主機快減負荷邏輯的優(yōu)化與實現(xiàn)

姚秀娟

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

1 問題的提出

華電國際鄒縣發(fā)電廠(以下簡稱鄒縣電廠)#1機組于1985年投產(chǎn)，鍋爐為1 000 t/h亞臨界壓力中間再熱自然循環(huán)單爐膛燃煤汽包爐，汽機為亞臨界、中間再熱、四缸、四排汽、沖動凝汽式335 MW機組。鄒縣電廠#1機組的脫硫裝置于2010年投產(chǎn)，按照山東省環(huán)保局魯環(huán)辦函〔2012〕106號文《關(guān)于做好燃煤機組脫硫煙氣旁路拆除工作的通知》的要求，將#1機組的脫硫旁路擋板全部拆除。

1.1 脫硫側(cè)相應(yīng)邏輯的修改

旁路擋板拆除后，為適應(yīng)設(shè)備的變動，脫硫側(cè)相應(yīng)的邏輯應(yīng)進行修改。

(1)取消以下煙氣脫硫(FGD)保護條件：鍋爐主燃料跳閘(MFT)信號，增壓風機出口煙氣溫度高高延時10 s，增壓風機入口原煙氣壓力高高延時30 s，增壓風機入口原煙氣壓力低低延時30 s，4臺漿液循環(huán)泵全部跳閘和增壓風機跳閘。

(2)當吸收塔入口煙溫高于180 ℃時，增加聯(lián)鎖投入事故噴淋、聯(lián)開除霧器沖洗水門。

(3)當4臺漿液循環(huán)泵全部跳閘、吸收塔入口煙溫高于80 ℃且延時10 s時，增加MFT。

(4)當吸收塔入口煙溫高于180 ℃且延時10 s時，增加MFT。

(5)當增壓風機出口煙氣溫度高高(高于180 ℃)時，增加報警。

(6)當增壓風機入口原煙氣壓力高高(高于1 500 Pa)時，增加報警。

(7)當增壓風機入口原煙氣壓力低低(低于-1 500 Pa)時，增加報警。

(8)增壓風機保護。增壓風機軸承溫度高保護邏輯修改，改為任意2個軸承溫度高于90 ℃跳閘。取消增壓風機電動機軸承溫度高保護，改為高于80 ℃一級報警，高于90 ℃二級報警。取消增壓風機電動機線圈溫度高高保護，改為高于95 ℃一級報警，高于115 ℃二級報警。取消增壓風機軸承水平、垂直振動大保護，改為二級報警。取消增壓風機運行60 s后原煙氣擋板全關(guān)保護。取消FGD保護動作保護。取消凈煙氣擋板全關(guān)保護。取消增壓風機控制油壓低保護，改為二級報警。

(9)原脫硫旁路擋板改為增壓風機小旁路門，保持其原有的快開慢關(guān)功能，快開按鈕保留，增壓風機小旁路快開條件為增壓風機停運及增壓風機跳閘條件。增壓風機入口原煙氣擋板修改邏輯帶有中間停功能。

(10)原煙氣擋板允許開條件：取消凈煙氣擋板全開條件和煙氣系統(tǒng)啟動允許。

(11)原煙氣擋板允許關(guān)條件：取消上部或下部旁路擋板全開；增加吸風機全停及增壓風機停運。

(12)原煙氣擋板保護關(guān)條件：取消增壓風機停運且上下部旁路擋板全開。

(13)凈煙氣擋板允許開條件：取消煙氣系統(tǒng)啟動允許。

(14)凈煙氣擋板允許關(guān)條件：取消旁路擋板全開；增加風機停運條件，修改為增壓風機停運且吸風機全停。

(15)凈煙氣擋板聯(lián)鎖關(guān)條件：取消增壓風機停止延時1 800 s與吸收塔煙氣排空電動門開。

(16)增壓風機動調(diào)強開條件：增加增壓風機跳閘且任一油泵運行。

(17)增壓風機動調(diào)強關(guān)條件：取消增壓風機停運；取消增壓風機動葉手動并全關(guān)。

(18)增壓風機動調(diào)禁止增減條件：當增加無增壓風機動調(diào)強開指令且原邏輯中的其他條件觸發(fā)時，方可禁止增減。

(19)漿液循環(huán)泵保護條件：取消漿液循環(huán)泵電動機定子線圈溫度高于140 ℃報警，改為高于95 ℃一級報警，高于115 ℃二級報警。

(20)脫硫的順控邏輯中的煙氣啟動條件：取消漿液循環(huán)泵至少2臺運行；取消無FGD保護信號；取消任一引風機運行；取消無爐跳閘信號。

(21)增加吸收塔入口煙溫至主機分散控制系統(tǒng)(DCS)顯示。

(22)增加FGD出口NOx質(zhì)量濃度至主機DCS系統(tǒng)顯示。

(23)增加增壓風機停運信號至主機DCS系統(tǒng)顯示。

在主機MFT中，增加FGD保護條件，在脫硫DCS中，相應(yīng)邏輯將所有需要MFT的保護條件綜合為FGD保護動作，將3個輸出信號至主機DCS，在主機MFT邏輯中，做出三取二判斷后，發(fā)FGD保護動作MFT信號。

1.2 吸收塔入口事故噴淋裝置邏輯修改

入口煙溫高于175 ℃聯(lián)投事故噴淋，排煙溫度低于130 ℃聯(lián)停。4臺漿液循環(huán)泵全停，聯(lián)投事故噴淋，排煙溫度低于80 ℃聯(lián)關(guān)。1臺漿液循環(huán)泵運行，聯(lián)投事故噴淋，排煙溫度低于80 ℃聯(lián)關(guān)事故噴淋。工作結(jié)束后，系統(tǒng)可以運行。

當脫硫系統(tǒng)旁路擋板拆除后，若脫硫增壓風機跳閘，整個脫硫系統(tǒng)的煙道阻力會使吸風機超負荷運行，嚴重時會導(dǎo)致吸風機喘振，從而使爐膛壓力上升至鍋爐MFT動作值，由于脫硫集控室和主機集控室都是分開設(shè)置，運行人員的緊急操作難度非常大，很難避免機組停運?，F(xiàn)在國內(nèi)還沒有成熟的邏輯來應(yīng)對這種情況。因此，當旁路擋板拆除后，還需要設(shè)計這樣一套邏輯：當增壓風機跳閘后，能夠根據(jù)增壓風機、吸風機的出力以及整個脫硫系統(tǒng)的阻力等實際情況，使機組自動執(zhí)行減負荷等一系列動作，這套邏輯筆者姑且稱之為快減負荷(RB)邏輯，當增壓風機跳閘時，RB邏輯動作，使相應(yīng)的排粉機跳閘，減少燃料量的輸入，機組目標負荷降低，機組減負荷，從而保證吸風機乃至整臺機組的安全運行。

2 RB保護動作目標值的確定

邏輯搭建完成后，通過試驗來驗證邏輯的正確與降負荷的目標值是否合適，機組的主要參數(shù)是否都在允許的波動范圍內(nèi)(如爐膛壓力、主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、增壓風機出口煙氣溫度等)。為驗證增壓風機在停運狀態(tài)下吸風機的帶負荷能力及確定增壓風機跳閘RB邏輯保護動作目標參數(shù)，需要進行#1鍋爐吸風機帶負荷出力試驗。

2.1 試驗已知條件

當增壓風機入口原煙氣煙道安全門動作值為2 000 Pa時，試驗壓力定為1 500 Pa，增壓風機旁路設(shè)計煙氣通流能力為60％。

2.2 試驗狀態(tài)

增壓風機原煙氣擋板門及增壓風機動調(diào)關(guān)閉、增壓風機旁路擋板及增壓風機出口擋板開啟。增壓風機原煙氣擋板門及增壓風機動調(diào)、增壓風機旁路擋板、增壓風機出口擋板門開啟。

2.3 試驗要求

分別記錄上述2種狀態(tài)下相關(guān)運行參數(shù)：機組負荷、吸風機(送風機)動調(diào)開度、吸風機(送風機)電流、增壓風機入口擋板門前原煙氣壓力、增壓風機出入口風壓、甲乙吸風機動調(diào)風壓、吸收塔出口煙壓。

2.4 試驗步驟

(1)保持增壓風機原煙氣擋板門及增壓風機動調(diào)關(guān)閉、增壓風機旁路擋板及增壓風機出口擋板開啟狀態(tài)。

(2)逐漸提高機組負荷及甲、乙吸風機出力，增壓風機入口原煙氣擋板門前壓力應(yīng)達到1 300 Pa，記錄相關(guān)運行參數(shù)一次。

(3)緩慢開啟增壓風機入口原煙氣擋板門。

(4)原煙氣擋板門全開后，緩慢開啟增壓風機動調(diào)至100％。

(5)繼續(xù)增加帶機組負荷，增壓風機入口原煙氣擋板門前壓力應(yīng)達到1 500 Pa，穩(wěn)定機組負荷，記錄相關(guān)運行參數(shù)。

(6)在試驗過程中，應(yīng)保持增壓風機軸承冷卻，風機及風機油泵在運行狀態(tài)，以防止增壓風機軸承溫度超限。

(7)緩慢關(guān)小增壓風機動葉開度至全關(guān)，然后逐漸關(guān)小增壓風機原煙氣擋板門至全關(guān)。增壓風機動葉及增壓風機原煙氣擋板門在關(guān)小過程中，若煙道壓力超過1 500 Pa，則適當降低機組負荷及吸風機出力，控制其壓力不超過1 500 Pa。

(8)待增壓風機動葉及增壓風機入口原煙氣擋板全關(guān)后，若滿足增壓風機啟動條件，則啟動增壓風機。

(9)緩慢開啟增壓風機入口原煙氣擋板門至全開，緩慢增加增壓風機出力，同時緩慢關(guān)小增壓風機旁路擋板直至全關(guān)。

(10)增壓風機出力正常后，保持增壓風機入口負壓在-200～-100 Pa。

通過試驗，確定降負荷的設(shè)定目標值為200 MW。

3 邏輯的搭建

在脫硫DCS內(nèi)組態(tài)增壓風機故障跳閘的邏輯：非運行人員手動停運增壓風機而增壓風機跳閘。增壓風機故障跳閘信號邏輯判斷如圖1所示。

圖1 增壓風機故障跳閘信號判斷

在圖1中，人機接口手動停止增壓風機為運行人員在脫硫DCS的操作員站上手動操作停止增壓風機。

圖2為增壓風機跳閘信號至主機DCS的邏輯。送出的3個D/O信號遵循危險分散的原則，分別布置在不同的D/O卡件上。

圖2 增壓風機跳閘信號至主機DCS邏輯

在主機DCS側(cè)接收這3個信號為DI點，同樣也分散在不同的DI卡件上，做三取二邏輯判斷增壓風機跳閘，邏輯如圖3所示。

圖3 主機DCS側(cè)增壓風機跳閘RB邏輯

脫硫DCS來3個增壓風機故障跳閘信號，在主機DCS側(cè)進行三取二判斷，當前負荷大于180 MW，增壓風機跳閘且主機側(cè)增壓風機跳閘，RB邏輯投入，那么發(fā)5 s的脈沖(BO05)到RB回路中去，同時連至鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)邏輯中去切粉和投油：切粉即跳排粉機，按照D排、C排、A排的先后順序來跳閘，直至剩下2臺排粉機運行，運行人員可根據(jù)機組的實際情況選擇RB邏輯時投入油一層#1角和#4角，油一層#2角和#3角，油二層#1角和#4角，油二層#2角和#3角；同時連至機組負荷指令計算回路中去電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器(LDC):LDCOUT模塊，當增壓風機RB邏輯發(fā)生時，自動將機組負荷指令設(shè)置為200 MW。

上述增壓風機RB邏輯后的切粉和投油的邏輯與原有的送吸風機RB邏輯、給水泵RB邏輯后切粉和投油的邏輯完全一致，符合常規(guī)RB邏輯后切粉和投油的邏輯理念，也符合運行人員的習慣。

4 RB邏輯修改后的試驗

為考驗增壓風機在停運狀態(tài)下吸風機的帶負荷能力及確定增壓風機跳閘RB保護動作目標參數(shù)，需要進行#1鍋爐吸風機帶負荷出力試驗，試驗完畢后，減負荷的目標值設(shè)為200 MW。

2012-11-14 T 18：54，#1機組負荷240 MW，甲、乙、丙制粉系統(tǒng)運行，做#1機組脫硫增壓風機RB試驗。就地手動停用脫硫增壓風機，RB保護動作，脫硫增壓風機旁路聯(lián)開正常，聯(lián)停丙制粉系統(tǒng)，自動投入油一層#2，#4油槍。在RB保護試驗期間，#1鍋爐爐膛壓力最大變至-275 Pa。整個試驗過程脫硫側(cè)與主機側(cè)主要熱力參數(shù)穩(wěn)定。

4 結(jié)論

脫硫旁路擋板取消后，主機RB邏輯能很好地適應(yīng)脫硫機組拆除旁路擋板后的實際運行要求。當脫硫增壓風機故障跳閘后，使用RB可自動進行一系列減負荷動作。熱控人員可根據(jù)設(shè)備變化后的實際情況，研究探索配套的邏輯優(yōu)化方案，使之更好地服務(wù)于現(xiàn)場設(shè)備，使機組能自動應(yīng)對脫硫增壓風機故障跳閘異常情況，保證機組安全運行，減少非計劃停運。

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