660MW機組甩負荷試驗時旁路控制策略探討

李煬文

摘 要：岱海電廠三號機組為了響應(yīng)國家煤電節(jié)能減排政策，通過一系列的綜合升級改造，使機組發(fā)電煤耗降低、達到了超低排放的目的。岱海電廠三號機組升級改造后需進行甩負荷試驗，主要目的是考核機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超速保護控制系統(tǒng)OPC在甩負荷時的控制性能，即能否控制機組轉(zhuǎn)速不超過危急保安器的動作轉(zhuǎn)速，且迅速穩(wěn)定至額定轉(zhuǎn)速運行，同時測取機組甩負荷后的動態(tài)過渡過程特性曲線，并計算特征值。

關(guān)鍵詞：甩負荷；暖管；二次飛升；OPC

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0182-02

本次甩負荷試驗將采用常規(guī)法甩負荷。試驗計劃分兩步：（1）50%額定出力常規(guī)法甩負荷試驗，高、低加應(yīng)全部投入。（2）在上述試驗成功的基礎(chǔ)上，并確認甩100%額定負荷的甩負荷試驗具有安全保證的情況下進行甩100%有功負荷的試驗。甩負荷試驗的評定標準為甩負荷后機組轉(zhuǎn)速不超過超速保護定值且機組不跳閘，其中50%額定出力甩負荷試驗合格標準為汽機轉(zhuǎn)速限制3150RPM以下，100%額定出力甩負荷試驗合格標準為汽機110%超速保護不動作，在此基礎(chǔ)上機組調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程應(yīng)能迅速穩(wěn)定，試驗后可有效的控制機組轉(zhuǎn)速，維持額定轉(zhuǎn)速運行。

1 甩負荷試驗時的保護強制情況

1.1 保護及其他允許條件強制情況

（1）汽包水位高Ⅱ、Ⅲ鍋爐MFT保護。（2）汽包水位低Ⅱ、Ⅲ鍋爐MFT保護。（3）汽包水位高Ⅲ汽輪機跳閘保護。（4）汽輪機跳閘聯(lián)跳鍋爐保護。（5）發(fā)電機跳閘聯(lián)調(diào)汽機保護。（6）旁路跳閘保護。（7）功率負荷不平衡保護。（8）低旁溫度高跳低旁保護。（9）旁路自動投自動聯(lián)鎖。（10）5033斷路器DCS操作允許條件。

1.2 主輔機解自動手調(diào)情況

（1）解除協(xié)調(diào)，汽機主控，鍋爐主控。（2）解除燃料主控。（3）解除減溫水自動。（4）解除送風(fēng)、二次風(fēng)門自動。（5）解除給水自動。（6）PCV閥切手動。

1.3 機組恢復(fù)啟動時保護強制情況

（1）31、32引風(fēng)機油箱油溫高不允許啟動條件。（2）32磨煤機火檢、風(fēng)量低保護。（3）三次點火失敗MFT保護。（4）電除塵全停鍋爐允許吹掃信號。

2 甩負荷試驗步驟

（1）50%甩負荷試驗前確認機組左、右側(cè)PCV閥手動門均開啟備用狀態(tài)；分別進行交直流油泵聯(lián)動及高備泵啟動試驗、等離子拉弧試驗、抽汽逆止門活動試驗、高壓主汽門20%行程活動試驗、中壓主汽門全行程活動試驗，并試驗正常；爐側(cè)停運一臺制粉系統(tǒng)，投入油槍、投入B磨等離子；機側(cè)精處理切旁路，凝泵工頻運行，給水系統(tǒng)退出一臺電泵打循環(huán)，單電泵運行，將給水切旁路；電氣將廠用電切至啟備變，將無功功率帶滿，CCS方式解至基本方式，解燃料主控自動。（2）機組具備甩負荷條件后，機組帶滿負荷穩(wěn)定運行1～2小時，甩前將負荷降至330MW，主汽參數(shù)和凝汽器真空保持額定值，穩(wěn)定運行0.5到1小時。（3）甩負荷前5～10分鐘，鍋爐適當減少燃煤量，投入油槍；甩前20秒，開始減少燃燒，燃燒控制切為手動；甩前1s提前打開PCV閥。（4）甩負荷前1分鐘，值長通知網(wǎng)調(diào)。（5）按“甩負荷準備5-4-3-2-1-甩！”的方式下令，發(fā)“甩”令時運行人員拉開發(fā)電機主開關(guān)，測試人員提前啟動測試儀器。（6）甩負荷后，鍋爐應(yīng)迅速將熱負荷減到維持機組空轉(zhuǎn)的水平，禁止高壓旁路投自動，可適當通過高壓旁路閥調(diào)整主蒸汽壓力參數(shù)，低壓旁路可適當打開，以加快再熱壓力的下降，使機組轉(zhuǎn)速能較快穩(wěn)定，但同時應(yīng)注意監(jiān)視排汽裝置壓力，PCV閥待鍋爐壓力無上升趨勢后關(guān)閉。（7）甩負荷后，如果調(diào)速系統(tǒng)控制機組空轉(zhuǎn)沒有問題，應(yīng)待機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，再進行調(diào)速系統(tǒng)的操作和再次并網(wǎng)的準備，如不能立即并網(wǎng)應(yīng)盡快打閘停機，鍋爐手動MFT。（8）甩負荷后，若發(fā)生調(diào)速系統(tǒng)擺動，不能有效控制機組轉(zhuǎn)速或機組發(fā)生振動等問題應(yīng)立即打閘停機。并按運行規(guī)程有關(guān)規(guī)定進行事故處理。（9）如果鍋爐滅火，一時不能恢復(fù)，主蒸汽溫度下降100℃或快速下降50℃（十分鐘之內(nèi)），應(yīng)立即停機。（10）根據(jù)330MW甩負荷試驗的結(jié)果分析，確認甩660MW負荷試驗是可行的，機組帶滿負荷穩(wěn)定運行1小時后，可進行甩100%負荷試驗。

3 甩負荷試驗過程高旁操作分析

（1）甩負荷時旁路主要是適當通過高壓旁路閥調(diào)整主蒸汽壓力參數(shù)，低壓旁路可適當打開，以加快再熱壓力的下降，使機組轉(zhuǎn)速較快穩(wěn)定。（2）高、低壓旁路提前暖管：手動備用，禁止高壓旁路投自動，高旁開度2%以下為死區(qū)，因此將高旁開度指令設(shè)為3%，查高旁減溫水隔離閥、調(diào)閥開啟，溫度自動設(shè)定為閥后280℃，低旁開度3%，低旁減溫水隔離閥、調(diào)閥開啟，自動設(shè)定閥后溫度85℃，開始暖管。手動設(shè)定高旁閥后溫度330℃，監(jiān)視閥后溫度先緩慢上升后平穩(wěn)，暖管10分鐘后，試驗前緩慢將閥后溫度以10℃溫度降至280℃穩(wěn)定。試驗過程中確保高旁后溫度低于360℃，防止高旁快關(guān)。每次開大高旁前，確保閥后溫度不會突升，閥后達到330℃時應(yīng)暫停開高旁，監(jiān)視低旁閥后溫度不超100℃，低旁后溫度高保護關(guān)已強制。

（1）50%甩負荷試驗動作前：高旁開度5%、低旁開度開度10%，主汽壓力10.5MPa，熱再壓力1.746MPa。試驗過程中，根據(jù)主、再熱壓力，高旁點動從8%開至13%，低旁由10%直接開大至20%；甩負荷動作后：汽機轉(zhuǎn)速最高升至3112RPM后下降至2994RPM，主汽壓力最高漲至11.53MPa，熱再壓力最高漲至1.837MPa后下降。（2）當熱再壓力下降至0.823MPa時，中調(diào)門突開至9%，汽機轉(zhuǎn)速由2997rpm突升至3095rpm，OPC再次動作，中調(diào)門關(guān)閉，轉(zhuǎn)速下降。（3）由于鍋爐并未MFT仍保持燃燒，主汽壓力緩慢回升，同時汽輪機不進汽且保持轉(zhuǎn)速，鼓風(fēng)摩擦導(dǎo)致高排溫度持續(xù)升高，手動將高旁開度由13%開大至20%，低旁開度由20%開大至50%，繼續(xù)泄壓。（4）機組重新并網(wǎng)，此時高旁開度22%，閥后溫度設(shè)定280℃，減溫水調(diào)閥開度18%，閥后溫度基本穩(wěn)定在320℃，整個試驗過程減溫水調(diào)門自動調(diào)節(jié)正常，保證了閥后溫度小于360℃。并網(wǎng)后主汽壓力開始下降，手動關(guān)閉高旁、低旁帶負荷。如圖1所示。（5）660MW甩負荷試驗前，保持高旁3%，低旁3%開度暖管，此時主汽壓力15.731MPa，熱再壓力3.54MPa。甩負荷動作后，主汽壓力最高升至17.673MPa后下降，高旁開大至5%保持開度，再熱壓力最高升至3.693MP下降，低旁手動由5%開大至80%，汽機轉(zhuǎn)速最高升至3225rpm后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3007rpm至2993rpm范圍內(nèi)，GV、IV開度0%。如圖2所示。

4 分析結(jié)果

（1）試驗前雖然強制了高旁自動投自動本身邏輯，高旁自動投自動去低旁投自動通道未強制，但當主汽壓力與高旁設(shè)定值大于0.8MPa，高旁自動投自動，低旁投自動，低旁根據(jù)壓力設(shè)定值開大到30%后又全關(guān)，發(fā)現(xiàn)后及時解自動，手動開大低旁。（2）若機組轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的103%或機組在負荷大于30%額定負荷時開關(guān)動作，則OPC動作，電磁閥打開，使OPC母管油泄放，導(dǎo)致卸載閥快速開啟，使高壓調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥、各抽汽逆止閥立即關(guān)閉，高排通風(fēng)閥打開。延時7.5秒OPC復(fù)位，中調(diào)門恢復(fù)至2900r/min記憶開度，當冷再壓力降至0.828MPa中調(diào)開始開啟維持轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速的降低，電磁閥將關(guān)閉，高壓調(diào)節(jié)閥和再熱調(diào)節(jié)閥將重新開啟，以控制汽輪機的額定轉(zhuǎn)速。（3）50%負荷甩負荷試驗時汽機轉(zhuǎn)速二次飛升，主要是因為控制方式和邏輯初始設(shè)計不吻合，冷再門檻壓力為0.828MPa，當冷再壓力小于0.828MPa時，中調(diào)回到上次2900rpm記憶開度，上次是0.19MPa，中調(diào)記憶開度9.6%，這次實際壓力是0.7MPa，當中調(diào)開度是9.6%，造成汽機轉(zhuǎn)速二次飛升。而100%甩負荷試驗時，由于熱控人員修改了冷再壓力修正系數(shù)，即記憶壓力與實際壓力之比，原最小下限是1，現(xiàn)在修正系數(shù)下限放開到0.2。這個限制是為了機組正常升速到并網(wǎng)時，保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。660MW甩負荷試驗時，修正系數(shù)為0.19MPa/0.7MPa=0.27，中調(diào)開度為9.6%*0.27=2.5%。

5 結(jié)語

根據(jù)參數(shù)分析，岱海電廠三號機甩負荷試驗結(jié)果成功，但是兩次甩負荷試驗高排溫度都比較高，這是啟動方式和控制邏輯設(shè)定的，汽機回調(diào)定速時，只有中調(diào)在開，中壓缸在進汽，高調(diào)門開度幾乎沒有，高壓缸鼓風(fēng)摩擦熱量無法帶走。僅僅靠高、低旁調(diào)節(jié)主再汽參數(shù)效果不明顯，由于660MW甩負荷時汽機定速較長，更要注意高排參數(shù)。