660MW燃煤機(jī)組RB控制策略與試驗(yàn)方案

趙廣榮

摘要

文章以新疆天富2×660MW超臨界直接空冷式機(jī)組為例，敘述了660MW機(jī)組輔機(jī)故障快速減負(fù)荷（RUNBACK，簡稱RB）的控制策略與試驗(yàn)方案。希望能為其它同類型機(jī)組RB試驗(yàn)提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】超臨界空冷機(jī)組 RB試驗(yàn) 負(fù)荷

1 機(jī)組概況

新疆天富2×660MW工程采用NZK660-24.2/566/566/型汽輪機(jī)，為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、直接空冷式汽輪機(jī)。發(fā)電機(jī)為QFS2-660-2型三相交流兩極同步發(fā)電機(jī)，采用水一氫一氫冷卻方式，由上海電機(jī)股份有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造。鍋爐是上海鍋爐廠有限公司自主開發(fā)設(shè)計(jì)、制造的超臨界660MW鍋爐。機(jī)組的控制系統(tǒng)采用美國艾默生公司的OVATION分散控制系統(tǒng)。

2 機(jī)組RB功能簡介及控制策略

2.1 RB試驗(yàn)的目的

RB（RUNBACK）試驗(yàn)的主要目的是檢驗(yàn)和考核協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和RB控制功能，考核和檢查RB工況下各調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的控制性能，檢查考核在RB工況下BMS（鍋爐燃燒器管理系統(tǒng)）有關(guān)邏輯能否使各控制系統(tǒng)及輔機(jī)設(shè)備協(xié)調(diào)一致的動(dòng)作。

2.2 RB控制策略

RB的控制功能主要由模擬量控制系統(tǒng)MCS和燃燒器管理系統(tǒng)BMS共同實(shí)現(xiàn)。BMS的任務(wù)是根據(jù)RB控制的要求控制燃料量的投入和切除，主要是切磨組合邏輯，保證鍋爐在低負(fù)荷期間的燃燒穩(wěn)定。

機(jī)組DCS組態(tài)軟件中設(shè)置的RB功能有（在機(jī)組負(fù)荷大于400MW的前提下）：

（1）一臺(tái)送風(fēng)機(jī)跳閘，觸發(fā)50%RB，目標(biāo)負(fù)荷降為330MW;

（2）一臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘，觸發(fā)50%RB，目標(biāo)負(fù)荷降為330MW;

（3）一臺(tái)空預(yù)器跳閘，觸發(fā)50%RB，目標(biāo)負(fù)荷降為330MW;

（4）一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)跳閘，觸發(fā)50%RB，目標(biāo)負(fù)荷降為330MW;

（5）一臺(tái)電泵跳閘，5s內(nèi)備用電泵未聯(lián)啟，觸發(fā)50%RB，目標(biāo)負(fù)荷降為330MW。

上述RB工況發(fā)生時(shí)，保留下層3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行;磨煤機(jī)切除間隔時(shí)間均為5秒。RB工況發(fā)生時(shí)，投入與運(yùn)行磨煤機(jī)相鄰層的油槍。

（6）有磨煤機(jī)跳閘時(shí)，負(fù)荷指令大于剩下的磨煤機(jī)最大出力時(shí)，觸發(fā)RB，目標(biāo)負(fù)荷降為剩下的運(yùn)行磨煤機(jī)所能達(dá)到的機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)荷。根據(jù)運(yùn)行磨煤機(jī)的分布，必要時(shí)投入相鄰層的油槍。

在每一項(xiàng)RB發(fā)生時(shí)，機(jī)組均切至TF方式運(yùn)行（汽機(jī)主控自動(dòng)、鍋爐主控手動(dòng)、主燃料控制轉(zhuǎn)入RB模式自動(dòng)控制），同時(shí)投入滑壓控制方式;BMS進(jìn)行相應(yīng)的切磨投油（見上述）。RB發(fā)生20秒后，如果實(shí)際負(fù)荷與目標(biāo)負(fù)荷的偏差下降至正、負(fù)5MW且維持5S，RB過程自動(dòng)復(fù)位;在RB過程中，運(yùn)行人員也可以手動(dòng)復(fù)位。在RB結(jié)束后，機(jī)組運(yùn)行方式切換為TF定壓運(yùn)行。

3 機(jī)組RB試驗(yàn)應(yīng)具備的條件

（1）模擬量控制系統(tǒng)均己正常投運(yùn)，并經(jīng)過相應(yīng)的定值擾動(dòng)和負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)，可滿足機(jī)組運(yùn)行要求。

（2）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCs的三種運(yùn)行方式CCs協(xié)調(diào)方式（CCBF）、BF鍋爐跟隨、TF汽機(jī)跟隨已投運(yùn)過，并己進(jìn)行過負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)?；瑝悍绞竭\(yùn)行正常，定/滑壓方式切換正常。

（3）爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）已正式投入運(yùn)行，RB與FSSS之間的聯(lián)系信號檢查正常，邏輯關(guān)系正確。

（4）機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)正常投運(yùn)。

4 機(jī)組RB試驗(yàn)方案

4.1 試驗(yàn)說明

以100%MCR負(fù)荷下RB試驗(yàn)為例，A、B、C、D、E五臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，機(jī)組處于CCs方式運(yùn)行，RB功能投入;試驗(yàn)按磨煤機(jī)、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、空預(yù)器、一次風(fēng)機(jī)、給水泵的順序執(zhí)行;RB發(fā)生后，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)維持TF滑壓方式運(yùn)行，由汽機(jī)主控制器調(diào)節(jié)機(jī)前壓力到設(shè)定值;鍋爐主控處于手動(dòng)跟蹤狀態(tài)，燃料主控處于自動(dòng)狀態(tài)。鍋爐給煤量降低到RB狀態(tài)設(shè)定燃料量。當(dāng)機(jī)組實(shí)際功率穩(wěn)定到RB目標(biāo)參數(shù)后，自動(dòng)復(fù)位RB信號或在RB過程中由運(yùn)行人員手動(dòng)復(fù)位RB信號，本次RB試驗(yàn)結(jié)束。

4.2 試驗(yàn)步驟（以引風(fēng)機(jī)RB為例）

（1）RB試驗(yàn)總指揮下令，運(yùn)行人員手動(dòng)停A（或B）引風(fēng)機(jī)，產(chǎn)生引風(fēng)機(jī)RB。

（2）引風(fēng)RB工況發(fā)生時(shí)，主要控制和邏輯動(dòng)作過程如下：

a.機(jī)組CCS切換到TF方式，滑壓運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)跳閘聯(lián)跳同側(cè)送風(fēng)機(jī);

b.汽機(jī)主汽壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)機(jī)前壓力;

c.燃料主控制器調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)RB工況下對應(yīng)的燃料量。鍋爐主調(diào)節(jié)器處于手動(dòng)狀態(tài)并跟蹤實(shí)際燃料量。

d.引風(fēng)RB發(fā)生后，BMS按運(yùn)行磨的組合方式立即切除相應(yīng)的磨煤機(jī)，保持最下層3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，切磨順序從上至下，間隔時(shí)間5秒。未跳閘磨煤機(jī)的給煤量跟隨鍋爐主控的輸出。

e.RB發(fā)生后，過熱、再熱減溫水調(diào)節(jié)門強(qiáng)關(guān)到0%，60秒后釋放，調(diào)門處于手動(dòng)狀態(tài)。

f.屏蔽主要控制子系統(tǒng)（送/引風(fēng)、一次風(fēng)、給水）的設(shè)定值、反饋偏差大切手動(dòng)信號及調(diào)節(jié)器指令與反饋偏差大切手動(dòng)信號。

（3）RB試驗(yàn)開始后，應(yīng)密切監(jiān)視燃燒系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、汽溫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)情況，若出現(xiàn)參數(shù)越限應(yīng)將自動(dòng)控制切為手動(dòng)控制，由運(yùn)行人員進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整;

（4）試驗(yàn)過程結(jié)束后，恢復(fù)停運(yùn)的引風(fēng)機(jī)和機(jī)組負(fù)荷。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后按照以上步驟再依次做送風(fēng)機(jī)、空預(yù)器、一次風(fēng)機(jī)、給水泵RB試驗(yàn)。

5 結(jié)語

新疆天富機(jī)組在輔機(jī)跳閘RB動(dòng)作期間，主要參數(shù)變化平穩(wěn)，切磨投油等各項(xiàng)功能動(dòng)作準(zhǔn)確，自動(dòng)控制系統(tǒng)能在較短內(nèi)將機(jī)組負(fù)荷快速降低到RB目標(biāo)負(fù)荷，機(jī)組各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了要求，RB功能試驗(yàn)是成功的，該機(jī)組RB功能正式投運(yùn)后，為機(jī)組的安全運(yùn)行及減少非正常停機(jī)提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張華，孫奎明.熱工自動(dòng)化[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]郝永利.600MW機(jī)組RB控制策略研究[D].保定：華北電力大學(xué)，2012.