670 MW超临界机组RB试验及常见问题分析

2010-04-26张香春吴胜杰陈为钢

山东电力技术 2010年4期

张香春，吴胜杰，陈为钢

（1.山东沾化热电有限公司，山东沾化 256800；2.华能日照电厂，山东日照 276826）

0 引言

某发电公司3号机组为670 MW超临界燃煤汽轮发电机组，锅炉由上海锅炉厂提供，汽轮发电机组由上海气轮机厂设计生产。DCS采用Industrial Symphony分散控制系统，由北京ABB贝利控制工程有限公司成套提供。锅炉为超临界参数变压直流炉，采用定—滑—定运行方式，单炉膛、四角切向燃烧、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，设有两台50%容量的一次风机提供一次热、冷风输送煤粉。制粉系统采用双进双出磨煤机制粉系统，每炉配6台磨煤机（5台运行，1台备用），煤粉细度按200目筛通过量为82%。给水调节配置2×50%B-MCR调速汽动给水泵和一台30%B-MCR容量的电动调速给水泵。汽轮机旁路系统采用30%容量高、低压串联启动旁路。除渣方式为水力喷射器+脱水仓除渣方案。空气预热器进风加热方式为暖风再循环。汽轮机是由上海汽轮机有限公司生产的超临界、单轴、三缸、四排汽、中间再热、凝汽式汽轮机，型号为：N670-24.2/566/566，最大连续出力为711 MW，额定出力670 MW。机组采用复合变压运行方式，汽轮机具有八级非调整回热抽汽，汽轮机的额定转速为3 000 r/min。

RB（RUNBACK）快速降负荷是在锅炉重要辅机设备出现故障，锅炉最大出力低于给定功率时，通过协调控制系统及BMS系统、SCS系统、DEH系统、相关子系统等的协同作用，快速将机组负荷降低到实际所能达到的相应出力，并保证燃烧的稳定，控制机组在允许参数范围内继续运行。

该机组RB功能设计有送风机、引风机、给水泵、一次风机RB，试生产后成功地进行了RB试验，目前机组已经投入了所有的RB功能，这对机组的安全、可靠运行打下了坚实的基础。

1 RB试验项目与逻辑原理

1.1 引风机RB试验逻辑原理

当机组负荷>600 MW时，开始此项试验。

RB动作过程：机组负荷>600 MW时，运行人员就地按下一侧引风机事故按钮，引风机跳闸，CCS将控制方式由协调方式自动转入TF方式，汽机主控自动、锅炉主控手动，燃料主控自动，主汽压力自动将主汽压设定值锁定在合适的数值（18.5 MPa）；LDC（负荷指令计算机）的输出减负荷到380 MW，并以此做为送风量、给水、燃烧率及氧量校正信号；FSSS自动从上到下每隔10 s依次跳掉上层磨煤机，其对应的一次风关断门、分离器出口门关闭，最终保留下三层磨煤机运行。同时投入AB层油枪，按对角1324顺序每隔5 s投入一只油枪。RB过程中关闭主再热器减温水门5 s。

1.2 给水泵RB试验原理

1.2.1 给水泵跳闸条件出现时机组负荷目标值计算原理

当机组负荷大于400 MW小于550 MW时，且“跳一台汽动给水泵且电泵未联起RB”，RB机组负荷目标值减到330 MW；跳一台汽动给水泵且电泵联起成功，此负荷段不发生RB。

当机组负荷大于550 MW时，不管电泵联起是否成功，均发生RB，电泵联起成功时机组负荷目标值减到480 MW，电泵联起不成功时RB负荷目标值减到330 MW。

1.2.2 RB逻辑原理

机组负荷>600 MW时，运行人员手动按下一侧小机停机按钮，小机跳闸，CCS将控制方式由协调方式自动转入TF方式，汽机主控自动、锅炉主控手动，燃料主控自动，主汽压力自动将主汽压设定值锁定在合适的数值（18 MPa）；LDC（CCS 负荷指令中心）的目标负荷给定输出减负荷到330 MW，并以此做为送风量、给水、燃烧率及氧量校正信号；FSSS自动从上到下每隔5s依次跳掉上层磨煤机，其对应的一次风关断门、分离器出口门关闭，最终保留下三层磨煤机运行。同时投入AB层油枪，按对角1324顺序每隔5 s投入一只油枪。RB过程中关闭主再热器减温水门5 s。

1.3 一次风机RB试验逻辑原理

机组负荷>600 MW时，运行人员就地手动一侧一次风机事故按钮，一侧一次风机跳闸，CCS将控制方式由协调方式自动转入TF方式，汽机主控自动、锅炉主控手动，主汽压力自动将主汽压设定值锁定在合适的数值（18.5 MPa）；LDC（负荷指令计算机）的输出减负荷到300 MW，并以此做为送风量、给水、燃烧率及氧量校正信号；FSSS自动从上到下每隔5 s依次跳掉上层磨煤机，其对应的一次风关断门、分离器出口门关闭，最终保留下三层磨煤机运行。同时投入AB层油枪，按对角1324顺序每隔5 s投入一只油枪。RB过程中关闭主再热器减温水门5 s。

2 试验过程

2.1 引风机RB试验

2.1.1 试验过程

1）检查下列控制均处于“自动”状态，而且其指令输出值距输出上、下限均有调节余量，磨容量风、旁路风挡板门开度在20%～70%之间。

协调控制系统自动;

一次风压控制系统自动；

过热器温度控制系统自动；再热器温度控制系统自动；除氧器水位控制系统自动。

2）炉膛负压控制系统中A、B引风机均在“自动”状态，且控制状况良好，每台引风机都有足够的调节裕量。

3）送风系统在“自动”状态，A（B）送风机的挡板开度为30%以上。主燃料系统在“自动”状态，其指令输出值距输出上、下限均有调节余量。

（4）给水系统中汽泵三冲量控制系统处于“自动”状态，其指令输出值距上、下限均有调节余量。2.1.2 试验中常见问题

炉膛负压高或低导致锅炉MFT；水煤比失调使得锅炉局部受热面温度超温致锅炉MFT。2.1.3 试验对策

1）单台送引风机跳闸后逻辑上设计联跳同侧送引风机的动作，因此如果设备能正确动作，会同步抵消对炉膛负压的影响。如果设备因故未能按要求跳闸时，期间炉膛负压会突增或突降引起炉膛负压高或低致锅炉MFT。运行中如发现单侧引风机（送风机）跳闸后，就立即检查炉膛负压情况，若同侧送引风机未跳闸，应迅速将送引风指令降下来或直接将同侧送引风机停运。调整炉膛负压正常。

2）如送引风机联锁动作正常，炉膛负压会很快稳定，稳定后应及时将油枪退出。

3）RB动作后，应加强对螺旋管出口及分离器出口温度的监视，同时注意应加强对给水自动动作情况的监视。如发现螺旋管出口及分离器出口温度异常升高而给水自动动作不正常时，应进行必要

的手动干预，以确保螺旋管出口及分离器出口温度在动作值范围内。

4）加强对运行送引风机的监视，燃烧稳定后，根据锅炉氧量及负压情况控制机组的负荷，减小电量损失。

5）查明送引风机跳闸原因，若未发现异常，应及时将引送风机恢复运行；若跳闸风机存在故障，需长时间检修时，应先将同侧送引风机恢复运行。

6）试验过程中观察单侧风机运行情况，一旦发生引风机电流超限报警（402 A），立即解除引风自动，降低风机出力。

2.2 给水泵RB试验（汽泵跳闸电泵未联起）

2.2.1 试验过程

1）机组负荷>600 MW，下列控制均处于“自动”状态，而且其指令输出值距输出上、下限均有调节余量，磨容量风、旁路风挡板门开度在20%～70%之间。

协调控制系统自动；

过热器温度控制系统自动；再热器温度控制系统自动；除氧器水位控制系统自动。

2）炉膛负压控制系统中A、B引风机均在“自动”状态，且控制状况良好，每台吸风机都有足够的调节裕量。

3）送风系统在“自动”状态，主燃料系统在“自动”状态，其指令输出值距输出上、下限均有调节余量。

4）给水系统中汽泵三冲量控制系统处于 “自动”状态，其指令输出值距上、下限均有调节余量。2.2.2 试验中常见问题

由于是汽泵跳闸，给水流量瞬间大幅下降，因此给水流量响应锅炉蓄热特性能力较差。如果锅炉快降负荷速率不是足够大的话将产生水煤比失调使得锅炉局部受热面温度超温致锅炉MFT。

在正常情况下，汽泵跳闸，电泵将联启，当6 kV母线电压较低时，有可能造成A、C、E磨跳闸，使炉内燃烧急剧恶化，导致锅炉MFT。

2.2.3 试验对策

1）由于汽泵跳闸使给水流量降低超前于锅炉燃烧率的减弱，制粉系统跳闸后风门不联关，磨内存继续吹至炉内燃烧，且RB使油枪投入，炉内燃烧反而加强了。对此，汽泵跳闸后给水流量迅速降低，控制好分离器出口温度及螺旋管出口温度是处理的关键点。

2）机组RB动作后，AB层油枪会自动投入，制粉系统跳闸后风门不联关，炉膛负压不会有太大波动，应立即将油枪退出，降低锅炉燃烧率。从目前煤质情况来看，可立即将煤量减至130 t/h左右，在保证炉膛燃烧稳定的情况下，也可将D磨短时停运2 min左右，以控制RB动作初期分离器出口汽温及螺旋管壁温在保护动作值以内，待电泵出水后，再将煤量加上，及时加负荷。

3）汽泵跳闸后，应检查电泵联启是否正常，未联启应立即手动启动，并快速增加电泵出力，提高给水流量。在汽泵跳闸的处理过程中，油枪退出的早晚及给水流量增加的速度是决定事故处理结果的关键所在。

4）机组RB动作后，机组控制方式会自动切至“锅炉基础”。在此方式下，大机的调门是单向动作的（只是关调门不开调门），在小机跳闸后给水流量的降低必然导致汽压的降低，此时程序动作关调门至主汽压力21 Ma左右，随后由于给水流量的增加主汽压力必然会往回涨高的现象。此时应加强对主汽压力的监视，防止超压或PCV阀动作，必要时可将大机调门切到OA方式进行控制。

5）在增加电泵出力时，由于电泵转速短时升速较快，应加强电泵电流及转速监视，防止电泵过负荷跳闸，同时还应注意电泵入口压力的监视，防止由于入口压力低造成电泵跳闸，增加事故处理难度。

6）处理过程中应加强对运行汽泵的监视，在查明汽泵跳闸原因后，及时将跳闸的泵挂闸冲转，投入正常运行。

3 结论

根据前述设计原理，以及试验过程和注意事项，某670 MW超临界机组成功地进行了给水泵和引风机RB试验，给水泵试验中备用电泵没有联起。试验结果见图1和图2所示。

与汽包炉相比，超临界机组在给水泵跳闸后由于没有汽包作为给水量的缓冲，极易产生煤水失衡造成锅炉水冷壁和螺旋管超温或给水流量低Ⅱ值锅炉MFT事故。但一台给水泵跳闸后，由于给水母管压力的迅速下降，工作给水泵出口流量在给水泵转速不变的情况下，给水流量也会迅速增大，通过合理设计给水泵RB逻辑，最大限度地保证煤、水平衡，给水泵RB的成功率是可以保证的。