1000MW超超臨界機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)分析

陳飛　呂康強(qiáng)　梁綱

摘 要：重要輔機(jī)發(fā)生故障跳閘，輔機(jī)出力低于給定功率時，自動控制系統(tǒng)將機(jī)組負(fù)荷快速降低至合適出力，是機(jī)組熱工自動控制系統(tǒng)性能和功能的體現(xiàn)，也是維護(hù)機(jī)組安全的一個重要保障。通過文章的分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：1000MW機(jī)組；快速甩負(fù)荷；輔機(jī)故障；協(xié)調(diào)控制

引言

當(dāng)機(jī)組主要輔機(jī)故障跳閘造成機(jī)組實(shí)發(fā)功率受到限制時，為適應(yīng)設(shè)備出力，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)強(qiáng)制將機(jī)組負(fù)荷減到尚在運(yùn)行的輔機(jī)所能承受的負(fù)荷目標(biāo)值。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的該功能稱為輔機(jī)故障甩負(fù)荷（RUNBACK），簡稱RB。通過RB試驗(yàn)檢驗(yàn)其控制功能、邏輯、時序等設(shè)計的合理性，同時該試驗(yàn)將取得機(jī)組正常運(yùn)行時不易取得的工況數(shù)據(jù)，對機(jī)組安全運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。

1 RB類型和目標(biāo)負(fù)荷

浙江某電廠5號機(jī)組鍋爐為上海鍋爐廠引進(jìn)法國阿爾斯通公司技術(shù)生產(chǎn)的SG3091/27.56-M54X超超臨界塔式直流爐，主要輔機(jī)配置為2臺送、引、一次風(fēng)機(jī)以及2臺空預(yù)器，6臺HP-1163型中速磨煤機(jī)（5臺運(yùn)行，1臺備用）。汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)廠和德國SIEMENS公司聯(lián)合設(shè)計制造的N1000-26.25/600/600（TC4F）超超臨界機(jī)組，每臺機(jī)組設(shè)置兩臺50%容量的汽動給水泵組。主要輔機(jī)中任一臺故障，滿足條件觸發(fā)RB，RB觸發(fā)后將根據(jù)跳閘輔機(jī)類型來設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷和相應(yīng)的控制程序。機(jī)組的最大允許出力切換為RB目標(biāo)負(fù)荷，各RB類型判別和目標(biāo)負(fù)荷如表1：

2 RB觸發(fā)條件

2.1 基本條件：燃料主控投自動、給水控制投自動、負(fù)荷大于500MW、RB功能子環(huán)投入。

2.2 RB判別回路：單元機(jī)組的功率，鍋爐主控指令，和鍋爐最大可能出力小選后減1，經(jīng)過一個速率限制器輸出，當(dāng)該輸出值大于機(jī)組最大可能出力時，比較器Max2端置1，觸發(fā)機(jī)組RB。

此回路能保證機(jī)組只有出現(xiàn)最大可能出力突然降低（輔機(jī)停運(yùn)），才會觸發(fā)RB；當(dāng)負(fù)荷或者鍋爐指令異常升高至大于機(jī)組最大可能出力時，不會導(dǎo)致RB誤動。簡單而言，只有機(jī)組出現(xiàn)輔機(jī)停運(yùn)時，才會觸發(fā)RB，而譬如高加解列等造成負(fù)荷上升值超過最大可能出力值是不會觸發(fā)RB的。

2.3 減負(fù)荷速率和降壓速率

RB發(fā)生后，鍋爐將快速減負(fù)荷至尚在運(yùn)行輔機(jī)所能承受的目標(biāo)負(fù)荷，汽輪機(jī)控制主蒸汽降壓速率不超過某一限值，使機(jī)組平穩(wěn)過渡到下一平衡點(diǎn)。減負(fù)荷速率和降壓速率由跳閘設(shè)備的特點(diǎn)所決定。各輔機(jī)RB時，鍋爐指令下降速率和主汽壓降壓速率限制如下：

燃料RB為50%和0.5Mpa/min

空預(yù)器、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)RB為100%和1Mpa/min

一次風(fēng)機(jī)和給水泵RB為200%和1.5Mpa/min

3 RB主要聯(lián)鎖

●機(jī)組由CCS方式切至TF方式，負(fù)荷指令跟蹤當(dāng)前負(fù)荷值，負(fù)荷速率限制失效。

●主汽壓力設(shè)定值跟蹤實(shí)際壓力，經(jīng)RB降壓速率限制器限速后送至DEH作為汽輪機(jī)壓力控制值，原變壓速率限制失效。

●鍋爐指令按RB減負(fù)荷速率降至目標(biāo)負(fù)荷，并在RB復(fù)歸前不可控。

●除燃料RB不觸發(fā)跳磨外，其他RB均通過跳閘磨煤機(jī)實(shí)現(xiàn)快速減負(fù)荷，并最終保留3臺磨運(yùn)行。RB觸發(fā)瞬間跳閘一臺制粉系統(tǒng)，間隔10秒后跳閘第二臺磨，10秒后跳閘第三臺磨（6臺磨運(yùn)行時）。一次風(fēng)機(jī)RB時，跳磨間隔為2秒。跳磨順序均為A-F-E。

●汽輪機(jī)控制由限壓方式切至初壓方式，DEH遙控自動撤出。

●機(jī)組一次調(diào)頻退出，高旁壓力設(shè)定值降低0.6MPa。

●停止熱值校正。

●氧量校正自動撤出，跟蹤實(shí)際氧量。

●延時7min后，給水焓值控制器閉鎖增焓（即不論焓值多低，均不會因焓值而減少給水）。

一次風(fēng)機(jī)RB做了較多針對性設(shè)置，主要項目如下：

仍運(yùn)行的一次風(fēng)機(jī)動葉保護(hù)開；程控投C層油槍；B、C、D制粉系統(tǒng)風(fēng)量低跳閘延時由3s改為30s；B、C、D、E制粉系統(tǒng)冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板自動開10s；2min后增加給水約90T/H。

4 RB復(fù)歸

RB有手動和自動兩種復(fù)歸方式。手動復(fù)歸由運(yùn)行人員在OT畫面上操作，但必須等到RB降壓速率限制器前后差壓小于0.2Mpa（主汽壓力穩(wěn)定），且無RB條件存在后才允許復(fù)歸。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷與目標(biāo)負(fù)荷偏差小于2%時RB自動復(fù)歸，但RB降壓速率限制器仍有效，直到RB降壓速率限制器前后差壓小于0.2Mpa，該限制器才失效。RB復(fù)歸后，機(jī)組恢復(fù)至正常TF方式，鍋爐主控恢復(fù)手動控制。一般而言，負(fù)荷和壓力的雙重穩(wěn)定才算RB結(jié)束。

5 RB校驗(yàn)（以燃料RUNBACK和送/引風(fēng)機(jī)RUNBACK試驗(yàn)為例）

5.1 試驗(yàn)過程

接值長令，開始相關(guān)RB試驗(yàn)，觸發(fā)RB，機(jī)組由CCS方式切至TF方式，限壓切為初壓方式，相關(guān)制粉系統(tǒng)跳閘動作正常，其它參數(shù)如下：

5.2 試驗(yàn)分析

輔機(jī)RB后鍋爐主控指令：2臺制粉系統(tǒng)跳閘鍋爐主控指令降為63%，送、引風(fēng)機(jī)RB后鍋爐主控指令為50%。隨著鍋爐主控的迅速下降，給水量快速減少，機(jī)爐側(cè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)匹配較好，整個實(shí)驗(yàn)過程沒有發(fā)生嚴(yán)重的水煤比失調(diào)。

爐膛負(fù)壓分析：送、引風(fēng)機(jī)RB時爐膛負(fù)壓波動為-235/127Pa，2臺制粉系統(tǒng)RB時負(fù)壓波動更大，為-1196/650Pa，這主要是由于送/引風(fēng)機(jī)RB時同側(cè)風(fēng)機(jī)聯(lián)跳，在總體上保持了鍋爐爐膛進(jìn)出工質(zhì)的平衡。同時，送/引風(fēng)機(jī)RB比燃料RB時引風(fēng)機(jī)靜葉開度要大，引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)特性相對較好。

溫度分析：RB實(shí)際動作過程中，中間點(diǎn)溫度、過熱度波動較大，先下降，再迅速反彈，燃料RB時中間點(diǎn)溫度最高477℃，過熱度74℃；送、引風(fēng)機(jī)RB時中間點(diǎn)溫度最高466℃，過熱度最高達(dá)到71℃。

6 結(jié)束語

通過燃料和送、引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)校驗(yàn)了本機(jī)組RB功能相關(guān)邏輯基本合理，當(dāng)重要輔機(jī)故障時，能夠保證機(jī)組安全運(yùn)行。試驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)在機(jī)組正常運(yùn)行時無法取得的，而這些數(shù)據(jù)對機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行及事故處理具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]岳建華.西門子T3000和TXP系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2012.

作者簡介：陳飛（1984-），男，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，助理工程師，從事發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。