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1 、 FCB是什么?FastCutBacke,英译中有多种表述,有采用直译,“快速切回”,有采用意译,“快速减负荷”。但说实话,能真实反映原意的应该是:锅炉快速减出力(FCB)。就如同英文的Trip,翻译成“跳闸”电厂里的人都明白,如果望文生义,翻译成“旅行”,就离题万里了。所以专业英文的确切含义,有时候还真是个技术...

2020.12.04

1 、 FCB是什么?

FastCutBacke,英译中有多种表述,有采用直译,“快速切回”,有采用意译,“快速减负荷”。但说实话,能真实反映原意的应该是:锅炉快速减出力(FCB)。就如同英文的Trip,翻译成“跳闸”电厂里的人都明白,如果望文生义,翻译成“旅行”,就离题万里了。所以专业英文的确切含义,有时候还真是个技术活儿。

无论从逻辑功能、主要控制作用还是最终结果,FCB控制的对象主要是锅炉。引发FCB动作的诱因是运行中的汽轮发电机组出口开关因故突然断开,或是汽轮机或是发电机跳闸,而锅炉侧仍在正常运行状态。再换一种说法,就是汽轮发电机组因故障,可能是外部电网、本机的电气或汽机系统出现异常或人为误操作,瞬间甩掉全部发电负荷,同一时刻锅炉燃烧仍然维持着原有出力,锅炉产生的强大蒸汽量和发电机对外供电的零负荷严重不平衡,如果不及时采取应对之策,后果就是运行参数超差引发机组全停。这种故障停机即为“非计划停机”,不安全等级归于“事故”,就电厂利益而言,发生“非计划停机”意味着什么,大家心知肚明,攸关电厂全体员工的切身利益。谁能及时抑制这种异常工况带来的后果呢?FCB呀,对,就是FCB。FCB即刻动作,能快速、安全地急降锅炉出力,实现机组正常运行自带厂用电或停机不停炉,从而避免机组的“非计划停机”。

因此定义的FCB是指,机组在高于锅炉更低稳燃负荷工况下正常运行时,因汽轮发电机组(内部)或电网(外部)突发故障造成发电机与电网解列,甩掉全部对外供电实发功率,但锅炉尚未发生MFT(Master Fuel Trip-主燃料跳闸)的瞬间,用以快速减少锅炉出力维持“发电机解列带厂用电”或“停机不停炉”运行方式且过程中能确保热力参数不超过保护动作值的超驰控制功能。

2 、 FCB的好处是什么?

功在电网、利在电厂。

(1)功在电网 在电网出现大面积停电事故时,发电厂利用FCB功能“保厂用电” 维持“孤岛运行” ,有助于电网在最短的时间内恢复正常供电,其社会效益无法用简单的数字来估量。例如,广东某电厂,装机容量700MW×2,设计有FCB功能:

1)2001年5月11日3:48时,因雷击输电线路,机组650MW负荷与电网解列,FCB功能将1号机组成功地转为“发电机解列带厂用电”方式,自带负荷19MW,7:03时机组重新并网,孤岛运行时间长达195分钟。电网故障解除后,机组即刻带负荷,电网很快恢复供电。

2)2004年5月29日,电网因外部输电线路故障,2号机组发电机630MW负荷,与电网解列,机组成功实现“发电机解列带厂用电”方式,运行时间65分钟,自带厂用电1.89MW。电网恢复正常,机组随即对外供电。

FCB对电网运行安全的支持与担当的社会责任,功不可没。

(2)利在电厂

1)有利于提高机组运行安全水平 FCB能够在控制机组脱离濒临全停的过程中保证热力参数不超过 安全定值,维持预定的系统运行,给电厂带来更多的安全。

2)有利于降低运行成本 在事故性质方面,与MFT相比FCB的触发条件属于“存在处理机会的故障”。“停机不停炉”或“发电机解列带厂用电”都维持着较高的运行参数,事故原因一经确认、消除,机组在热态下重新启动升负荷可节省大量时间和能耗,对降低运行成本十分有益。例如,同样在前面提到的电厂:

①2001年8月,因1号机组汽机顺控(TSCS)系统CPU故障,1号汽轮机和发电机跳闸,FCB成功地实现了“停机不停炉”。

②2002年5月,因2号机组分布式计算机控制系统(DCS)网络故障,2号汽轮机和发电机跳闸,FCB成功地实现了“停机不停炉”。

3)有利于延长机组寿命 热力机械寿命计算基本上是以金属应力变化幅度和次数作为依据,应力是温度的函数,锅炉极端的变工况应该是满负荷时突然发生MFT,温度变化的幅度更大。如果不设计FCB功能,那么发生FCB的条件毫无疑问会引起锅炉MFT,金属应力变化幅度和次数肯定增加,有损设备性能。而成功的FCB,锅炉(或机组)热力参数运行在设计允许范围内,比之MFT降低了设备损耗,等同于延长了使用寿命。

4)有利于超临界和超超临界机组的节能 直流锅炉工质水要求极高,如超临界600MW机组锅炉的铁离子含量<25μg/L,超超临界1000MW机组锅炉的铁离子含量则<10μg/L,铜离子含量<2μg/L。机组因故停机,时间稍长炉水铁离子很有可能超标,再重新启动就要进行锅炉冲洗,其经济成本尤其是炉水的损耗、电耗、燃料消耗将大幅提高。成功的FCB在提高超超临界机组安全性能的同时,对经济运行也有重要贡献。

5)有利于防止超临界直流炉爆管 特别需要指出的是:从以往投产的超临界或超超临界直流炉爆管的教训总结来看,锅炉过热器管材氧化皮堵塞是造成爆管的重要原因,而启、停炉的次数与炉管氧化程度成正相分布,FCB功能则能更大限度的降低锅炉非计划停运,对防止锅炉爆管有良好效果。