300MW機(jī)組輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能的試驗(yàn)研究

【摘要】本文以太原大唐第二熱電廠12號機(jī)組的輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)為例，通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析，指出在協(xié)調(diào)控制方式下，快速減負(fù)荷的速率是合理的，不僅可以保證機(jī)組運(yùn)行的安全，而且還可以減少機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)。在機(jī)組輔機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，如果電網(wǎng)發(fā)生故障，快速減負(fù)荷功能也可以得到運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)組;輔機(jī)故障;快速減負(fù)荷

1.引言

太原大唐第二熱電廠的l2號機(jī)組鍋爐是由沈陽前進(jìn)鍋爐廠生產(chǎn)的直吹式制粉鍋爐，汽輪機(jī)由山東青能動(dòng)力股份有限公司生產(chǎn)，汽輪機(jī)的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由上海新華控制工程有限公司生產(chǎn)，控制設(shè)備采用哈爾濱動(dòng)力控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)的分散控制系統(tǒng)。該鍋爐機(jī)組的主要輔機(jī)包括：2臺送風(fēng)機(jī)、2臺引風(fēng)機(jī)、2臺一次風(fēng)機(jī)均為50%容量。一般情況下，當(dāng)負(fù)荷大于l80MW運(yùn)行時(shí)，如果其中1臺風(fēng)機(jī)跳閘，就必須快速減負(fù)荷。為了避免l2號發(fā)電機(jī)組發(fā)生輔機(jī)出現(xiàn)故障跳閘后，運(yùn)行人員沒有及時(shí)反應(yīng)或者處理不當(dāng)，導(dǎo)致主燃料跳閘的情況，該機(jī)組設(shè)計(jì)有輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的功能。輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)即是根據(jù)要求，在熱電廠基本建設(shè)項(xiàng)目工程啟動(dòng)以及竣工驗(yàn)收規(guī)程中，要求在試生產(chǎn)階段必須完成的重要試驗(yàn)。

因?yàn)樵谳o機(jī)故障快速減負(fù)荷的試驗(yàn)過程中，非常容易導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒以及各項(xiàng)機(jī)組主要參數(shù)變化幅度較大的現(xiàn)象。如果輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的功能沒有進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，導(dǎo)致機(jī)組和鍋爐之間的減負(fù)荷速率沒有很好的匹配，就很容易出現(xiàn)停機(jī)事故。為了安全起見，在2013年4月17日進(jìn)行的太原大唐第二熱電廠l2號機(jī)組的輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)是在協(xié)調(diào)控制方式下進(jìn)行的，由此解決了熱負(fù)荷與電負(fù)荷下降時(shí)速率的匹配問題，使得機(jī)組能夠在輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的情況下，在保證機(jī)組安全的前提下，盡快將機(jī)組負(fù)荷降至預(yù)先設(shè)定的數(shù)值。本文即對太原大唐第二熱電廠l2號機(jī)組的輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，說明在協(xié)調(diào)控制方式下輔機(jī)故障快速減負(fù)荷動(dòng)作的優(yōu)越性。

2.太原大唐第二熱電廠12號機(jī)組輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)

太原大唐第二熱電廠12號機(jī)組于2013年4月17日做了送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)的輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)，以下即是對該試驗(yàn)情況的簡單介紹：

2.1 一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)開始前條件

在開始試驗(yàn)前，使用一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能，自動(dòng)投入燃燒控制系統(tǒng)、燃油壓力、汽包水位、過熱及再熱汽溫、一次及二次風(fēng)壓、爐膛壓力和二次風(fēng)量，將協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)置在汽機(jī)基本自動(dòng)運(yùn)行方式;投入汽包水位高、低保護(hù)，投入爐膛壓力高低和全爐膛滅火保護(hù)。

（2）試驗(yàn)過程與步驟

手動(dòng)停止，開始一次風(fēng)機(jī)的輔機(jī)故障快速減負(fù)荷動(dòng)作過程。在一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷發(fā)生后，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入鍋爐基本自動(dòng)的控制方式，切除后上、前上和后中層的給粉機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)前下、后下和前中層投油指令。當(dāng)機(jī)組的有功功率降到210.48MW后穩(wěn)定，此時(shí)退出一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的功能，輔機(jī)故障快速減負(fù)荷過程結(jié)束。在一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的過程中，平均負(fù)荷的降低速率為20.28MW/min。在一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的過程中，汽包水位和左右側(cè)的主汽溫切至手動(dòng)狀態(tài)，其它自動(dòng)一直投入。

2.2 送風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)開始前條件

在開始試驗(yàn)前，使用送風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能，其他與一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)開始前的條件相同。

（2）試驗(yàn)過程與步驟

手停送風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷發(fā)生。聯(lián)動(dòng)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入鍋爐基本自動(dòng)控制模式。當(dāng)機(jī)組的有功功率降至218.78MW后，退出送風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能，結(jié)束輔機(jī)故障快速減負(fù)荷過程。在整個(gè)送風(fēng)機(jī)機(jī)組故障快速減負(fù)荷的過程中，負(fù)荷下降的平均速率為30.54MW/min。在送風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的動(dòng)作過程中，爐膛壓力和二次風(fēng)壓均切至手動(dòng)狀態(tài)，其他自動(dòng)一直投入。

2.3 引風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)開始前條件

在開始試驗(yàn)前，使用引風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能，其他與一次風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)開始前的條件相同。

（2）試驗(yàn)過程與步驟

手停引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷發(fā)生。聯(lián)動(dòng)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入鍋爐基本自動(dòng)控制模式。當(dāng)機(jī)組的有功功率降到209.43MW后，退出引風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷功能，結(jié)束輔機(jī)故障快速減負(fù)荷過程。在整個(gè)引風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的過程中，負(fù)荷下降的平均速率為30.96MW/min。在引風(fēng)機(jī)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的動(dòng)作過程中，將二次風(fēng)壓切至手動(dòng)狀態(tài)，其他自動(dòng)一直投入。

3.結(jié)論

（1）由太原大唐第二熱電廠12號機(jī)組的輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的試驗(yàn)結(jié)果可以看出：該輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)是在投入?yún)f(xié)調(diào)控制系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)的自動(dòng)與鍋爐的主要保護(hù)條件下進(jìn)行的，這與正常運(yùn)行時(shí)完全相同。在協(xié)調(diào)控制方式下，該輔機(jī)故障快速減負(fù)荷過程可以根據(jù)能量平衡原理，對機(jī)爐的負(fù)荷降低速率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。由于可以保持穩(wěn)定的機(jī)前壓力，所以汽包水位的波動(dòng)并不大，而且能夠投入機(jī)組大多數(shù)的自動(dòng)。這不僅保證了機(jī)組主要參數(shù)的穩(wěn)定，而且在輔機(jī)故障快速減負(fù)荷過程中，可以將運(yùn)行人員操作水平的差異對機(jī)組安全性影響的程度降到最低，各項(xiàng)功能均能達(dá)到實(shí)際投產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的水平，因此在試驗(yàn)結(jié)束后，即可投入正式運(yùn)行。

（2）在輔機(jī)故障快速減負(fù)荷發(fā)生后，能否順利投入油槍并點(diǎn)著火是輔機(jī)故障快速減負(fù)荷成功的關(guān)鍵。因?yàn)樵谳o機(jī)故障快速減負(fù)荷條件下，爐膛內(nèi)的壓力波動(dòng)較大，如果切除給粉機(jī)后，油槍不能點(diǎn)著火，很容易引起全爐膛滅火動(dòng)作，進(jìn)而導(dǎo)致輔機(jī)故障快速減負(fù)荷動(dòng)作失敗。因此在日常維護(hù)過程中，要保證油槍與點(diǎn)火槍能夠正常工作。當(dāng)燃油母管壓力低于0.4kPa并且持續(xù)3秒后，就會導(dǎo)致油燃料跳閘，關(guān)閉主油閥。為了保證輔機(jī)故障快速減負(fù)荷的燃油壓力，要求在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，也要自動(dòng)投入燃油壓力。在各個(gè)輔機(jī)故障快速減負(fù)荷試驗(yàn)中，燃油壓力都曾低于0.4kPa。但由于燃油壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)的速度很快，不到1秒就可以將燃油壓力調(diào)到正常值，因此不會引起油燃料跳閘動(dòng)作。

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