300MW直接空冷機(jī)組RB試驗(yàn)過程及動(dòng)態(tài)特性分析研究

袁俊文，宿海濤，曲雪瑩

(1.國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱150030；2.杭州國電機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司,杭州 310000)

●能源及動(dòng)力工程●

300MW直接空冷機(jī)組RB試驗(yàn)過程及動(dòng)態(tài)特性分析研究

袁俊文1，宿海濤1，曲雪瑩2

(1.國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱150030；2.杭州國電機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司,杭州 310000)

闡述國投晉城熱電廠300MW直接空冷機(jī)組的RB控制策略，對該機(jī)組RB合理的負(fù)荷目標(biāo)值和壓力給定值，及對RB觸發(fā)時(shí)機(jī)組控制方式的變化進(jìn)行了分析。從RB試驗(yàn)過程中機(jī)組主要參數(shù)變化曲線可以看出，提出的RB控制策略能自動(dòng)、快速、穩(wěn)定地降負(fù)荷，有效地提高了機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性。

直接空冷機(jī)組；RB試驗(yàn)；RB控制策略；壓力控制方式；動(dòng)態(tài)特性分析

大型發(fā)電機(jī)組在重要輔機(jī)因故突然跳閘,若不能及時(shí)正確地處理,很可能會造成停機(jī),導(dǎo)致事故擴(kuò)大[1-3]。RB功能就是為滿足機(jī)組在重要輔機(jī)故障情況下，機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組負(fù)荷迅速降到還在運(yùn)行的輔機(jī)所能承受的目標(biāo)負(fù)荷值，并控制機(jī)組在允許參數(shù)范圍內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行而不停爐。

1 RB控制策略

國投晉城熱電廠一期2 臺300 MW機(jī)組協(xié)調(diào)控制采用北京日立控制系統(tǒng)邏輯，RB控制結(jié)合MCS、FSSS、DEH三個(gè)控制系統(tǒng)的功能，在考慮各種工況的前提下，實(shí)現(xiàn)機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)下完成整個(gè)RB過程。該機(jī)組設(shè)有送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)及給水泵RB功能。

1.1 觸發(fā)RB動(dòng)作的條件

機(jī)組運(yùn)行在協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，操作員在CRT上即可以手動(dòng)投入RB功能。在機(jī)組負(fù)荷大于180 MW且輔機(jī)出力允許時(shí)，并列運(yùn)行的任一輔機(jī)故障跳閘即可觸發(fā)RB。

1.2 各輔機(jī)最大出力允許的確定

在不低于機(jī)組最低穩(wěn)燃負(fù)荷的基礎(chǔ)上，分別調(diào)整2臺電動(dòng)給水泵的勺管開度(注意電動(dòng)給水泵的電機(jī)不能過流)至機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)負(fù)荷達(dá)到最大值；對于并列運(yùn)行的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)，需要分別調(diào)整單臺設(shè)備運(yùn)行時(shí)動(dòng)葉開度(注意各個(gè)風(fēng)機(jī)的電機(jī)不能過流)至機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)負(fù)荷達(dá)到最大值。通常將同類設(shè)備的最大負(fù)荷值降低5%，選較小值作為RB動(dòng)作時(shí)的目標(biāo)負(fù)荷值[4]。該機(jī)組重要輔機(jī)RB動(dòng)作時(shí)的目標(biāo)負(fù)荷值見表1。

表1 各重要輔機(jī)RB動(dòng)作時(shí)的目標(biāo)負(fù)荷值Table 1 Targetload values ofevery major auxiliarymachinesin RB action MW

磨煤機(jī)RB目標(biāo)負(fù)荷的確定應(yīng)根據(jù)磨煤機(jī)發(fā)生RB前一刻鍋爐總的實(shí)際燃料量減去發(fā)生RB的磨煤機(jī)前一刻的煤量，再與RB發(fā)生前一刻每噸煤的發(fā)電量相乘，即可得出磨煤機(jī)RB目標(biāo)負(fù)荷。磨煤機(jī)RB目標(biāo)負(fù)荷確定邏輯圖如圖1所示。觸發(fā)磨煤機(jī)RB的條件：在汽機(jī)主控自動(dòng)，發(fā)電機(jī)實(shí)際功率大于180 MW,CRT投入RB時(shí)，任一運(yùn)行的磨煤機(jī)跳閘將觸發(fā)RB。

圖1 磨煤機(jī)RB目標(biāo)負(fù)荷確定邏輯圖Fig.1 Logicdiagramof confirmation for coal millRBtarget load

1.3 RB動(dòng)作時(shí)相關(guān)設(shè)備動(dòng)作狀況

1.3.1 當(dāng)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)RB發(fā)生時(shí)，切除B磨，投A組油槍。

1.3.2 當(dāng)一次風(fēng)機(jī)、給水泵RB發(fā)生時(shí)，切除B磨及C磨(間隔4s)，投A組及D組油槍。

1.3.3 磨煤機(jī)RB發(fā)生時(shí)，不需要投油槍。

RB動(dòng)作時(shí)，進(jìn)行切磨投油，快速將燃料降到RB目標(biāo)負(fù)荷所對應(yīng)的燃料量。同時(shí)，由于燃料量的減少，根據(jù)磨煤機(jī)的停運(yùn)臺數(shù)，通過函數(shù)分別折算出一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉、送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉、引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度的變化值，再經(jīng)過限速后作為動(dòng)葉開度的前饋信號。

1.4 RB動(dòng)作時(shí)機(jī)組控制方式的變化

當(dāng)RB發(fā)生時(shí)，機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)切換控制方式：汽機(jī)主控處于自動(dòng)狀態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)前壓力；鍋爐主控由自動(dòng)狀態(tài)切換為跟蹤狀態(tài)調(diào)節(jié)燃料量。

1.4.1 鍋爐主控

跟蹤的控制方式是一種開環(huán)控制，鍋爐主控輸出為RB動(dòng)作后的目標(biāo)燃料量。

由于煤質(zhì)變化較大，RB目標(biāo)負(fù)荷折算的煤量是由RB發(fā)生前一時(shí)刻的煤量與機(jī)組實(shí)際功率的比值，乘以RB目標(biāo)負(fù)荷計(jì)算出來的，這樣可以有效避免煤質(zhì)變化引起的RB目標(biāo)煤量的偏差。為了防止磨煤機(jī)跳閘后，運(yùn)行的磨煤機(jī)自動(dòng)增加煤量的現(xiàn)象，在控制組態(tài)里作了邏輯判斷，RB期間目標(biāo)燃料量與實(shí)際煤量經(jīng)過小選作為鍋爐主控輸出，避免了這種情況的發(fā)生。RB觸發(fā)時(shí)鍋爐主控邏輯控制圖如圖2所示。

1.4.2 汽機(jī)主控

RB發(fā)生時(shí)，汽機(jī)主控由功率調(diào)節(jié)切換為機(jī)前壓力調(diào)節(jié)，同時(shí)切換到滑壓運(yùn)行方式，壓力設(shè)定值根據(jù)滑壓曲線確定。由于RB發(fā)生后以降壓方式減負(fù)荷比較有利，以定壓方式成功率較低，原因是定壓運(yùn)行造成汽機(jī)調(diào)門開度太小，不利于控制，特別是給水泵RB，不降壓會造成鍋爐上水困難，以致于可能由于鍋爐汽包水位低而觸發(fā)MFT。RB滑壓曲線應(yīng)接近機(jī)組正?；瑝呵€，目標(biāo)值要略高于同負(fù)荷下正?；瑝涸O(shè)定值，防止因降壓目標(biāo)太低造成調(diào)門過開，使汽溫大幅下降。該機(jī)組正?；瑝呵€與RB動(dòng)作時(shí)滑壓曲線數(shù)據(jù)見表2。

圖2 RB觸發(fā)時(shí)鍋爐主控邏輯控制圖Fig.2 Logic control diagramof boilermasterwhenRB is triggered

表2 正?；瑝呵€與RB動(dòng)作時(shí)滑壓曲線數(shù)據(jù)Table 2 Data of slidingpressurecurvesin normal status and in RBaction

滑壓速率應(yīng)設(shè)置適當(dāng)，太快會導(dǎo)致汽機(jī)調(diào)門大幅開關(guān)，對主汽溫、汽包水位產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，滑壓速率決定了機(jī)組主要參數(shù)能否控制在安全的范圍內(nèi)。

為了防止RB發(fā)生后機(jī)組負(fù)荷反調(diào)，設(shè)計(jì)有調(diào)門禁開邏輯，在RB發(fā)生后的一定時(shí)間內(nèi)讓壓力設(shè)定值不變，這樣調(diào)門就不會出現(xiàn)反調(diào)，等實(shí)際主汽壓力開始下降后再切到RB滑壓曲線[5-6]。

2 RB試驗(yàn)過程

國投晉城熱電廠一期 2 臺300 MW 機(jī)組工程2號機(jī)組RB試驗(yàn)項(xiàng)目包括：送風(fēng)機(jī)RB、引風(fēng)機(jī)RB、一次風(fēng)機(jī)RB、磨煤機(jī)RB及給水泵RB。RB動(dòng)作時(shí)，鍋爐減燃料速率為126 t/min；機(jī)組切換到滑壓運(yùn)行模式，為了防止汽機(jī)調(diào)門反調(diào)，保持5 s壓力設(shè)定值不變，5 s后按照RB滑壓曲線減負(fù)荷，給水泵RB滑壓速率為0.3 MPa/min，非給水泵RB的滑壓速率為0.1 MPa/min。另外，給水泵RB時(shí)在原有RB滑壓曲線基礎(chǔ)上，設(shè)定值增加0.3 MPa，以加快RB進(jìn)程。

2.1 引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

引風(fēng)機(jī)RB發(fā)生前，機(jī)組負(fù)荷為289.5 MW，主蒸汽壓力為15.86 MPa，汽包壓力為17.14 MPa，汽包水位為12.7 mm，爐膛負(fù)壓為-69.4 Pa，鍋爐主控指令為123.805 t/h，2號送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令反饋為57.855% ，1號引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度反饋為53.661%，2號引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度反饋為61.710%，汽機(jī)調(diào)門GV1和GV3閥位開度分別為34.911%和35.155%。試驗(yàn)條件具備后，由運(yùn)行人員在CRT上手動(dòng)停止1號引風(fēng)機(jī)(1號送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖跳閘)，觸發(fā)RB過程。引風(fēng)機(jī)RB過程中，機(jī)組主要參數(shù)變化曲線如圖3所示。

1—2號引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度反饋，%；2—2號送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度指令，%；3—汽包水位(補(bǔ)償后)，mm；4—實(shí)際總?cè)剂狭浚瑃/h；5—爐膛壓力設(shè)定值，Pa；6—爐膛壓力實(shí)際值，Pa；7—1號引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度反饋，%； 8—鍋爐主控指令，t/h。
圖3 引風(fēng)機(jī)RB過程中機(jī)組主要參數(shù)變化曲線
Fig.3 Unit’s mainparameters change curves in the RB process of ID fan

2.2 給水泵RB試驗(yàn)

給水泵RB發(fā)生前，機(jī)組負(fù)荷為291.1 MW，主蒸汽壓力為15.77 MPa，主蒸汽流量為896.1 t/h，汽包水位為90 mm，汽包壓力為17.14 MPa，爐膛負(fù)壓為-88 Pa，鍋爐主控指令為119.153 t/h，給水流量為1060.3 t/h，1號給水泵勺管開度反饋為64.217%，3號給水泵勺管開度反饋為63.948%，2號給水泵勺管開度反饋為0%。試驗(yàn)條件具備后，由運(yùn)行人員在CRT上手動(dòng)停止1號給水泵(2號給水泵未投入備用狀態(tài))，觸發(fā)RB過程。給水泵RB過程中，機(jī)組主要參數(shù)變化曲線如圖4所示。

1—3號給水泵勺管開度反饋，%；2—給水流量，t/h；3—主蒸汽壓力，MPa；4—主蒸汽流量，t/h；5—汽包水位設(shè)定值，mm；6—爐膛壓力實(shí)際值，Pa；7—汽包水位(補(bǔ)償后)，mm； 8—1號給水泵勺管開度反饋，%
圖4 給水泵RB過程中機(jī)組主要參數(shù)變化曲線
Fig.4 Unit’s main parameters change curveinthe RB process of feed water pump

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

RB試驗(yàn)在2號機(jī)組試運(yùn)行期間進(jìn)行，從試驗(yàn)結(jié)果曲線可以看出，各個(gè)主要參數(shù)變化趨勢合理的，變化范圍在允許的范圍之內(nèi)，試驗(yàn)期間沒有造成機(jī)組停機(jī)。另外，在RB試驗(yàn)過程中，燃燒比較穩(wěn)定，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常,動(dòng)態(tài)特性良好,試驗(yàn)過渡過程時(shí)間較短，RB試驗(yàn)效果良好。

4 結(jié) 語

通過國投晉城熱電廠 2號 300 MW 亞臨界機(jī)組的 RB 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和試驗(yàn)效果來看，采用的 RB 控制策略切實(shí)可行。主蒸汽沒有超溫，而且機(jī)組運(yùn)行良好，避免了機(jī)組惡性事故的發(fā)生，提升了機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

[1] 任青春.300MW機(jī)組RB試驗(yàn)分析[J].電工技術(shù)，2009(5): 49-50.REN Qingchun.RB test analysis of 300MW unit[J].Electric Engineering,2009(5): 49-50.

[2] 邊立秀，周俊霞，趙勁松，等.熱工控制系統(tǒng)[M].中國電力出版社，2010：185-186.BIAN Lixiu,ZHOU Junxia,ZHAO Jinsong,et al.Thermalcontrol system[M].China Power Press,2010: 185-186.

[3] 林文孚，胡燕.單元機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)[M].中國電力出版社，2008：58-59.LIN Wenfu,HU Yan.Automatic control technology of unit[M].China Power Press,2008: 58-59.

[4] 張纏保,李梅鳳,楊文杰，等.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中RB試驗(yàn)[J].山西電力技術(shù)，1999 (01): 17- 19.ZHANG Chanbao,LIMeifeng,YANG Wenjie,et al.RBtest in the coordinatecontrol[J].Shanxi Electric Power,1999(01): 17-19.

[5] 王琪,劉文平,孫建國，等.600MW直接空冷機(jī)組RB試驗(yàn)控制策略優(yōu)化與試驗(yàn)措施完善 [J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2008,26(4):20-23.WANG Qi,LIU Wenping,SUN Jianguo,et al.Optimization to RB testing control strategy and perfection to testing measure of 600 MW direct air cooling units[J].Inner Mongolia Electric Power,2008,26(4): 20-23.

[6] 高紹峰.300MW燃煤機(jī)組RB試驗(yàn)的研究[J].華北電力技術(shù)，1997,27(9):8-9.GAO Shaofeng.Study on RB test for 300MWcoal-fired unit[J].NorthChina Electric Power,1997,27(9):8-9.

(編輯 李世杰)

Analysis on RB test process anddynamic characteristicsanalysis for 300MW direct air cooling unit

YUAN Junwen1，SU Haitao1，QU Xueying2

(1.Electric Power Research Institute,State GridHeilongjiang ElectricPower Co.,Ltd.,Harbin 150030,China;2.Hangzhou State Power Machinery Reserch&Design Institute Co.Ltd,Hangzhou 310000,Chian .)

In this paper,the RB control strategy of 300MW direct aircooling unit in Jincheng Thermal Power Plantis explained,and analysesare madeonRB’sreasonable load target value and given value of pressureforthe unitas well asthe change of unit control modewhenRB is triggered.It can be seen from unit’s main parameters change curve inRB test processthat the proposed RB control strategy can automatically,quickly and steadily reduce the load,and effectively improve the safety and economy of the unit.

direct aircooling unit; RB test; RB control strategy; pressure control mode; dynamic characteristic analysis

2017-05-11。

袁俊文(1982—)，男，碩士研究生，高級工程師，主要從事熱工自動(dòng)化技術(shù)方面的研究工作。

TM621.6

A

2095-6843(2017)04-0343-04