一起1 000 MW機(jī)組汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作后的異常分析及改進(jìn)

唐 曄

（國(guó)能江蘇諫壁發(fā)電有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

1 設(shè)備概述

某廠#13、#14機(jī)組均采用上海鍋爐廠引進(jìn)ALSTOMEVT公司技術(shù)生產(chǎn)的1 000 MW超超臨界直流爐，型號(hào)SG-3040/27.56-M538，為單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、四角切圓燃燒方式塔式鍋爐；制粉系統(tǒng)采用HP1163/Dyn型中速磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，5臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行帶鍋爐BMCR工況，1臺(tái)磨備用。

風(fēng)煙系統(tǒng)采用2臺(tái)ANN-3120/1600N型動(dòng)葉可調(diào)軸流送風(fēng)機(jī)、2臺(tái)小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)前導(dǎo)葉可調(diào)的軸流引風(fēng)機(jī)（即汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)）和1臺(tái)備用電動(dòng)引風(fēng)機(jī)。每臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)各配置1臺(tái)杭州汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的HNG40/32/20單缸、單流、反動(dòng)式、背壓式小汽輪機(jī)（額定功率6 030 kW，自動(dòng)調(diào)速范圍3 800～5 916 r/min），并配有獨(dú)立的小機(jī)油系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)，軸加系統(tǒng)、與引風(fēng)機(jī)連接的齒輪箱以及進(jìn)汽/排汽供熱管道等設(shè)備。小汽輪機(jī)正常工作汽源來(lái)自冷再、一再出口抽出蒸汽，鄰爐供汽為備用汽源。如圖1所示，排汽可以至除氧器、輔助蒸汽聯(lián)箱、供熱管網(wǎng)，也可以通過(guò)PCV閥向空排汽。

圖1 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)蒸汽流程示意圖

2 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)RB控制策略簡(jiǎn)介

由于汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)相關(guān)設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜，一旦汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘，若不能及時(shí)正確處理，就有可能導(dǎo)致整個(gè)鍋爐總?cè)剂咸l（Master Fuel Trip，MFT）保護(hù)動(dòng)作。因此，在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)控制策略中設(shè)計(jì)了汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)RB控制邏輯，并通過(guò)該邏輯自動(dòng)完成相關(guān)操作。

2.1 RB投入條件

（1）給水自動(dòng)、一次風(fēng)自動(dòng)、送風(fēng)自動(dòng)和引風(fēng)自動(dòng)均已投入；

（2）RB開關(guān)投入。

2.2 RB觸發(fā)條件

（1）RB開關(guān)投入；

（2）負(fù)荷大于500 MW時(shí)，一臺(tái)汽動(dòng)風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)。

2.3 RB復(fù)位條件（以下任一條件滿足RB復(fù)位）

（1）給水手動(dòng)；

（2）一次風(fēng)手動(dòng)；

（3）送風(fēng)手動(dòng)；

（4）引風(fēng)手動(dòng)；

（5）RB手動(dòng)復(fù)位。

2.4 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)RB自動(dòng)動(dòng)作內(nèi)容

（1）若“引風(fēng)機(jī)聯(lián)跳送風(fēng)機(jī)”壓板投入，該側(cè)送風(fēng)機(jī)聯(lián)跳，跳閘側(cè)的送、引風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）葉、進(jìn)出口擋板聯(lián)關(guān)。

（2）運(yùn)行側(cè)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開至自動(dòng)上限70%；運(yùn)行側(cè)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)靜葉自動(dòng)開至100%，轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升至5 700 r/min。

（3）以12 s間隔按照A→F→E的順序?qū)⑦\(yùn)行磨煤機(jī)跳閘，剩余3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，跳閘的磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)隔絕門聯(lián)鎖關(guān)閉，磨煤機(jī)出口門聯(lián)鎖關(guān)閉。

（4）機(jī)組由CCS模式切為汽機(jī)跟蹤（Turbine Follow，TF）模式，鍋爐燃料主控自動(dòng)切手動(dòng)，各給煤機(jī)自動(dòng)切手動(dòng)，目標(biāo)負(fù)荷煤量56.7×3≈170 t/h，目標(biāo)主汽壓16.5 MPa，降壓速率2 MPa/min。

（5）B、C磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，先投入B層油槍；15 s后投入C層油槍。

（6）快開PCV至40%。

（7）聯(lián)關(guān)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)供熱電動(dòng)門。

（8）RB時(shí)先超馳關(guān)閉所有減溫水門30 s，隨后釋放為自動(dòng)。

（9）RB動(dòng)作后，延時(shí)120 s，若二次風(fēng)壓小于1.5 kPa，從上往下依次關(guān)小SOFAⅠ～Ⅵ擋板至50%[1]。

3 B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘RB動(dòng)作后的處理及異常分析

在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)調(diào)試期間，進(jìn)行汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)時(shí)，由于汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)點(diǎn)故障，RB未動(dòng)作，手動(dòng)模擬RB動(dòng)作流程處理。事后未重新進(jìn)行RB試驗(yàn)。

3.1 B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘前機(jī)組工況

2017-09-24 T18：00，#14機(jī)組AGC投入、CCS投入、一次調(diào)頻、INFIT投入、RB投入、“引風(fēng)機(jī)聯(lián)跳送風(fēng)機(jī)”壓板投入，負(fù)荷622 MW，B、C、E、F磨煤機(jī)運(yùn)行，A、B送風(fēng)機(jī)，A、B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

3.2 B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘后處理過(guò)程

（1）18：01：21，“B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)大”“B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘”光字牌紅閃，B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘，聯(lián)跳B送風(fēng)機(jī)。RB動(dòng)作，檢查RB動(dòng)作情況：A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)靜葉開至100%，A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)向空排汽調(diào)門自動(dòng)開至40%；F磨煤機(jī)聯(lián)鎖跳閘；過(guò)、再熱器減溫水關(guān)閉；自動(dòng)投入B、C層大油槍；機(jī)組切至TF方式，燃料主控切手動(dòng)，總煤量170 t/h。

（2）18：03：40，發(fā)現(xiàn)RB已復(fù)位，立即手動(dòng)進(jìn)行RB處理。由于A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)轉(zhuǎn)速下降較多（如圖2中曲線5所示），且爐膛壓力上升較快（如圖2中曲線3所示），立即開大A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)向空排汽PCV閥開度至70%（如圖2中曲線7所示），并關(guān)小A送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉減小總風(fēng)量，隨后爐膛壓力在升至最高點(diǎn)+1 350 Pa（如圖2中曲線3上b點(diǎn)所示）后有所下降。

（3）18：03：49，發(fā)現(xiàn)中間點(diǎn)過(guò)熱度下降至22℃后即開始回升（如圖2中曲線8所示），隨即增加給水偏置+300 t/h，過(guò)熱度仍繼續(xù)上升，解給水自動(dòng)，手動(dòng)加水至1 800 t/h（如圖2中曲線2上d點(diǎn)所示）后，中間點(diǎn)過(guò)熱度在升至最高點(diǎn)60℃（如圖2中曲線8上c點(diǎn)所示）后開始快速下降，隨即減小給水量，直至過(guò)熱度穩(wěn)定后投入給水自動(dòng)。

（4）18：15，最終負(fù)荷420 MW左右，開大A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)向空排汽PCV閥開度反饋至95%（如圖2中曲線7上e點(diǎn)所示），爐膛壓力穩(wěn)定在+430 Pa左右，A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)轉(zhuǎn)速3 800 r/min左右，相關(guān)參數(shù)基本穩(wěn)定。

圖2 B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘后相關(guān)參數(shù)的歷史曲線

（5）18：31，啟動(dòng)C電動(dòng)引風(fēng)機(jī)并入運(yùn)行，爐膛壓力恢復(fù)至正常-150 Pa。隨后啟動(dòng)B送風(fēng)機(jī)并入運(yùn)行，啟動(dòng)D磨煤機(jī)，投入CCS、INFIT系統(tǒng)，加負(fù)荷至650 MW。

3.3 RB動(dòng)作后的異常分析

3.3.1 RB復(fù)歸原因

查歷史曲線（圖2），由相關(guān)的RB設(shè)計(jì)邏輯得知，當(dāng)日18：01：21，B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘RB動(dòng)作，至18：03：40，RB復(fù)歸。當(dāng)時(shí)由于A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于3 800 r/min（如圖2中曲線5上a點(diǎn)所示），而該廠設(shè)計(jì)邏輯時(shí)遙控轉(zhuǎn)速為3 800～5 916 r/min，因此轉(zhuǎn)速由遙控切手動(dòng)（圖3），導(dǎo)致A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)自動(dòng)切至手動(dòng)，造成RB復(fù)歸。

圖3 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速遙控允許、切除邏輯圖

由于本次RB動(dòng)作時(shí)負(fù)荷比較低，未造成明顯的影響。但如果在高負(fù)荷下發(fā)生該情況，有可能在RB復(fù)歸時(shí)主汽壓力設(shè)定值仍比較高（短時(shí)間內(nèi)到不了RB目標(biāo)值16.5 MPa），且汽壓變化速率會(huì)返回到0.3 MPa/min，使主汽調(diào)門關(guān)小，造成機(jī)組工況失去穩(wěn)定。

3.3.2 爐膛壓力異常

B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘RB動(dòng)作后，A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)向空排汽PCV閥自動(dòng)開至40%，爐膛保持正壓。由于負(fù)荷下降后，A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)進(jìn)汽壓力下降，而排汽壓力下降不多，A汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)進(jìn)汽調(diào)門開至100%，也無(wú)法保證其轉(zhuǎn)速達(dá)到RB設(shè)計(jì)時(shí)的轉(zhuǎn)速5 700 r/min。只有手動(dòng)開大向空排汽PCV閥，降低其排汽壓力，且只能提高轉(zhuǎn)速至3 800 r/min左右。在降低總風(fēng)量后，爐膛壓力維持在+430 Pa左右。爐膛正壓會(huì)導(dǎo)致鍋爐不嚴(yán)密處漏灰，污染環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致爐膛向外噴火，燒壞設(shè)備。

3.3.3 中間點(diǎn)過(guò)熱度異常

B汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘RB動(dòng)作后，由于F磨煤機(jī)聯(lián)鎖跳閘，運(yùn)行磨煤機(jī)煤量下降（如圖2中曲線6所示）以及一次風(fēng)壓下降（該廠一次風(fēng)壓根據(jù)單臺(tái)磨煤機(jī)最高煤量調(diào)整），中間點(diǎn)過(guò)熱度瞬間下降。但隨后由于煤量穩(wěn)定在170 t/h，一次風(fēng)壓也趨于穩(wěn)定，油槍投入，給水量下降，加上在減煤之前的存粉進(jìn)入爐膛，中間點(diǎn)過(guò)熱度快速上升。此時(shí)增加給水量，使得過(guò)熱度不再上升。中間點(diǎn)過(guò)熱度若上升較多會(huì)使水冷壁出口溫度高保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致鍋爐MFT。

4 改進(jìn)措施

4.1 邏輯優(yōu)化

（1）如圖4所示，將汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)RB情況下，遙控切手動(dòng)的轉(zhuǎn)速下限從3 800 r/min改為3 000 r/min；RB動(dòng)作時(shí)，閉鎖轉(zhuǎn)速設(shè)定值與轉(zhuǎn)速偏差大，遙控切手動(dòng)。避免RB過(guò)早復(fù)歸，影響RB后續(xù)的動(dòng)作流程。

圖4 改進(jìn)后汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速遙控允許、切除邏輯圖

（2）快開PCV開度由40%修改為50%（考慮到若RB誤動(dòng)，PCV開度過(guò)大會(huì)使汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)發(fā)生超速，未將其開度自動(dòng)調(diào)至更高），若還不滿足要求則切手動(dòng)開大。

4.2 人為干預(yù)的改進(jìn)

RB動(dòng)作發(fā)生后，應(yīng)立即檢查RB動(dòng)作流程是否正常。在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘RB未動(dòng)作，或RB過(guò)早復(fù)位時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的RB動(dòng)作流程進(jìn)行操作。在以下參數(shù)異常時(shí)，應(yīng)進(jìn)行有針對(duì)性的操作。

4.2.1 爐膛壓力高時(shí)

（1）手動(dòng)開大PCV開度，直至開足；在對(duì)外供熱電動(dòng)門關(guān)閉，至輔助蒸汽聯(lián)箱調(diào)門關(guān)閉的情況下，可開大排汽至除氧器調(diào)門開度，盡量提高運(yùn)行汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（但不能超過(guò)最高轉(zhuǎn)速5 986 r/min）。

（2）在氧量及著火情況允許的情況下，適當(dāng)關(guān)小運(yùn)行送風(fēng)機(jī)動(dòng)調(diào)開度，降低總風(fēng)量。但不能低于1 000 t/h，防止?fàn)t膛總風(fēng)量低，鍋爐MFT動(dòng)作。

（3）在主參數(shù)基本穩(wěn)定后，盡快啟動(dòng)電動(dòng)引風(fēng)機(jī)，降低爐膛壓力至正常。

4.2.2 中間點(diǎn)過(guò)熱度異常時(shí)

（1）當(dāng)中間點(diǎn)過(guò)熱度＞36℃，且仍有快速上升趨勢(shì)時(shí)，給水增加+100 t/h偏置，且每上升5℃，重復(fù)上述操作；當(dāng)過(guò)熱度反向回調(diào)時(shí)，逐步將上述偏置恢復(fù)（給水偏置上限為+500 t/h）。

（2）當(dāng)中間點(diǎn)過(guò)熱度＞55℃，且仍有快速上升趨勢(shì)時(shí)，解除給水自動(dòng)，快速增加給水流量，待過(guò)熱度有下降趨勢(shì)時(shí)，逐漸減小給水量。

（3）當(dāng)中間點(diǎn)過(guò)熱度＜15℃，且仍有快速下降趨勢(shì)時(shí)，給水減少-100 t/h偏置，且每降低5℃，重復(fù)上述操作；當(dāng)過(guò)熱度反向回調(diào)時(shí)，逐步將上述偏置恢復(fù)（給水偏置下限為-260 t/h）。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然機(jī)組的運(yùn)行工況是隨時(shí)變化的，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也不盡相同，但在發(fā)生類似事故時(shí)，按照設(shè)計(jì)的RB動(dòng)作流程進(jìn)行相應(yīng)操作，在以上主要參數(shù)發(fā)生異常時(shí)，遵循本文所述操作原則，并在日常實(shí)踐過(guò)程中不斷摸索與總結(jié)，即可將汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)跳閘對(duì)機(jī)組的影響降到最低。