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恒逸(文莱)PMB石油化工项目

项目地点:加里曼丹岛

项目类型:长期孤网

投运时间:2019

一、项目概况

恒逸文莱项目规划建设5台380t/h CFB锅炉,4台抽凝式汽轮发电机组(汽轮机55MW发电机60MW),发电机组并入内部66kV双母线,为炼油装置供电。另外有两台6MW海水淡化机组,也将并入电站10kV保安段。

炼油装置用电量约120MW(按最大值估算,实际负荷约90~100MW),电站自用电约40MW,总用电量约160MW。内部最大用电设备为7MW的电动机,采用变频启动,有2倍冲击负荷 。

文莱当地电网有3座发电厂,总容量约为400MW。当地电网运行不稳定,每年有6至7次停电事故。内部66kV双母线通过两条66kV总容量20MVA的备用联络线连接到当地电网。

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  为了避免文莱当地电网对于内部炼油装置运行的影响,仅将文莱当地电网作为黑启动电源和机组调试负荷,在发电机组正常运行时,断开66kV联络线开关,内部发电机组带炼油装置孤网运行。

二、设计目标

本项目在建设和调试阶段,由文莱当地电网给厂内负荷供电;在4台机组调试结束后,进入正常运行阶段,厂区内机组带厂内负荷长期孤网运行。因此,本项目设计目标如下:

1)在调试阶段,文莱当地电网给厂内电网供电时,系统能够控制联络线潮流大小;

2)系统与外网并列运行时,如果外网出现故障,系统可快速与外网解列断开,内部机组带内部负荷连续孤网运行;故障恢复后,厂内电网可带负荷与外部电网同期并列运行;

3)孤网正常运行时,负荷波动较小,系统通过AGC&AVC功能,维持电网频率和电压的稳定;

4)孤网中,出现锅炉MFT或机组故障跳闸时,通过SPS功能快速切除下游用电或供热负荷,维持厂内电源和负荷的平衡;

5)系统出现大负荷冲击时,如果SPS系统失灵,或者出现SPS系统策略没有考虑到的事故工况,在频率和电压出现大幅度降低的情况下,可启动低频低压后备保护系统,执行切负荷动作,以重建发电和用电的平衡,使得频率和电压恢复平稳;

6)如果变电站出现母线故障,母差保护动作,将会导致同一段母线上所有负荷失电,所有机组脱网。系统可控制各台机组甩负荷带厂用电运行,即FCB功能,转速维持在+200rpm-50rpm以内,维持系统频率和电压定,避免全厂停电。

三、系统画面

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1)机网协调系统主要功能包括:

Ø 有功负荷分配(AGC);

Ø 无功负荷分配(AVC);

Ø 机组抽汽控制;

Ø 并网运行状态下联络线有功潮流及功率因数控制;

Ø 孤网运行状态下母线频率及电压控制;

Ø 无功调平;

Ø SPS功能;

Ø 低频低压减载;

Ø 大电机管理;

Ø 柴发控制;

Ø 热电解耦;

四、典型案例

4.1 #4主变(75MVA, 66/10.5kV)冲击试验

试验时#1机组和#3机组均为多机调频模式,在电站66kV II段母线上孤网运行,两机组均投入AGC自动,AVC自动模式。其中,#1机组投入机组抽汽自动控制。

主变冲击前,#1机组有功功率35.43MW,无功率20.70MVar,#1机转速优选值3001.2。#3机组有功功率23.73MW,无功功率16.32MVar,#3机转速优选值3001.2。电厂66KV母线电压66.53kV,母线频率50.024Hz。

15:28:55:300时,#4主变高压侧断路器合闸,进行#4主变(75MVA变压器 66/10.5kV)冲击试验。

15:28:54:400时,#1发电机出口电压由10.668kV下降至10.212kV,压降0.456kV。#3发电机出口电压由10.662kV下降至10.141kV,压降0.521kV。

15:28:54:500时,母线电压由66.53kV下降至59.316kV,下降7.219kV。#1机组无功由20.70MVar上升至23.80Mvar,#3机组无功由16.32MVar上升至19.57Mvar。

15:28:56:700时,#1机组无功由20.70MVar上升至最高点42.43Mvar,#3机组无功由16.32MVar上升至最高点36.34Mvar。

15:28:57:100时,#1机转速到达最低点2996.3,#3机转速到达最低点2996.3。

15:28:57:400时,母线电压恢复平稳。 15:29:06:100时,电厂66kV母线电压恢复66.01kV稳定运行。

整个过程机组调整曲线如下:

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在进行#4主变(75MVA, 66/10.5kV)冲击试验过程中,发电机出口电压由10.6kV最低下降至10.2kV,系统母线电压最低降至59.3kV;期间系统频率、机组有功稳定未见波动。整个过程机组调节稳定时间2.6s左右,调节性能良好。

4.2 #3机组跳闸甩负荷

2019年12月23日, #1、#2、#3、#4机组处于多机调频孤网运行,机组均投入AGC自动,AVC自动。事故前,#3机组发电负荷27.49MW。

1)22:28:51:000时,#3机组有功负荷27.4MW,突发跳闸事故,系统频率下降,在机网协调AGC自动调节下,#1,#2,#4机组AGC直接指令增加,调门开启,机组出力增加;#1、#2、#4机组有功共计上升了27.04MW;

2)22:29:01:500时,系统转速2998.3恢复稳定,调节时间10.5s;

3)#1、#2、#4机组快速开启调门增加负荷过程中,机组抽汽压力有上升趋势,#4机组抽汽压力达到最高点3.962MPa,#1机组抽汽压力最大值4.015MPa,#2机组抽汽压力最大值4.001MPa后开始下降;

422:28:57:200恢复稳定,调节时间6.2s。

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机网协调整个调节过程符合预期,#3机组突发跳闸甩负荷27.49MW,机组转速最高升至3046rpm;从发生跳闸至系统恢复稳定运行,调节恢复时间为10.5s,期间系统转速最低降至2977.3rpm(49.62Hz)。

同时#3机组跳闸动作后,稳控启动信号正常触发,#3机组跳闸断面负荷27.4MW,稳控动作时系统蓄热13*3=36MW,逻辑运算以及动作执行正确符合预期,未切除下游负荷。

4.3 #3炉发生MFT动作事故

2020年05月23日,恒逸项目电站1、2、3、5#锅炉运行,4#锅炉备用。凌晨05时46分左右,#3炉水冷壁泄漏严重,MFT保护动作紧急停炉。锅炉蒸汽流量在2min内由126t/h降至0t/h。

05时47分,启动三台柴发并迅速增加至满负荷6MW,增加#6余热机组负荷至6.8MW,同时停运下游部分用电负荷4MW。

05:46:55,#3炉流量126t/h,#3炉MFT信号触发,锅炉蒸发量开始下降。

05:48:43时,#3锅炉流量在1min50s内由126t/h下降至0t/h,影响#1机组主汽压力由9.0MPa下降至7.5MPa左右。

05:46:55时,#3炉MFT动作触发稳控系统启动信号,系统频率稳定,蓄热量充足,稳控动作信号未触发,无稳控联切负荷量。

对于机网协调系统,#1,#2,#3,#4机处于多机调频模式运行,#1、#2、#3、#4机组均投入AGC自动、AVC自动以及抽汽自动控制。锅炉主蒸汽流量及主汽压力下降过程中,机网协调系统自动控制各台机组调门指令,维持系统频率及有功的稳定,同时机组抽汽自动回路控制机组抽汽指令,维持抽汽压力的稳定。

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此次事故过程,由于#3锅炉MFT动作后,系统损失126t/h左右蒸发量,进而影响到蒸汽母管压力由9.1MPa下降至7.5MPa左右,通过机网协调自动控制增加AGC指令,开启高调门,维持机组转速、有功负荷稳定,系统频率稳定在49.95Hz~50.05Hz之间,网内电压稳定在66.7kV左右,小网总有功负荷139.9MW~142MW之间,均未发生较大波动,事故过程中系统频率稳定,蓄热量充足,稳控动作信号未触发,无稳控联切负荷量。

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