660 MW超超臨界機組MFT時爐膛壓力控制策略優(yōu)化

于國強，呂 佳 ，高綏強

（1.江蘇省電力試驗研究院有限公司，江蘇 南京 211103；2.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211102）

1 系統(tǒng)概述

某發(fā)電公司2×660 MW二期超超臨界工程采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG2000/26.15I-I2型鍋爐，超超臨界參數(shù)、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型、滑壓運行直流爐。爐膛深22 162.4 mm，寬15 456.8 mm，頂棚拐點標高72 500 mm。燃燒器為前后墻對沖式，36只低NOX旋流燃燒器各分3層布置在前后墻，在主燃燒器上部設(shè)有AAP和SAAP燃盡風(fēng)。引風(fēng)機驅(qū)動電機為上海電機廠生產(chǎn)的YKK900-6型電機，額定轉(zhuǎn)速995 r/min，引風(fēng)機采用豪頓華公司的ANT-3200/1600B，動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機，額定轉(zhuǎn)速990 r/min。

2 現(xiàn)象描述和原因分析

2.1 現(xiàn)象描述

2009年2月26日，該公司3號機組運行負荷399 MW，爐膛負壓自動回路投入，A、B引風(fēng)機開度分別為47%和53%，爐膛負壓設(shè)定值為-121 Pa。11∶00∶14，由于觸發(fā)主燃料跳閘（MFT），鍋爐滅火，2臺一次風(fēng)機跳閘， 爐膛壓力急劇下降；11∶00∶24，爐膛壓力偏差大使?fàn)t膛壓力自動切除，A、B引風(fēng)機開度維持在41%和45%；11∶00∶26，爐膛壓力達到最低值（當(dāng)時爐膛壓力變送器量程為±4 000 Pa，所以變送器顯示壓力最低值為-4 017Pa，實際壓力應(yīng)該還低于該值）；11∶00∶45， 當(dāng)爐膛壓力恢復(fù)到 463 Pa時，運行人員開始手動增加引風(fēng)機動葉開度。此后相當(dāng)長的時間內(nèi)，爐膛壓力都維持在一個較高的正壓值。具體見圖1。

2.2 原因分析

（1）當(dāng)鍋爐發(fā)生MFT時，常規(guī)單回路的爐膛壓力控制策略已經(jīng)無法快速調(diào)節(jié)爐膛負壓。鍋爐MFT熄火后，爐膛壓力隨著爐內(nèi)溫度的快速下降而急劇下跌，10 s內(nèi)爐膛壓力變化超過了4 000 Pa。在此過程中，雖然引風(fēng)機動葉也關(guān)小了7%，但還是遠遠趕不上爐膛壓力變化的速度，不斷擴大的爐膛壓力偏差最終導(dǎo)致了爐膛壓力自動回路的切除，引風(fēng)機動葉保持在了一個較小的開度。

（2）當(dāng)鍋爐MFT后，爐膛壓力調(diào)節(jié)回路沒有及時投入自動，調(diào)節(jié)壓力。當(dāng)壓力回升時，由于爐膛壓力自動已切除，所以引風(fēng)機動葉開度保持不變，而此時運行人員又忙于別的操作，無法及時對爐膛壓力進行調(diào)節(jié)，這又導(dǎo)致爐膛較長時間處于正壓狀態(tài)。

引風(fēng)機特性曲線[1]如圖2所示。

圖1 舊策略下MFT后爐膛壓力曲線

圖2 風(fēng)機特性曲線

從風(fēng)機特性曲線可以看出，當(dāng)引風(fēng)機動葉開度變化時，流量變化非常明顯。因此，可以在鍋爐MFT后，通過快速關(guān)小引風(fēng)機動葉控制爐膛壓力下降的幅度，從而盡可能減小爐膛負壓峰值，保護設(shè)備；當(dāng)爐膛壓力開始恢復(fù)上升時，也可較快調(diào)節(jié)引風(fēng)機動葉，保證鍋爐壓力快速恢復(fù)到正常值。

3 控制策略的優(yōu)化

（1）MFT發(fā)生后，閉鎖爐膛壓力偏差大退引風(fēng)自動邏輯。

（2）因為鍋爐MFT后短時間內(nèi)，爐膛壓力自動調(diào)節(jié)回路無法較好的調(diào)節(jié)壓力，所以采用超馳關(guān)引風(fēng)機動葉的方法，盡量減小爐膛壓力的負峰值。具體方法如下：鍋爐MFT后若爐膛壓力低于某一定值，則將引風(fēng)機動葉切跟蹤，動葉跟蹤的開度指令為：開度指令=當(dāng)前指令-F（P1）

其中當(dāng)前指令為動葉切跟蹤時的開度指令，P1為MFT發(fā)生時的調(diào)節(jié)級壓力，F(xiàn)（P1）函數(shù)見下表1。

表1 動葉開度指令函數(shù)表

（3）為了避免超馳關(guān)引風(fēng)機動葉時關(guān)得過小，引起引風(fēng)機喘振，在不同的調(diào)節(jié)級壓力下設(shè)置了不同的引風(fēng)機指令下限，具體函數(shù)見表2。

表2 引風(fēng)機指令下限函數(shù)表

（4）當(dāng)爐膛壓力開始回升時，因為回升的速度較慢，所以將爐膛壓力設(shè)定值自動切到-100 Pa，自動投入爐膛壓力控制回路，這樣可保證爐膛壓力在沒有運行人員手動干預(yù)的情況下盡快恢復(fù)到正常值。

4 應(yīng)用效果

邏輯修改后，2009年3月13日晚機組又發(fā)生了一次MFT。MFT前，爐膛壓力-98 Pa，A、B引風(fēng)機動葉開度分別為81%和80.5%。MFT后爐膛壓力和引風(fēng)機壓力調(diào)節(jié)回路動作情況見圖3。

由圖 3 可見，21：08：58 時， 鍋爐發(fā)生 MFT，爐膛壓力開始下降，A、B引風(fēng)機開度指令同時從80%左右瞬間變成 50%；21∶09∶09，爐膛壓力設(shè)定值切換成-100Pa，A、B 引風(fēng)機自動投入自動；21∶09∶14，爐膛壓力達到最低的-3 500 Pa；21∶10∶15， 爐膛壓力即恢復(fù)到20 Pa，并快速向正常值靠攏。

可見，控制策略優(yōu)化后，MFT導(dǎo)致的爐膛壓力負峰值有效減小，從MFT到爐膛壓力降至最低時間為16 s，下降速度得到有效控制。并且爐膛壓力自動回路的迅速投入，爐膛壓力在MFT發(fā)生90 s后就被控制在正常范圍內(nèi)，大大提高了機組的安全性。

圖3 優(yōu)化后的爐膛壓力曲線

5 結(jié)束語

控制策略優(yōu)化后，爐膛壓力得到了較好的控制。但因為考慮到引風(fēng)機動葉關(guān)得過小，短時間內(nèi)幅度過大，小開度持續(xù)時間太長可能會引起風(fēng)機喘振而損壞設(shè)備，所以在邏輯修改時動葉關(guān)小的幅度是比較保守的，這也造成了MFT爐膛負峰值雖然得到了控制但還是偏大，而引風(fēng)機動葉開度也未關(guān)到下限。建議在今后的運行過程中，根據(jù)運行參數(shù)可以適當(dāng)修改開度指令的函數(shù)和小開度持續(xù)的時間，在保護設(shè)備的前提下使?fàn)t膛壓力得到更好的控制。

[1]ANT-3200/1600B.引風(fēng)機安裝、運行、維護說明書[S].豪頓華工程有限公司，2008.