越南廣寧電廠二期MCS調(diào)試中存在的問題及解決方法

許 淼，戴永峰

(1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006;2.中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518000)

越南廣寧電廠二期MCS調(diào)試中存在的問題及解決方法

許 淼1，戴永峰2

(1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006;2.中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518000)

介紹了越南廣寧電廠二期工程2×300 MW機(jī)組在模擬量控制系統(tǒng) (MCS)調(diào)試過程中風(fēng)量補(bǔ)償、給水控制時(shí)自動搶水和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) (CCS)控制模式下主汽壓力波動大3個(gè)主要問題，分別進(jìn)行分析，并給出了相應(yīng)解決方法，為之后的送風(fēng)自動、氧量自動、負(fù)荷擾動試驗(yàn)、RB試驗(yàn)和甩負(fù)荷試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)，保證了機(jī)組長期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

MCS;風(fēng)量補(bǔ)償;給水控制;自動搶水;煤粉混合器

越南廣寧電廠二期工程2×300 MW機(jī)組鍋爐是由上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)，采用ALSTOM技術(shù)的控制循環(huán)、一次中間再熱、雙拱形爐膛 (W型火焰)、中間儲倉式煤粉汽包爐。汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的亞臨界、單軸、一次中間再熱、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)。本文以3號機(jī)組為例，對在機(jī)組調(diào)試過程中MCS存在的一些問題進(jìn)行了分析，并給出了相應(yīng)的解決方法。

1 模擬量控制系統(tǒng)概述

模擬量控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)的控制作用由被控變量通過反饋通路引向控制系統(tǒng)輸入端所形成的控制系統(tǒng)，也稱閉環(huán)控制或反饋控制系統(tǒng)［1］。它常包含參數(shù)自動調(diào)節(jié)及偏差報(bào)警等功能。火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)是鍋爐、汽輪機(jī)及其輔助系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)自動控制系統(tǒng)的總稱［2］。

越南廣寧電廠二期工程2×300 MW機(jī)組的MCS主要包括:負(fù)荷指令控制、協(xié)調(diào)控制、燃料控制、給水控制、送風(fēng)及氧量控制、爐膛負(fù)壓控制、汽溫控制、一次風(fēng)壓控制、燃油壓力控制、除氧器和凝汽器水位控制和其它的單回路控制。

2 MCS存在問題及解決方法

2.1 風(fēng)量補(bǔ)償

2.1.1 存在問題

越南廣寧電廠期工程2×300 MW機(jī)組的風(fēng)量測量為江陰市節(jié)流裝置廠有限公司生產(chǎn)的機(jī)翼測風(fēng)裝置，本臺機(jī)組共配備9臺測風(fēng)裝置。2012年10月13日，3號機(jī)組做了80%工況下的通風(fēng)試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 80%工況下的通風(fēng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

由表1可見，實(shí)際測量的各項(xiàng)風(fēng)量與DCS顯示的風(fēng)量有很大差別，通過對風(fēng)量設(shè)計(jì)說明書和現(xiàn)場實(shí)際情況對比，發(fā)現(xiàn)實(shí)際的風(fēng)量裝置管道的工作壓力不超過1.0 kPa，而設(shè)計(jì)的風(fēng)量裝置管道工作壓力為3.21 kPa。各項(xiàng)風(fēng)量裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

表2 風(fēng)量裝置設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1.2 解決方法

由于測量裝置已經(jīng)安裝完畢，工期也較緊，更換風(fēng)量裝置已經(jīng)不太可能，只能通過其它方式來解決。解決方法如下:首先更換風(fēng)量測量的差壓變送器，原設(shè)計(jì)為量程0～1 kPa的變送器，現(xiàn)更換為0～0.5 kPa的差壓變送器。其次是在機(jī)組額定功率300 MW對各項(xiàng)風(fēng)量進(jìn)行補(bǔ)償。以空預(yù)器A出口二次風(fēng)流量為例，介紹風(fēng)量補(bǔ)償系數(shù)的計(jì)算方法。

本臺機(jī)組的送風(fēng)機(jī)為上海鼓風(fēng)機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的軸流式風(fēng)機(jī)，型號為FAF204-10-1。機(jī)組負(fù)荷為300 MW時(shí)送風(fēng)機(jī)A的運(yùn)行參數(shù)如表3所示。

表3中的動中角度通過送風(fēng)機(jī)指令與動葉角度關(guān)系 (如表4所示)得出。當(dāng)空預(yù)器A出口二次風(fēng)流量未經(jīng)過補(bǔ)償，即風(fēng)量補(bǔ)償系數(shù)為1時(shí)，DCS顯示的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量為317 750 Nm3/h，通過送風(fēng)機(jī)A的動葉角度和比功查性能曲線圖 (如圖1所示)得出的風(fēng)量為125 m3/s，即450 000 m3/h，換算成標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量為425 835 Nm3/h，所以DCS風(fēng)量補(bǔ)償系數(shù)應(yīng)為 1.34。

表3 送風(fēng)機(jī)A在300 MW時(shí)的運(yùn)行參數(shù)表

表4 送風(fēng)機(jī)指令與動葉角度關(guān)系表

圖1 送風(fēng)機(jī)性能曲線圖

2.2 給水控制

2.2.1 存在的問題

本機(jī)組共配置3臺電動給水泵，每臺電泵出力為50%Pe。當(dāng)1臺電動給水泵跳閘，備用泵必須聯(lián)鎖啟動。在試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)備用泵聯(lián)鎖啟動沒問題，但是電動給水泵液力耦合器指令需要運(yùn)行人員手動操作，未能實(shí)現(xiàn)自動搶水，給機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大隱患［3］。

2.2.2 解決方法

首先對給水控制邏輯進(jìn)行修改，在備用泵聯(lián)鎖啟動2 s后，液力偶合器投入自動。其次修改調(diào)節(jié)回路，使備用泵在啟動后能自動增加指令，參與汽包水位的自動調(diào)節(jié)，無需運(yùn)行人員手工操作，達(dá)到自動搶水的目的。給水控制邏輯如圖2所示。

由圖2可見，給水控制有1個(gè)同操器M，3臺給水泵分別由M1、M2、M3控制，每臺泵都有1個(gè)偏置BIAS，該偏置的輸出范圍為±10。當(dāng)備用泵聯(lián)鎖啟動并投入自動后，該備用汞的指令就是同操指令加上偏置后的數(shù)值，這樣就實(shí)現(xiàn)了自動增加指令，實(shí)現(xiàn)了自動搶水。實(shí)際的運(yùn)行曲線如圖3所示。

圖2 給水控制邏輯簡圖

圖3 給水控制自動搶水實(shí)際運(yùn)行曲線圖

由圖3可見，當(dāng)給水泵C跳閘后，備用給水泵B聯(lián)鎖啟動，液力偶合器的指令自動緩慢增加，在整個(gè)過程中對汽包水位的影響很小。

2.3 CCS控制模式下主汽壓力波動大

2.3.1 存在的問題

在機(jī)組投入CCS控制模式后，主汽壓力和機(jī)組負(fù)荷波動都很大。在各種運(yùn)行工況下的觀察，發(fā)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷在240～260 MW時(shí)，主汽壓力相對穩(wěn)定，負(fù)荷大于260 MW時(shí)主汽壓力波動非常嚴(yán)重。經(jīng)過分析，一次風(fēng)管差壓的波動對主汽壓力的影響很大，一次風(fēng)管差壓與主汽壓力的變化趨勢如圖4所示。

由圖4可見，在總給煤量、給粉機(jī)指令不變時(shí)，2臺給粉機(jī)的一次風(fēng)管差壓有大的波動時(shí)，主汽壓力就變化很大，由09:17:28的13.33 MPa一直升到09:20:12的14.65 MPa，變化率達(dá)到0.44 MPa/min。

2.3.2 解決方法

本臺機(jī)組鍋爐給粉系統(tǒng)和一次風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)備由2臺一次風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)箱，16臺給粉機(jī)和32個(gè)煤粉混合器組成。一次風(fēng)管差壓的波動大是由于來粉不均造成的，需要通過2個(gè)方面來解決此問題。

圖4 一次風(fēng)管差壓與主汽壓力變化趨勢圖

a. 修改控制邏輯

首先對CCS邏輯所在的控制器的掃描周期進(jìn)行了修改，由原來的300 ms改為1 000 ms，這樣給粉機(jī)指令的變化比較平滑。其次是對16臺給粉機(jī)的指令偏置進(jìn)行了限制，由原來的±50改為±20，這樣在給粉機(jī)投入自動時(shí)，每臺給粉機(jī)的出力是相對平衡的，保證一次風(fēng)壓的穩(wěn)定［4］。

b. 改造煤粉混合器

通過在各種工況下的運(yùn)行觀察，做了大量的試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，造成來粉不均的主要原因是煤粉混合器的設(shè)計(jì)出力余量偏小［5］。需要對煤粉混合器進(jìn)行改造，具體改造如下:降低煤粉混合器內(nèi)隔板位置，垂直徑向下移50 mm，隔板下平面與圓管內(nèi)壁垂直距離為40 mm，這樣就會增加隔板上部通流面積，提高帶粉能力，隔板下部可少量通流，防止混合器堵粉。擴(kuò)寬下粉口鴨嘴，由原來的76 mm擴(kuò)至120 mm，并且改下粉口背風(fēng)面直角過渡改為斜角過渡，角度為30°左右，便于煤粉的流動。改造后的設(shè)計(jì)圖如圖5所示。

圖5 改造后的煤粉混合器設(shè)計(jì)圖

3 結(jié)束語

越南廣寧電廠二期3號機(jī)組MCS調(diào)試中存在的風(fēng)量補(bǔ)償、給水控制的自動搶水和CCS控制模式下主汽壓力波動大這3個(gè)主要問題的解決，為之后相關(guān)自動調(diào)節(jié)回路的順利投入、各項(xiàng)性能試驗(yàn)和滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，保證了機(jī)組長期、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行［6］。

［1］ 趙志強(qiáng)，秦 義.火力發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)淺析 ［J］.東北電力技術(shù)，2002，23(11):39-41.

［2］ 李毅杰.華能汕頭電廠機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)性能分析、改進(jìn)及調(diào)試投運(yùn)［J］.熱力發(fā)電，2001，33(6):41-44.

［3］ 唐權(quán)利，張仰恒，王 偉.300 MW鍋爐汽包水位保護(hù)動作分析及措施［J］.東北電力技術(shù)，2012，33(3):44-46.

［4］ 單英雷.CCS調(diào)試中的問題及解決方法［J］.華東電力，2004，32(6):52-53.

［5］ 羅強(qiáng)駿.GD1025/18.2-Ⅱ4型鍋爐風(fēng)粉混合器改造探討［J］.四川電力技術(shù)，2008，31(4):21-23.

［6］ 焦 健，趙志強(qiáng).660 MW超超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略［J］.東北電力技術(shù)，2010，31(3):27-32.

Problems and Solutions to MCS Debugging in PhaseⅡProject of Vietnam Quang Ninh Thermal Power Plant

XU Miao1，DAI Yong-feng2
(1.Electric Power Research Institue of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China;2.China Nuclear Power engineering Co.，Ltd.，Shenzhen，Guangdong 518000，China)

This paper introduces three major problems of air flow compensation coefficient，automatic fast water supply and main steam pressure fluctuation in the CCS control mode in Modulating Control System(Referred to as MCS)debugging in Quang Ninh Thermal Power Plant of Vietnam PhaseⅡ 2 ×300 MW Unit.Each of them is analyzed，and the corresponding solutions are given，thus laying a good foundation for air flow control，oxygen trim control，load ramp test，RB test and load rejection test to ensure long-term stable，safe operation.

MCS;Air flow compensation;Feed water control;Fast water supply;Pulverized coal mixer

TM621

A

1004-7913(2014)03-0049-03

許 淼 (1979—)，男，學(xué)士，助理工程師，主要從事火電廠熱控調(diào)試工作。

2013-11-26)