绪论
随着我国经济实力的不断增强，电力工业也在飞速发展。近10年来，大容量、高参数、高效率的超临界火电机组在我国已成为主力机组。要确保超临界机组安全、稳定、经济运行，仿真培训显得十分重要。
为了更好地结合超临界机组运行实际，本书选取一典型600MW超临界火电机组为仿真对象，并以此为基础，全面讲述机组的仿真运行操作。本章介绍了仿真机组的各设备系统的组成、流程和功能，在此基础上，讲述七个项目的运行知识与操作技能仿真。
一、锅炉设备概述
600MW超临界机组锅炉为东方锅炉厂引进技术制造的国产超临界参数、变压、直流、本生型锅炉，锅炉型号DG1900/25.4—Ⅱ1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置，采用内置式启动分离系统。
设计用煤：锅炉设计燃用贫煤与烟煤的混煤，在 BMCR 工况下，燃用发热量Qar，net=22570kJ/kg的设计煤种时，燃料消耗量约为245t/h。
调温方式：过热汽温主要通过调节燃料和给水配比并配合一、二级减温水调整，再热汽温主要通过置于尾部烟道的调温烟气挡板调节。
锅炉运行方式：带基本负荷并参与调峰，30%～90%ECR（额定工况）负荷段滑压运行，其余负荷段定压运行。
制粉系统：采用双进双出钢球磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统，每台炉配置6台磨煤机，5台运行1台备用。
燃烧设备：采用HT—NR3旋流燃烧器，前后墙布置、对冲燃烧；每面墙3层，每层4只燃烧器，每只燃烧器都配备有一阀双枪控制的小出力点火油枪，前、后墙中层各燃烧器中心还配置有大出力的启动油枪；在三层燃烧器上方，前、后墙各布置了一层燃尽风口，以实现分阶段按需送风、组织合理的炉内气流结构、防止火焰贴墙、使燃烧完全的目的。
给水调节：机组配置2×50%BMCR汽动给水泵和1台30%BMCR容量的电动调速给水泵。
配用汽轮机旁路系统：采用30%BMCR容量高、低压串联旁路。锅炉设计最低不投油稳燃负荷：不大于45%BMCR负荷。
1.锅炉设备规范
锅炉设备规范见表0-1。
表0-1 锅炉设备规范
省煤器出口过剩空气系数
1.15
1.15
1.15
1.15
1.22
1.35
1.46
注 BMCR—锅炉最大连续蒸发量工况；BRL—锅炉额定工况；THA—热耗率验收工况。
2.燃煤成分及特性
燃煤成分及特性见表0-2。
表0-2 燃煤成分及特性
氧化钠
Na2O
%
0.71
1.0
0.44
续表
计算燃料消耗量
B
t/h
240.9
268.01
220.9
3.炉受热面有关技术规范
炉受热面有关技术规范见表0-3。
表0-3 炉受热面有关技术规范
数量
根
759
续表
水容积
m3
352（全部再热器系统）
4.燃烧设备
燃烧设备见表0-4。
表0-4 燃烧设备
实际煤耗量
kg/s
68.1
二、汽轮机设备概述
600MW 汽轮机为上海汽轮机厂生产的超临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机，型号为N600-24.2/566/566。汽轮机为具有冲动式调节级和反动式压力级的混合型式，共48级叶轮，其中高压缸1+11级，中压缸8级，低压缸2×2×7级，具有8段不调整抽汽。主蒸汽通过汽轮机两侧的高压主汽阀—调节阀组件进入汽轮机，其中高压进汽管两根接在上缸，两根接在下缸，分别经进汽套管连接到高压缸上。
1.高压调节阀布置图
高压调节阀布置图如图0-1所示。
图0-1 调节气阀—主蒸汽管—喷嘴组布置图
（从调速器端向发电机看）
2.汽轮发电机组临界转速
汽轮发电机组临界转速见表0-5。
表0-5 汽轮发电机组临界转速
发电机转子
820
763
2300
2200
3.汽轮机主要设计参数
汽轮机主要设计参数见表0-6。
表0-6 汽轮机主要设计参数
汽耗
kg/（kW·h）
2.77
3.016
2.797
2.816
2.43
2.73
2.7
2.78
注 TRL—铭牌工况；TMCR—最大保证工况；VWO—调节阀全开工况。
4.汽轮机各级抽汽参数
汽轮机各级抽汽参数见表0-7。
表0-7 汽轮机各级抽汽参数
八
0.016 0.018
0.016
0.017 54.87
57.8
56.3
57.24
30
38
36
40
三、发电机设备概述1.发电机冷却系统
600MW发电机为上海电机厂生产的QFSN-600-2水—氢—氢汽轮发电机。定子线圈采用水内冷，定子铁芯及定子端部采用氢外冷，转子采用氢内冷。
2.发电机的结构
发电机定子铁芯采用高导磁、低损耗的无取向冷轧硅钢板冲制并绝缘叠装而成，紧固成整体。发电机定子共设42槽，每槽设上、下两层线棒，线圈由空实心铜线由1∶2的比例交叉组成线棒。为保证氢气的冷却和防止氢气外漏，在两端各设有两组氢气冷却器和一个双流双环式密封瓦。
3.发电机励磁系统
600MW发电机励磁系统采用静态自并励方式：发电机出口励磁变（3×2300kVA，203/0.88kV）经励磁功率柜整流调节后由磁场开关通过发电机集流器送入发电机转子；励磁调节器（ABB UN5000）为双自动通道（内含自动/手动）加双手动通道。励磁功率柜按n-1方式配置，共设5柜。
4.发电机规范
发电机规范见表0-8。
表0-8 发电机规范
额定转速
r/min
3000
续表
制造厂家
上海汽轮发电机有限责任公司
四、机组控制系统
1.模拟量控制系统（MCS）
模拟量控制系统（Modulation Control System，MCS）是将汽轮发电机组的锅炉—汽机当作一个整体进行控制的系统。炉侧 MCS 指锅炉主控制系统、锅炉燃料量控制系统、送风控制系统、引风控制系统、启动分离器储水箱水位控制系统及蒸汽温度控制等系统；机侧MCS指除氧器压力与水位调节系统、凝汽器水位调节系统、闭式水箱水位调节系统、高加与低加水位调节系统及辅汽压力调节系统等。MCS担负着生产过程中水、汽、煤、油、风、烟诸系统的主要过程变量的闭环自动调节及整个单元汽轮发电机组的负荷控制任务。
2.顺序控制（SCS）
顺序控制系统（Sequence Control System，SCS）是将机组的部分操作按热力系统或辅助机械设备划分成若干个局部控制系统，按照事先规定的顺序进行操作，以达到顺序控制的目的。炉侧顺序控制的范围包括送风机、引风机、一次风机、空气预热器、炉膛吹灰系统等。机侧顺序控制的范围包括汽机润滑油系统、凝泵、高加、除氧器、低加、真空泵、轴封系统、循环水系统、闭式水系统、汽泵、电泵、内冷水系统、密封油系统、胶球清洗系统等。
3.锅炉炉膛安全监控（FSSS）
炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，FSSS）能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数和状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种顺序控制和联锁装置，使燃烧系统中的有关设备（如磨煤机、给煤机、油枪、火检冷却风机等）严格按照一定的逻辑顺序进行操作或处理未遂事故，以保证锅炉的安全。同时炉膛安全监控系统还具有燃烧管理功能，它通过对锅炉的各层燃烧器进行投切控制，满足机组启停和增减负荷的需要，对锅炉的运行参数和状态进行连续监视，并自动地完成各种操作和保护动作，如紧急切断燃料供应和紧急停炉，以防止事故扩大。
4.电气控制（ECS）
电气ECS系统（Electrical Control System，ECS）的主要作用是发电机的启、停控制及逻辑，厂用电系统各开关的控制及逻辑，电气系统的各参数与设备状态的监视，继电保护动作情况、故障报警及事件顺序记录。
5.汽轮机DEH系统
汽轮机DEH系统（Digital Electrical Hydraulic，DEH）的主要作用是调节汽轮机的转速，可完成挂闸、自动判断热状态、选择启动方式、升速、3000r/min定速、发电机假同期试验、并网带负荷、升负荷、阀切换、单阀/顺序阀切换、调节级压力反馈、负荷反馈、一次调频、CCS控制、ATR热应力控制、高负荷限制、低负荷限制、阀位限制、主蒸汽压力限制、快卸负荷、超速限制OPC、负荷不平衡、超速保护OSP、喷油试验、超速试验、阀门活动试验、阀门在线整定、电磁阀试验、控制方式切换等功能。
6.旁路控制系统（BCS）
旁路控制系统（Bypass Control System，BCS），旁路系统是一个独立的系统，旁路控制能够完成旁路操作的确切要求，并能完成安全功能或快开/快关功能，其基本组成部分为高旁控制器和低旁控制器，主要实现高低旁的压力控制和温度控制。
7.汽泵组MEH系统
汽泵组MEH（Micro Electrical Hydraulic，MEH）系统，其主要作用是调节汽泵组的转速，可完成挂闸、升速、定速、CCS控制、超速保护等功能。
五、机组主要保护1.汽轮机ETS保护
汽轮机ETS（Emergency Trip System，紧急跳闸系统）保护见表0-9。
表0-9 汽轮机ETS保护
凝汽器真空低
kPa
20.3
四只AST电磁阀全动
注 TST是汽轮机安全监视系统。
2.汽轮机主要联锁保护
汽轮机主要联锁保护见表0-10。
表0-10 汽轮机主要联锁保护
低Ⅱ值
MPa
9.3
停机
3.锅炉MFT保护
锅炉MFT（Main Fuel Trip，燃料跳闸）保护见表0-11。
表0-11 锅炉MFT保护
5.退所有油枪和点火枪，点火器停止打火
续表
12.如系炉膛压力异常造成的MFT，跳引、送风机
4.发变组保护
发变组保护见表0-12。
表0-12 发变组保护
反时限全停
续表
三、
保护C柜（单重保护）
续表
6.瓦斯保护
延时发变组全停Ⅱ
注 1.发电机全停：跳发电机出口开关、灭磁开关，关主汽门。
2.发变组全停Ⅱ：发电机全停所有出口，跳内桥开关、跳主变高压侧开关、跳高厂变低压侧分支开关及切换分支电源、
跳高公变低压侧开关。
3.发变组全停Ⅰ：发变组全停Ⅱ所有出口，启动500kV开关失灵保护。4.程序跳闸：关主汽门，闭锁热工保护。