660MW超臨界機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB控制策略優(yōu)化

摘要：輔機(jī)故障減負(fù)荷功能是大型火電機(jī)組不可缺少的重要安全保障。文章針對(duì)馬鞍山當(dāng)涂發(fā)電有限公司一期工程的兩臺(tái)660MW超臨界直流燃煤機(jī)組的RB功能不全，如一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作不成功，造成機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)等問題，提出了一次風(fēng)機(jī)RB控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略，并通過450MW和600MW一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)，證明了一次風(fēng)機(jī)RB控制系統(tǒng)優(yōu)化后取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：超臨界機(jī)組；輔機(jī)故障減負(fù)荷；一次風(fēng)機(jī)；優(yōu)化控制；RB試驗(yàn) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TK323 文章編號(hào)：1009-2374（2015）23-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.017

1 概述

馬鞍山當(dāng)涂發(fā)電有限公司一期為兩臺(tái)660MW超臨界直流燃煤機(jī)組，鍋爐為SG-2090/25.4-M968型直流爐；汽輪機(jī)為CLN660-24.2/566/566型凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組控制系統(tǒng)采用上海美卓自動(dòng)化公司生產(chǎn)的MAXDNA DCS。煤粉燃燒器布置為自下而上A-F層六層四角切圓燃燒，A層布置等離子，一次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)包含兩臺(tái)50%的一次風(fēng)機(jī)，當(dāng)運(yùn)行中的兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)任一臺(tái)跳閘，且RB功能投入，機(jī)組負(fù)荷大于350MW，即發(fā)一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作，依次從上向下跳閘磨煤機(jī)：磨煤機(jī)F→磨煤機(jī)E→磨煤機(jī)D，直至三臺(tái)運(yùn)行的給煤機(jī)切至手動(dòng)狀態(tài)帶原有煤量

運(yùn)行。

2 機(jī)組RB功能設(shè)計(jì)

2.1 RB功能

RB（RUN BACK）功能即輔機(jī)故障減負(fù)荷功能，主要是指機(jī)組設(shè)備能力突然部分喪失，即實(shí)際負(fù)荷大于機(jī)組設(shè)備發(fā)電能力后，機(jī)組控制系統(tǒng)自動(dòng)快速減負(fù)荷達(dá)到新的平衡的功能。

2.2 RB功能組成

目前我公司兩臺(tái)660MW機(jī)組設(shè)計(jì)包含了機(jī)組輔機(jī)故障后自動(dòng)減負(fù)荷（RB）功能。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，我們已成功實(shí)現(xiàn)了送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、燃料的RB功能。通過對(duì)一次風(fēng)機(jī)RB存在問題的分析，對(duì)一次風(fēng)機(jī)RB控制策略進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)RB功能的可靠投入。

3 機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB功能試驗(yàn)

3.1 一次風(fēng)機(jī)RB控制策略

當(dāng)一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作，鍋爐主控自動(dòng)切至手動(dòng)，CCS切至TF控制方式，自動(dòng)投入等離子，F(xiàn)磨跳閘，延時(shí)5秒后E跳閘，再延時(shí)5秒D磨跳閘，送、引風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，至機(jī)組400MW，RB信號(hào)結(jié)束。

3.2 一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

優(yōu)化前一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)，在機(jī)組負(fù)荷550MW時(shí)，RB試驗(yàn)開始，一次風(fēng)機(jī)A停止，爐膛壓力迅速拉至爐膛壓力低低跳閘值，觸發(fā)爐膛壓力低保護(hù)動(dòng)作，鍋爐MFT，一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)失敗。

3.3 一次風(fēng)機(jī)RB存在的問題

（1）單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)的參數(shù)和裕度，大型機(jī)組，單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)一般按50%機(jī)組負(fù)荷設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)容量越大，對(duì)實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)RB功能越有利，但對(duì)節(jié)能不利，運(yùn)行參數(shù)證明，一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)容量偏?。唬?）運(yùn)行中，當(dāng)一次風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，一次風(fēng)壓力迅速下降至3.54kPa，一次風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)門關(guān)閉時(shí)間過長(zhǎng)；（3）送風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制指令采用跟負(fù)荷控制方式，在一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作時(shí)，風(fēng)量減小比較緩慢，而送風(fēng)控制指令作為引風(fēng)控制的前饋，相應(yīng)也減小緩慢；（4）一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作后，爐膛負(fù)壓維持不住，迅速下降至鍋爐保護(hù)值，造成鍋爐MFT，試驗(yàn)不能成功。

4 一次風(fēng)機(jī)RB功能控制策略優(yōu)化

4.1 一次風(fēng)機(jī)RB控制策略優(yōu)化

針對(duì)一次風(fēng)機(jī)RB存在問題，經(jīng)過詳細(xì)分析和研究，對(duì)原控制策略進(jìn)行優(yōu)化：（1）一次風(fēng)機(jī)出口增加氣動(dòng)快關(guān)隔絕門，防止風(fēng)機(jī)停止后出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)，并增加一次風(fēng)機(jī)出口氣動(dòng)快關(guān)隔絕門控制邏輯，氣動(dòng)門由全開到全開行程時(shí)間為4秒；（2）優(yōu)化送風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制指令，采用風(fēng)跟煤控制方式。采用先加風(fēng)后加煤，先減煤后減風(fēng)，并加入適度延時(shí)，使鍋爐風(fēng)量和氧量控制更加精確、快速；（3）引風(fēng)機(jī)控制前饋加入一個(gè)超馳控制算法，當(dāng)一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作，觸發(fā)超馳控制算法動(dòng)作，迅速超馳關(guān)小引風(fēng)機(jī)靜葉一定開度，該開度通過試驗(yàn)得到，由機(jī)組負(fù)荷通過折線函數(shù)對(duì)應(yīng)相應(yīng)開度；（4）磨煤機(jī)一次風(fēng)量低時(shí)，原跳磨煤機(jī)的邏輯改為跳給煤機(jī)，且加入適量的延時(shí)，防止因風(fēng)量測(cè)量管堵粉保護(hù)誤動(dòng)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；（5）當(dāng)一次風(fēng)機(jī)RB發(fā)生后，一次風(fēng)壓迅速減小，運(yùn)行中的一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉超馳開大至95%。

優(yōu)化后的一次風(fēng)機(jī)RB控制策略，在一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)負(fù)荷，通過折線函數(shù)算出一定的開度，該開度為引風(fēng)機(jī)靜葉超馳關(guān)小的指令，即一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作時(shí)，引風(fēng)機(jī)靜葉超馳關(guān)小一定開度，防止?fàn)t膛負(fù)壓迅速拉至壓力低低保護(hù)值，保證RB動(dòng)作成功。

4.2 優(yōu)化后一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

4.2.1 機(jī)組負(fù)荷460MW一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)。70%負(fù)荷一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)時(shí)，MCS自動(dòng)全部投入，磨煤機(jī)A、B、C、D、E五臺(tái)磨運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷460MW，主汽壓力19.84MPa，實(shí)際燃料量208.7T/H，給水流量1383.1T/H，總風(fēng)量1783.9T/H，主汽溫度562.3℃，爐膛壓力-34.1Pa，A一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行器開度73.1%。B一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行器開度79.6%。A引風(fēng)機(jī)靜葉執(zhí)行器開度50.2%，B引風(fēng)機(jī)靜葉執(zhí)行器開度47.6%，一次風(fēng)母管壓力9.98KPa。手動(dòng)跳閘A一次風(fēng)機(jī)，待機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定后，機(jī)組負(fù)荷310MW，主汽壓力14.1MPa，煤量135.8T/H，給水流量953.5T/H，主汽溫513℃，爐膛壓力最低-956.8Pa。機(jī)組70%負(fù)荷一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)成功。

4.2.2 機(jī)組負(fù)荷600MW時(shí)一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)。90%負(fù)荷一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)時(shí)，MCS自動(dòng)全部投入，磨煤機(jī)A、B、C、D、E、F六臺(tái)磨運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷600MW，主汽壓力23.4MPa，實(shí)際燃料量270.1T/H，給水流量1846.8T/H，總風(fēng)量2304.7T/H，主汽溫度563.2℃，爐膛壓力-16.1Pa，A一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行器開度85.7%，B一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉執(zhí)行器開度90.0%。A引風(fēng)機(jī)靜葉執(zhí)行器開度68.0%，B引風(fēng)機(jī)靜葉執(zhí)行器開度64.6%，一次風(fēng)母管壓力10.26KPa。手動(dòng)跳閘B一次風(fēng)機(jī)，待機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定后，機(jī)組負(fù)荷315MW，主汽壓力14.8MPa，煤量134.5T/H，給水流量1047.5T/H，主汽溫495℃，爐膛壓力最低-1333.7Pa。機(jī)組90%負(fù)荷一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)成功。如圖1，為600MW負(fù)荷時(shí)一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)時(shí)參數(shù)曲線。

4.2.3 兩次試驗(yàn)的結(jié)果分析。通過上述兩次試驗(yàn)，結(jié)果均獲得成功，在460MW和600MW工況下，當(dāng)一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)跳閘后，機(jī)組能快速降負(fù)荷至安全運(yùn)行值，且引風(fēng)機(jī)靜葉超馳動(dòng)作及時(shí)、正確，配合運(yùn)行一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉進(jìn)行調(diào)整爐膛負(fù)壓和一次風(fēng)母管壓力，快速穩(wěn)定值一次風(fēng)機(jī)跳閘前的設(shè)定值，避免因一次風(fēng)機(jī)跳閘而導(dǎo)致機(jī)組跳閘。但存在一次風(fēng)機(jī)RB時(shí)爐膛壓力下降較多、一次風(fēng)母管壓力降低較多等問題，針對(duì)這些問題，下一步對(duì)該方案進(jìn)行深度優(yōu)化，將參數(shù)控制得更為平穩(wěn)，保證機(jī)組安全運(yùn)行。

5 結(jié)語

通過加裝一次風(fēng)機(jī)出口氣動(dòng)門，實(shí)現(xiàn)出口門快關(guān)，并且優(yōu)化了送風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制指令和引風(fēng)機(jī)負(fù)壓控制前饋；增加一次風(fēng)機(jī)RB時(shí)，運(yùn)行的一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉超馳開至95%，引風(fēng)機(jī)靜葉超馳關(guān)小功能。在上述優(yōu)化方式下，660MW超臨界機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)成功完成，實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)RB功能可靠投入，此舉在提高機(jī)組自動(dòng)化水平的同時(shí)，也提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性，從熱控專業(yè)角度為“降非?！碧峁┮坏烙辛Φ陌踩琳?。

參考文獻(xiàn)

[1] 張洪濤，彭鋼.600MW無脫硫旁路機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)研究[J].電站系統(tǒng)工程，2011，（6）.

[2] 殷立寶.1000MW超超臨界燃煤機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB過程分析[J].電站系統(tǒng)工程，2011，（1）.

[3] 劉海波，李海龍.汕尾發(fā)電廠RB功能試驗(yàn)分析[J].熱力發(fā)電，2009，38（7）.

[4] 朱曉星，王伯春，徐湘滬.國(guó)產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組RB功能控制策略[J].中國(guó)電力，2007，40（10）.

[5] 何紹賡，陳鈺.國(guó)產(chǎn)600MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB功能的實(shí)現(xiàn)[J].華東電力，2004，32（7）.

[6] 朱北恒.RB控制技術(shù)試驗(yàn)研究[J].中國(guó)電力，2004，37（6）.

作者簡(jiǎn)介：衛(wèi)平寶（1981-），男，安徽六安人，馬鞍山當(dāng)涂發(fā)電有限公司高級(jí)工程師。

（責(zé)任編輯：周 瓊）