火力發(fā)電廠RRBB控制

徐 俊

（廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 潮州 515723）

隨著電力技術(shù)不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠自動化控制程度要求越來越高，大型火力發(fā)電廠和超大型火力發(fā)電廠數(shù)量也越來越多。大型和超大型火力發(fā)電機(jī)組已成為我國電力組成的中堅力量，其裝機(jī)容量在全國總裝機(jī)容量中占有非常大的比重。

電網(wǎng)調(diào)度要求機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動化控制，要求機(jī)組不僅在正常工況下具有大幅度快速調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力，同時在一些特殊工況（如部分重要輔機(jī)事故跳閘）下也能使機(jī)組穩(wěn)定地協(xié)調(diào)動作，確保點負(fù)荷和頻率，避免發(fā)電機(jī)組大幅度甩負(fù)荷對電網(wǎng)造成沖擊，影響整個電網(wǎng)的安全［1］。

1 RB控制技術(shù)的發(fā)展

火力發(fā)電廠的RB控制技術(shù)是20世紀(jì)后期隨著分散控制系統(tǒng)DCS的引入而進(jìn)入到我們大家視線中的，最早出現(xiàn)在CCS控制系統(tǒng)中［2］。RB自動控制的目的是為了處理火力發(fā)電廠重要輔機(jī)故障跳閘事故，在火力發(fā)電廠中具有無法替代的重要作用。該功能可有效地減少不必要的停機(jī)次數(shù)，保證發(fā)電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行。

2 RB控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近幾年國內(nèi)配備RB功能的火力發(fā)電機(jī)組越來越多。大壩發(fā)電廠1號機(jī)組的給水和燃燒系統(tǒng)RB控制試驗就十分成功，給大家提供了寶貴的經(jīng)驗。連城電廠進(jìn)行的給粉機(jī)跳閘RB試驗，為中儲式制粉系統(tǒng)的RB控制回路設(shè)計提供了難得的經(jīng)驗［3］。甘谷電廠在其2號機(jī)組的燃燒系統(tǒng)RB控制功能改進(jìn)項目中，開辟了新的探索方向。在全國，陸續(xù)有更多的火力發(fā)電企業(yè)完成了RB控制的試驗投入。

3 RB控制系統(tǒng)研究

3.1 RB控制基本原理

RB控制主要通過FSSS，CCS，MCS，SCS和DEH各個系統(tǒng)相互配合共同實現(xiàn)。CCS系統(tǒng)就仿佛人的大腦一樣，RB是否發(fā)生由其進(jìn)行綜合判斷，協(xié)調(diào)各個部分的控制。當(dāng)CCS系統(tǒng)判斷RB確切發(fā)生后，動作信號發(fā)送至MCS控制系統(tǒng)的目標(biāo)負(fù)荷計算邏輯，緊接著發(fā)電機(jī)組快速降負(fù)荷的目標(biāo)值負(fù)荷，并根據(jù)實際故障的輔機(jī)的進(jìn)行確定，與此同時明確降負(fù)荷的速率。在以上兩點都明確之后，其他相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)（如:燃燒控制系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)等）采取相應(yīng)的控制操作。CCS和FSSS在保證風(fēng)煤比的同時對給煤機(jī)的給煤量進(jìn)行調(diào)整，以維持鍋爐的正常燃燒。不同發(fā)電企業(yè)的FSSS控制系統(tǒng)不盡相同，但共同的一點都是當(dāng)重要輔機(jī)發(fā)生故障時都要受RB控制降低燃燒煤?？傊?，RB控制系統(tǒng)在重要輔機(jī)故障跳閘時協(xié)調(diào)火力發(fā)電機(jī)組的各個部分，使整個機(jī)組安全地達(dá)到目標(biāo)電負(fù)荷。

3.2 RB控制策略

控制系統(tǒng)含有很多組成部分，一般包括:機(jī)組允許最大出力計算、負(fù)荷指令變化速率設(shè)定、協(xié)調(diào)控制方式切換、實際RB情況判斷、主汽壓力控制方式切換、控制速率設(shè)定等。對于不同的火力發(fā)電機(jī)組而言，不同的機(jī)組運行特點、動態(tài)特性就是RB控制功能進(jìn)行設(shè)計和逐步完善的關(guān)鍵所在。設(shè)計原則:當(dāng)RB動作時，首先保證機(jī)組能安全運行；其次是運行人員操作少和各個主要參數(shù)波動小。

當(dāng)火力發(fā)電機(jī)組發(fā)生RB時，機(jī)組控制方式應(yīng)由協(xié)調(diào)控制方式切換到機(jī)跟隨方式。鍋爐主控采用開環(huán)控制鍋爐燃燒率的方式，汽機(jī)主控由負(fù)荷控制方式轉(zhuǎn)為主汽壓力控制方式，主要原因是主汽壓力對主汽溫度、給水流量的汽機(jī)高中壓調(diào)門開度等參數(shù)影響很大。用滑壓方式對主汽壓力進(jìn)行控制，同時對滑壓的速率進(jìn)行合理的限制。RB時解除控制系統(tǒng)及子控制系統(tǒng)偏差切手動保護(hù)功能在擾動試驗合格后方可解除，試驗不合格不得隨意解除保護(hù)，以免發(fā)生不必要的事故。RB發(fā)生時，我們會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的主要參數(shù)都將超出正常波動范圍，進(jìn)而偏差切手動保護(hù)功能應(yīng)自動解除，使得主汽溫度、給水流量、燃料一等控制系統(tǒng)保持在自動運行方式，確保機(jī)組安全運行。RB發(fā)生時鍋爐爐膛內(nèi)的燃燒會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以投油穩(wěn)燃是大多數(shù)火力發(fā)電機(jī)組通常采取的應(yīng)對措施。

3.2.1 計算機(jī)組允許最大出力

通過比較輔機(jī)的最大總出力和發(fā)電機(jī)組實際的負(fù)荷，若機(jī)組實際負(fù)荷高于輔機(jī)的最大總出力將發(fā)生對應(yīng)的RB控制聯(lián)鎖，故系統(tǒng)計算出實時最大可能出力值是十分必要的一環(huán)。

3.2.2 實際RB情況判斷

機(jī)組允許的最大出力與實際負(fù)荷比較取小值，加上負(fù)荷偏置值的修正通過速率限制，與最大允許負(fù)荷進(jìn)行比較。重要輔機(jī)無故障跳閘時，允許的最大出力必定大于等于機(jī)組的實際負(fù)荷，則大選模塊選擇的是RB結(jié)束。

當(dāng)某臺重要輔機(jī)故障跳閘時，實際負(fù)荷值會大于機(jī)組最大出力，小選模塊輸出由原來的機(jī)組實際負(fù)荷切換為最大出力值，同時經(jīng)過速率模塊輸出值逐漸減小，速率限制避免了工況參數(shù)的突變。這樣，工況就被大選模塊選擇，輸出為目標(biāo)負(fù)荷，且目標(biāo)負(fù)荷按照一定合理的速率降低。當(dāng)機(jī)組實際負(fù)荷降低到目標(biāo)值時，大選模塊重新選擇結(jié)束，這樣就完成了一個選擇過程。

3.2.3 RB速率計算

機(jī)組的主要輔機(jī)跳閘或切除時，最大出力出現(xiàn)階躍性下降，對機(jī)組的運行產(chǎn)生很強(qiáng)的擾動。限制發(fā)電機(jī)組的最大可能出力值的變化速率，確保了發(fā)電機(jī)組重要輔機(jī)故障減負(fù)荷過程的安全進(jìn)行。

4 結(jié)語

在火力發(fā)電的大趨勢之下，大容量、高參數(shù)、低能耗已經(jīng)成為確定的發(fā)展方向。當(dāng)重要輔機(jī)故障跳閘時，對整臺機(jī)組的運行有著多方面的影響，運行工況很有可能急劇惡化，運行人員很難在如此短的時間內(nèi)進(jìn)行有效的操作，在這種情況下RB控制功能的作用就格外凸顯。

［1］錢慶生.600MW超臨界機(jī)組控制系統(tǒng)特點與協(xié)調(diào)控制策略［J］.熱電技術(shù)，2008（2）:53-56.

［2］姜海東.大型燃煤機(jī)組RB（RUN BACK）功能研究與實踐技術(shù)研究［D］.山東：山東大學(xué)，2005.

［3］閆高偉.300MW火電單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究［D］.山西：太原理工大學(xué)，2003.