FGD無旁路情況下增壓風(fēng)機(jī)故障觸發(fā)鍋爐RB功能的應(yīng)用

吳志剛

(國(guó)電寧夏石嘴山發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏石嘴山 753202)

0 引言

當(dāng)前我國(guó)主要的火電廠均設(shè)置了煙氣脫硫裝置，早期建設(shè)的脫硫系統(tǒng)為保證鍋爐運(yùn)行的安全均設(shè)置了旁路，當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，煙氣可通過旁路直接進(jìn)入煙囪進(jìn)行排放。按照國(guó)家環(huán)保部要求，燃煤發(fā)電機(jī)組在“十二五”期間逐步將取消旁路。在現(xiàn)階段形勢(shì)下，機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于主要輔機(jī)故障引起的機(jī)組非停次數(shù)占全部非停次數(shù)的比例很大，而在FGD取消旁路門的情況下，如何減少脫硫系統(tǒng)的輔機(jī)故障導(dǎo)致機(jī)組的非停更加尤為顯得重要。

目前電廠的石膏濕法脫硫一般都設(shè)置100%煙氣旁路系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)安裝在FGD入口煙道和煙囪之間，其最主要的作用是在脫硫系統(tǒng)檢修或事故狀態(tài)下與機(jī)組隔離，含有SO2的煙氣不經(jīng)過吸收塔脫硫，直接由旁路系統(tǒng)流經(jīng)煙囪排出，從而不影響機(jī)組正常運(yùn)行發(fā)電;同時(shí)當(dāng)FGD或鍋爐處于故障狀態(tài)下(例如機(jī)組發(fā)生MFT、FGD入口煙氣超溫、漿液循環(huán)泵跳閘、增壓風(fēng)機(jī)跳閘等)使煙氣繞過FGD，也避免對(duì)FGD設(shè)備造成影響或損害。同時(shí)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)初期，為了防止煙氣中未燃燼的煤粉和油滴進(jìn)入吸收塔漿液，造成漿液污染，脫硫效率減低，吸收塔內(nèi)防腐材料加速老化，煙氣一般通過旁路煙道直接排入煙囪。待煙溫升高、電除塵器投運(yùn)使煙氣粉塵含量小于FGD裝置的進(jìn)口要求后，增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，F(xiàn)GD裝置進(jìn)出口擋板打開，旁路擋板逐漸關(guān)閉，脫硫系統(tǒng)開始運(yùn)行。機(jī)組均設(shè)置煙氣旁路來保證機(jī)組的可靠性，保護(hù)吸收塔裝置在事故狀態(tài)時(shí)不受損失。

因此，取消旁路后，引風(fēng)機(jī)出口煙氣必須經(jīng)過FGD系統(tǒng)脫硫后進(jìn)入煙囪進(jìn)行排放，脫硫系統(tǒng)的可利用率需要提高到100%。但由于脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，可能會(huì)出現(xiàn)主要輔機(jī)(如增壓風(fēng)機(jī)等)不正常退出運(yùn)行現(xiàn)象，原聯(lián)開旁路門使煙氣旁路通過的措施將不能執(zhí)行，同時(shí)原來在增壓風(fēng)機(jī)故障時(shí)自動(dòng)將動(dòng)葉置于最小和關(guān)閉原、凈煙氣擋板門的控制邏輯將導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)［1］。

1 RB機(jī)組快速減負(fù)荷功能

當(dāng)機(jī)組在比較高的負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)，若由于某種原因造成部分重要輔機(jī)跳閘，導(dǎo)致機(jī)組不能繼續(xù)維持高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，RB(RUNBACK)控制功能將根據(jù)跳閘輔機(jī)的類型、故障程度以及機(jī)組運(yùn)行的現(xiàn)狀，自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)前機(jī)組所能保證的安全穩(wěn)定運(yùn)行的最大負(fù)荷，并將此作為目標(biāo)負(fù)荷協(xié)調(diào)機(jī)組各個(gè)控制系統(tǒng)，快速地降低機(jī)組負(fù)荷。并且要求在快速減負(fù)荷過程中能維持機(jī)組的主要運(yùn)行參數(shù)在要求的安全范圍內(nèi)變化，而不引起機(jī)組保護(hù)動(dòng)作，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

2 RB動(dòng)作信號(hào)發(fā)出后的聯(lián)動(dòng)

當(dāng)RB的控制邏輯發(fā)出動(dòng)作信號(hào)后，其動(dòng)作信號(hào)同時(shí)分別送至BMS系統(tǒng)和MCS系統(tǒng)，當(dāng)MCS的RB目標(biāo)負(fù)荷計(jì)算邏輯接收到RB動(dòng)作信號(hào)時(shí)，根據(jù)跳閘輔機(jī)的類型確定機(jī)組快速降負(fù)荷控制過程的目標(biāo)值(此文針對(duì)機(jī)組50%RB功能)，同時(shí)，MCS的負(fù)荷控制系統(tǒng)也將根據(jù)跳閘輔機(jī)的類型確定機(jī)組快速降負(fù)荷速率。機(jī)組的降負(fù)荷速率和目標(biāo)值確定后，其他相關(guān)子系統(tǒng)(燃料控制系統(tǒng)、送風(fēng)控制系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)等)將接受該負(fù)荷指令并進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作［2］。

而當(dāng)BMS系統(tǒng)接收到RB動(dòng)作信號(hào)后，按照固定的邏輯切除相應(yīng)的煤燃燒器和投入相應(yīng)的油燃燒器。某火電廠1臺(tái)1004t/h燃燒器前墻布置方式的燃煤鍋爐，布置了四層煤燃燒器，對(duì)應(yīng)4臺(tái)磨組，三用一備。當(dāng)其BMS接收到RB動(dòng)作信號(hào)后，同時(shí)自動(dòng)切除最上層煤燃燒器和投AB層油燃燒器;10s后，再自動(dòng)切除次上層煤燃燒器。

3 RB控制的動(dòng)態(tài)過程

當(dāng)機(jī)組的RB動(dòng)作時(shí)，會(huì)引起機(jī)組的負(fù)荷大幅度波動(dòng)，從而導(dǎo)致機(jī)組的一些主要運(yùn)行參數(shù)(蒸汽溫度、主汽壓力、汽包水位等)變化。如果這些參數(shù)大幅度超限，有可能引起機(jī)組保護(hù)動(dòng)作使機(jī)組停運(yùn)，嚴(yán)重時(shí)有可能影響機(jī)組的壽命。因此，在機(jī)組RB動(dòng)作過程中保證機(jī)組的主要參數(shù)不越限，是RB動(dòng)作控制的關(guān)鍵。在RB動(dòng)作過程中，主汽壓力、蒸汽溫度等參數(shù)受到的影響:一是鍋爐燃料量在RB控制下迅速減少，使主汽壓力、蒸汽溫度顯著下降;二是汽輪機(jī)調(diào)門在RB控制下快速關(guān)小，從而減少汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，使主汽壓上升、蒸汽溫度上升。如果控制好兩者的關(guān)系就可以使主汽壓力在RB動(dòng)作過程中平穩(wěn)變化。由于在RB的情況下，BMS投切燃燒器的邏輯是固定的，因此主要應(yīng)控制好降負(fù)荷速率。只要降負(fù)荷速率選擇合適，主汽壓力、溫度是能控制在安全范圍內(nèi)。

4 案例分析

4.1 存在問題

(1)某燃煤電廠機(jī)組脫硫裝置采用石灰石－石膏濕法脫硫工藝，設(shè)GGH，吸收塔三層噴淋每層對(duì)應(yīng)一臺(tái)循環(huán)漿液泵。

(2)事件發(fā)生前機(jī)組及脫硫系統(tǒng)運(yùn)行方式。機(jī)組負(fù)荷246MW，主汽壓力為14.38MPa，再熱汽壓為3.0MPa，主、再熱汽溫545℃ /540℃，爐膛負(fù)壓為－43Pa，A、B 電泵，A、B、C、E 磨組運(yùn)行;脫硫增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流230A，動(dòng)葉調(diào)整擋板開度63%。

(3)事故經(jīng)過及原因分析。機(jī)組正常運(yùn)行中突然發(fā)生RB動(dòng)作，C、E磨組跳閘，機(jī)組最低負(fù)荷減至108MW，檢查1號(hào)脫硫增壓風(fēng)機(jī)跳閘，隨即鍋爐正壓保護(hù)動(dòng)作MFT。增壓風(fēng)機(jī)跳閘原因?yàn)殡姍C(jī)前軸承溫度高保護(hù)動(dòng)作;鍋爐正壓保護(hù)動(dòng)作原因?yàn)樵鰤猴L(fēng)機(jī)跳閘后煙氣通道受阻。

4.2 解決措施

為解決上述問題，通過多次試驗(yàn)，在鍋爐RB動(dòng)作保護(hù)邏輯中增加了增壓風(fēng)機(jī)跳閘觸發(fā)機(jī)組50%RB動(dòng)作邏輯。觸發(fā)動(dòng)作條件:機(jī)組允許出力應(yīng)滿足50%RB要求;增壓風(fēng)機(jī)跳閘觸發(fā)機(jī)組50%RB，漿液循環(huán)泵應(yīng)該非全停，否則觸發(fā)鍋爐MFT;增壓風(fēng)機(jī)跳閘信號(hào)由電氣側(cè)送三對(duì)跳閘接點(diǎn)，熱工側(cè)做三取二作為觸發(fā)機(jī)組50%RB;增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉應(yīng)置自動(dòng)可調(diào)，滿足發(fā)脈沖指令全開增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉要求。

4.3 實(shí)施效果

在增加增壓風(fēng)機(jī)跳閘觸發(fā)機(jī)組50%RB動(dòng)作邏輯后，再發(fā)生增壓風(fēng)機(jī)跳閘事故時(shí)，鍋爐RB動(dòng)作正常，增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉可全開，保證煙氣通道暢通，鍋爐不滅火。無旁路脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)故障造成機(jī)組停運(yùn)對(duì)廠、網(wǎng)的影響較大，但只要滿足RB的控制功能、RB試驗(yàn)要求和RB的動(dòng)作條件，脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)故障時(shí)增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉全開，保證煙氣通道暢通，避免機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

［1］胡秀麗.石灰石/石膏濕法煙氣脫硫裝置運(yùn)行管理探討［J］.電力設(shè)備，2007，8(12):79 －81.

［2］DL/T 5000－2000，火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程［S］.