1、引言
　　
　　所謂黑啟動是指整個電力系統(tǒng)因故障停運后，不依賴別的電網(wǎng)的支持，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力機組的啟動，帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大電力系統(tǒng)的恢復(fù)范圍，zui終實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)的恢復(fù)。黑啟動問題實際上就是黑啟動機組經(jīng)長距離啟動路徑，對被啟動電源的母線進行空充，然后逐步帶上被啟動機組的廠用電負荷，啟動被啟動機組，zui后被啟動機組與黑啟動機組并網(wǎng)。
　　
　　一般來講，所有發(fā)電廠的啟動都需要一定的啟動電源的供應(yīng)。水電廠的廠用電負荷相當小，僅為電廠zui大負荷的0.1%-1%;火電廠則大得多，約為5%-8%;核電廠為4%-5%。由于水輪機組對廠用電要求較低，啟動速度快，因此適宜作為黑啟動機組。
　　
　　我國對黑啟動問題的研究還處于起步階段，黑啟動一般采用水電機組去啟動其它火電機組的型式，如華北電網(wǎng)利用北京十三陵抽水蓄能電廠進行過黑啟動石景山火電廠的試驗，華東電網(wǎng)利用天荒坪抽水蓄能電廠啟動華東電網(wǎng)的黑啟動試驗，廣東電網(wǎng)利用廠州蓄能水電廠進行過黑啟動試驗。以上幾次黑啟動試驗都取得了一定的成功，積累了一定的經(jīng)驗。
　　
　　但在目前很多國外工程的設(shè)計中，由于當?shù)仉娏ο到y(tǒng)比較薄弱，大面積停電的情況時有發(fā)生，因此國外的很多火電廠都要求具備黑啟動的能力，并提供黑啟動用的柴油發(fā)電機組，當無法從電網(wǎng)取得電源時應(yīng)能通過柴油發(fā)電機組向電廠中的重要負荷供電來重新啟動發(fā)電機組。
　　
　　下面本文針對本院在國外某2×60MW火電廠工程在投標設(shè)計階段的實際情況，對該工程黑啟動方案的確定和柴油發(fā)電機組的選擇進行了深入的分析。
　　
　　2、黑啟動步驟
　　
　　電廠失電后，需馬上啟動柴油發(fā)電機組，然后啟動工藝專業(yè)的重要電動機以便重新進行發(fā)電機組的啟動，經(jīng)與各工藝專業(yè)進行配合后，確定黑啟動過程中各系統(tǒng)電動機的啟動大致分為以下幾步：
　　
　　1）啟動電廠的水處理系統(tǒng)和輸煤系統(tǒng)，準備進行單元機組的啟動;
　　
　　2）停止水處理系統(tǒng)和輸煤系統(tǒng);
　　
　　3）啟動循環(huán)水泵;
　　
　　4）啟動鍋爐和閉式冷卻水系統(tǒng);
　　
　　5）空壓機及壓縮空氣系統(tǒng)啟動;
　　
　　6）啟動爐供油泵啟動、啟動鍋爐點火;
　　
　　7）機組潤滑油系統(tǒng)啟動;
　　
　　8）EH油系統(tǒng)啟動;
　　
　　9）循環(huán)水系統(tǒng)啟動;
　　
　　10）凝結(jié)水系統(tǒng)啟動;
　　
　　11）給水系統(tǒng)啟動;
　　
　　12）鍋爐燃油系統(tǒng)啟動;
　　
　　13）風(fēng)煙系統(tǒng)啟動，包括引風(fēng)機，一次風(fēng)機，二次風(fēng)機和高壓流化風(fēng)機;
　　
　　14）汽輪機投軸封;
　　
　　15）汽輪機抽真空;
　　
　　16）爐膛吹掃;
　　
　　17）給煤機投入;
　　
　　18）鍋爐點火;
　　
　　19）鍋爐升溫升壓;
　　
　　20）汽輪機沖轉(zhuǎn)升速。
　　
　　3、柴油發(fā)電機組的選擇
　　
　　3.1計算負荷
　　
　　由上述黑啟動步驟可知，當水處理系統(tǒng)和輸煤系統(tǒng)運行結(jié)束后，再啟動其它的輔助系統(tǒng)，由于水處理系統(tǒng)和輸煤系統(tǒng)的電負荷相對比較小，因此在計算柴油發(fā)電機的容量時，可不計入，zui大的同時運行的廠用電負荷如下表所示：
　　　　
　　3.2柴油發(fā)電機容量選擇
　　
　　根據(jù)《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL5153-2002要求，柴油發(fā)電機組容量按下述條件進行選擇計算：
　　
　　1）柴油發(fā)的連續(xù)輸出容量應(yīng)大于柴油機的zui大計算負荷。即應(yīng)滿足：
　　
　　Se≥Sc（3.1）
　　
　　式中：Se-柴油發(fā)電機額定容量（kVA）;
　　
　　Sc-柴油發(fā)電機組的zui大計算負荷（kVA）。
　　
　　由表一可知，Sc為4922kVA，因此，Se應(yīng)大于4922kVA，若選擇柴油發(fā)電機的功率為2000kW，功率因數(shù)為0.8，則柴油發(fā)電機的額定容量為2500kVA，需選擇2臺即可滿足要求。
　　
　　2）柴油發(fā)電機帶負荷起動zui大一臺電動機時過載能力校驗。
　　
　　發(fā)電機在熱狀態(tài)下，能承受150%Se，時間為15s，即：　　
　　3.2
　　
　　式中：PDM-zui大容量電動機額定功率（kW）;
　　
　　Kq-zui大容量電動機的起動電流倍數(shù)，本工程為電動給水泵1600kW，可取6;
　　
　　K-換算系數(shù)，可取0.8　　
　　則：
　　
　　若選擇柴油發(fā)電機的功率為2000kW，功率因數(shù)為0.8，則柴油發(fā)電機的額定容量為2500kVA，需選擇5臺可以滿足zui大容量電動機的啟動要求。
　　
　　綜上所述，本工程需選擇5臺柴油發(fā)電機能滿足黑啟動要求。
　　
　　4、結(jié)論
　　
　　火電廠的黑啟動問題對于我院來講還是一個全新的課題，目前國內(nèi)火電廠的設(shè)計基本不考慮黑啟動用的柴油發(fā)電機組，但對于國外工程來講，一般招標文件都要求考慮黑啟動方案的設(shè)計，因此，本文針對本院某一國外工程在投標設(shè)計階段的實際情況，對黑啟動問題進行了深入地研究，并為今后國外工程中黑啟動方案的設(shè)計提供了參考依據(jù)，具有一定的實際意義。