 机组参数波动范围不危及机组和重要设备安全
c 9.2.2FCB试验验收;按照8.2的试验内容和要求完成试验,按照附录c,附录D填写记录表,并形成试 验报告
GB/I31461一2015 附 录A 规范性附录 RB动作过程中机组主要参数记录表 RB动作过程中机组主要参数记录表见表A.1
表A.1RRB动作过程中机组主要参数记录表 机组名称 触发RB动作原因: RB触发时间: RB结束时间: 机组是否跳闸: RB过程中 RB过程中 RB结束后 参 是 数 最大值 最小值 稳态值 越 限 试临 否 单位 机组参数名称 参照运 前数值RB触发 lRB触发 RB触发 数值 数值 数值 行规程 后时间 后时间 后时间 有功功率 Mw 炉膛压力 Pa MP 主汽压力 汽包水位(汽包炉) mmm t/小1 给水流量 左侧主汽温度 右侧主汽温度 左侧再热汽温度 右侧再热汽温度 -次风压力 Pa t/h 总风量 中间点温度(直流炉y 床温循环流化床炉 除氧器水位 tmmm 氧量
GB/T31461一2015 附 录 B 规范性附录 机组总体RB动作/试验情况一览表 机组总体RB动作/试验情况一览表见表B.1
表B.1机组总体RB动作/试验情况一览表 机组名称 RB项目 跳闸设备 动作/试验时间 动作/试验前机组负荷 是否成功 送风机A 送风机RB 送风机B 引风机A 引风机RB 引风机B -次风机A -次风机RB -次风机B 给水泵A 给水系RB 给水泵B 给水泵 C 其他
GB/I31461一2015 附 录 c 规范性附录 FCB动作过程中机组主要参数记录表 FCB动作过程中机组主要参数记录表见表C.1
表c.1FCB动作过程中机组主要参数记录表 机组名称 FCB触发时间 FCB结束时间 机组是否跳闸: CB过程中 FCB过程中 是 FCB结束后 数 最大值 最小值 稳态值 越 限 试验 否 单位 机组参数名称 前数值 参照运 FCB触发 FCB触发 FCB触发 数值 数值 数值 行规程 后时间 后时间 后时间 有功功率 Mw 汽轮机转速 r/minm 炉膛压力 Pa MPa 主汽压力 汽包水位(汽包炉 mmm 给水流量 t/h 左侧主汽温度 右侧主汽温度 左侧再热汽温度 右侧再热汽温度 Pa -次风压力 总风量 t/h" 中间点温度(直流炉 床温(循环流化床锅炉 除氧器水位 mm % 氧量 一用电电压 kv 10o
GB/T31461一2015 附 录 D 规范性附录 机组总体FCB动作/试验情况一览表 机组总体FCB动作/试验情况一览表见表D.1
表D.1机组总体FCB动作/试验情况一览表 机组名称 FCB项目 机组转速稳定时间 最大转速值 最小转速值 是否成功 50%FCB 100%FCB 备注
火力发电机组快速减负荷控制技术导则GB/T31461-2015
随着能源需求的增长，发电行业的要求也日益提高。火力发电作为国内主要的发电方式之一，其技术水平也在不断地提高和升级。针对现今火力发电中出现的负荷波动问题，国家标准化管理委员会发布了《火力发电机组快速减负荷控制技术导则GB/T31461-2015》（以下简称《导则》），旨在引导国内火力发电企业进行快速减负荷控制技术的研究与应用，提高火力发电的运行效率与稳定性。
《导则》从减负荷控制技术的目标、建立模型、控制策略、系统架构等方面逐一阐述了快速减负荷控制技术。其中，该导则强调了减负荷控制技术的目标应该是在保证安全、稳定运行的前提下，最大限度地提高发电效率，降低成本。
在建立模型方面，《导则》提出了以电压、功率、速度为主要状态量，以汽轮机、锅炉等重要设备为对象建立的动态模型。同时，对于非线性、时变等因素，《导则》也给出了相应的处理方法。
在控制策略方面，《导则》提出了自适应PID控制策略和模型预测控制策略，并给出了算法实现方法。其中，模型预测控制策略在传统PID控制策略的基础上引入了未来预测值，可以更好地解决负荷波动问题。
在系统架构方面，《导则》要求在保证主机系统稳定的情况下，将快速减负荷控制系统单独设置，以实现更加精细化的控制。并且，《导则》还给出了相关的接口协议和数据格式，方便不同厂商之间的技术交流与合作。
总体而言，《导则》为国内火力发电企业解决负荷波动问题提供了一个更加完整、系统的解决方案。未来，我们相信在《导则》的指导下，国内火力发电技术将会有更大的发展空间。
火力发电机组快速减负荷控制技术导则的相关资料
- 节水型企业在火力发电行业中的应用
- 火力发电厂分散控制系统验收导则GB/T30372-2013
- 火力发电机组一次调频试验及性能验收导则GB/T30370-2013
- 智能氧弹式热量计通用技术条件GB/T30991-2014
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- 电力系统自动低压减负荷技术规定GB/T40588-2021解读
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- 商品煤质量评价与控制技术指南GB/T31356-2014解读
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