600MW燃煤機(jī)組RB工況下低汽溫防控優(yōu)化

于　魁， 郭　毅， 劉勁松

(皖能合肥發(fā)電有限公司， 安徽　合肥　230041)

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600MW燃煤機(jī)組RB工況下低汽溫防控優(yōu)化

于魁， 郭毅， 劉勁松

(皖能合肥發(fā)電有限公司， 安徽合肥230041)

在燃煤機(jī)組RB工況下，處理過程中若出現(xiàn)主汽溫度較低的現(xiàn)象，不但影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，也威脅著機(jī)組的運(yùn)行安全，更嚴(yán)重的可能會引起機(jī)組非停，這里就RB工況下低汽溫現(xiàn)象進(jìn)行分析，針對引起低汽溫的因素進(jìn)行防控方案優(yōu)化，對汽溫過低對機(jī)組的危害進(jìn)行討論。

RB動作；低汽溫；防控優(yōu)化

0　現(xiàn)狀

皖能合肥發(fā)電有限公司#6機(jī)組為1×600MW超臨界燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)為超臨界、單軸、一次中間再熱、三缸四排汽、雙背壓、抽汽凝汽式汽輪機(jī)，型號是C600-24.2/1.1/566/566，為上海汽輪機(jī)有限責(zé)任公司制造的新型的汽輪機(jī)。對外供熱抽汽引接自汽輪機(jī)中壓缸排汽，抽汽調(diào)節(jié)采用在中低壓缸連通管上加裝調(diào)節(jié)蝶閥，最大供熱能力為440t/h，平均供熱能力為364t/h(1.0MPa、350℃)，無回水。本機(jī)采用高、中壓缸合缸，高溫部分為雙層缸結(jié)構(gòu)，通流部分反向布置，這樣可以減少軸向推力，改善高、中壓缸差脹。低壓通流部分采用雙流反向布置，控制系統(tǒng)采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

自投產(chǎn)以來發(fā)生多次RB動作工況，在RB工況處理過程中，多次出現(xiàn)嚴(yán)重主汽溫度較低的現(xiàn)象，嚴(yán)重危害汽輪機(jī)的安全和使用壽命。在2013年7月14日A小機(jī)RB動作，主汽溫度最低降至470℃，在2013年8月B一次風(fēng)機(jī)RB動作，主汽溫度最低達(dá)到443℃，低汽溫現(xiàn)象已經(jīng)十分嚴(yán)重。

1　RB工況下低汽溫帶來的危害

(1)末級葉片可能過負(fù)荷。因?yàn)橹髡羝麥囟冉档停瑸榫S持負(fù)荷不變，則主蒸汽流量要增加，末級焓降增大，末后級葉片可能過負(fù)荷。

(2)末幾級葉片的蒸汽濕度增大。主蒸汽壓力不變，溫度降低時(shí)，末幾級葉片的蒸汽濕度將要增加，這樣除了會增大末幾級動葉的濕汽損失外，同時(shí)還將加劇末幾級動葉的水滴沖蝕，縮短葉片的使用壽命。

(3)各級反動度增加。由于主蒸汽溫度降低，則各級反動度增加，轉(zhuǎn)子的軸向推力明顯增大，推力瓦塊溫度升高，機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性降低。

(4)高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時(shí)，自動主汽門外殼、調(diào)節(jié)級、汽缸等高溫部件的內(nèi)壁溫度會急劇下降而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，嚴(yán)重時(shí)可能使金屬部件產(chǎn)生裂紋或使汽輪機(jī)內(nèi)動、靜部分造成磨損事故。

(5)有水沖擊的可能，汽輪機(jī)將產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的危害。

2　RB工況下低汽溫防控方案優(yōu)化

2.1基于提高燃燒動力的方案優(yōu)化

圖1　一次風(fēng)機(jī)壓設(shè)定回路優(yōu)化局部邏輯圖

在非一次風(fēng)機(jī)RB動作時(shí)，按照RB方案機(jī)組跳閘D、E、F磨煤機(jī)，鍋爐主控最終的煤量指令降至150t/h，甩負(fù)荷至310MW，按照預(yù)先方案一次風(fēng)壓降至7kPa。在處理過程中，跳閘磨煤機(jī)后實(shí)際煤量在130t/h，平均每臺磨煤機(jī)出力在43t/h。這種一次風(fēng)壓工況下很難保證在運(yùn)行磨煤機(jī)43t/h的出力。基于此，我們將方案做以下優(yōu)化，在非一次風(fēng)機(jī)RB動作時(shí)，一次風(fēng)機(jī)動葉在自動投入的情況下，將一次風(fēng)壓設(shè)定值由當(dāng)前值(根據(jù)負(fù)荷指令對應(yīng)的f(x))改為定壓10kPa。RB動作復(fù)位后無擾切換至正常自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但是在一次風(fēng)機(jī)RB工況下，邏輯方案不能發(fā)生作用，因?yàn)橐淮物L(fēng)機(jī)本身RB，一次風(fēng)壓就降低一半，單臺一次風(fēng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓維持10kPa的工況。具體組態(tài)方案參照圖1。

2.2基于給水指令控制的方案優(yōu)化

在機(jī)組RB動作的工況下，按照RB方案機(jī)組跳閘D、E、F磨煤機(jī)，鍋爐主控最終的煤量指令降至150t/h，甩負(fù)荷至310MW，鍋爐所需要的水量1045 t/h。眾所周知，若給水控制不理想，必然對主汽溫度造成嚴(yán)重的影響。在以往的RB工況處理過程中,在RB動作初期，機(jī)組所需要的水量和給水指令產(chǎn)生較大的偏差，經(jīng)常出現(xiàn)小機(jī)超調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致給水流量控制不能快速響應(yīng)機(jī)組RB工況下的給煤量，也就是水煤失調(diào)。燃煤產(chǎn)生的熱量不能平衡對應(yīng)的水量，水量偏大導(dǎo)致機(jī)組低汽溫?；诖?，我們將以往兩次給水RB工況下的給水指令和煤量下降速率進(jìn)行在線仿真，得出結(jié)論如下：要求給水指令在30s內(nèi)降至310MW對應(yīng)的水量(1000t/h),所得到的給水三階傳遞時(shí)間為4s。同時(shí)考慮將給水下降速度加快了,需要將鍋爐主控降煤的速度相應(yīng)加快,防止水煤失調(diào)。根據(jù)在線試驗(yàn),將RB工況下鍋爐主控的煤量指令下降速率由4.2t/h/s改為5t/h/s。另外，若發(fā)生非給水RB情況，如果降水速度過快，會導(dǎo)致AB汽泵調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)過度調(diào)節(jié)現(xiàn)象，暫定非給水RB工況，給水指令三個(gè)一階傳遞時(shí)間為5s。按照以上參數(shù)，我們對給水指令控制進(jìn)行優(yōu)化。具體方案參照圖2。

3　防控方案優(yōu)化后結(jié)果

圖2　給水指令控制優(yōu)化局部邏輯圖

根據(jù)以往的RB工況，對#6機(jī)組RB工況做了上述方案優(yōu)化，一方面基于燃燒調(diào)節(jié)優(yōu)化，加強(qiáng)燃燒的效率，主要是提高一次風(fēng)機(jī)在RB工況下(不包括一次風(fēng)機(jī)RB)設(shè)定值，有效提高跳閘過程中磨煤機(jī)出粉能力和未跳閘磨煤機(jī)的出粉能力，對燃燒效率的提高起到至關(guān)重要的作用。另一方面是基于給水指令控制優(yōu)化，主要是消除RB工況下的小機(jī)超調(diào)現(xiàn)象，保證小機(jī)調(diào)節(jié)水量在有效控制范圍內(nèi)。在2016年7月20日的給水RB工況中，得到有效實(shí)踐，整個(gè)處理過程中，主汽溫度由568℃最低降至536℃，低汽溫現(xiàn)象大大改善(參照圖3)。

圖3　給水RB動作

4　結(jié)束語

以上分析了低汽溫對汽輪機(jī)的損害是十分嚴(yán)重的，因此加大防范低汽溫措施尤為重要。在防控RB工況下低汽溫，是一個(gè)復(fù)雜的過程，它牽涉到風(fēng)、煤、水等各自動環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)控制以及RB系統(tǒng)控制。結(jié)合以往的RB動作過程，我們做了一些優(yōu)化，從最近一次的給水RB看，溫度控制在536℃，效果還是比較明顯的，我們將繼續(xù)結(jié)合本次RB工況，加強(qiáng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)以及RB系統(tǒng)各數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化重要環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)參數(shù)，力爭將RB工況下的主汽溫度提高至550℃以上。

[1] 張麗香,石生.模擬量控制系統(tǒng)[M].北京:中國電力出版社,2006.

[2] 趙爽,李西軍.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)閉環(huán)邏輯[M].北京:中國電力出版社，2013.

[責(zé)任編輯：程蓓]

Control Optimization of Low Steam Temperature in RB Condition for 600MW Coal-Fired Unit

YUKui,GUOYi，LIUJin-song

(WenergyHeifeiElectricPowerGenerationCo.,Ltd.,Hefei230041,China)

Under the RB working condition of coal-fired units, if in the process, the main steam temperature is low, it not only affects the economy of the unit, also threatens the safe operation of the unit, even causes the unit fault. The low steam temperature in RB condition is analyzed, aiming at the causes of low steam temperature, the control scheme optimization is discussed, and the harm of low steam temperature is discussed.

RB action; low steam temperature; prevention and control optimization

2016-07-25

于魁(1987-),男，安徽界首人，皖能合肥發(fā)電有限公司熱控分場主任助理。

TK227.1

A

1672-9706(2016)03- 0077- 03