白城电厂2×660 MW机组无跳闸RB试验技术研究

张建志，焦 健

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

白城电厂2×660 MW机组无跳闸RB试验技术研究

张建志，焦 健

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

RB试验是验证新建火电机组在主要辅机跳闸时系统调节品质的破坏性试验，跳闸风险很大，RB试验失败会导致汽机跳闸，锅炉灭火。以中电投白城电厂1号机组RB试验为例，阐述RB试验的原理与过程，着重进行了RB试验危险点分析，给出提高RB试验成功率的措施和建议，为火电机组RB试验提供参考。

危险点；助燃；主汽压变化率；机跟随；滑压

中电投白城电厂新建工程1号机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的超临界、变压运行直流锅炉，型号为HG-2070／25.4-HM［1］。汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式直接空冷汽轮机，单机容量为660 MW［2］。DCS控制设备采用上海福克斯公司（FOXBORO）的I／A分散控制系统。锅炉采用3台容量为35%的电动给水泵供水。

1 RB试验的工作原理

1.1 主要功能

RB（机组快速减负荷）是目前火力发电厂中发生频率最高，跳机危险性最大的联锁过程。机组运行过程中，单台主要辅机跳闸经常发生，此时如果剩余同类辅机的承载能力低于机组实际负荷，则触发机组RB过程，快速降低机组负荷到剩余辅机的承载能力范围内，并尽量保持此过程平稳，使机组不因负荷的急剧变化而触动保护跳闸，维持机组的稳定运行，将辅机跳闸造成的影响降到最低，就是机组RB的主要功能［3］。RB试验的主要作用是对机组调节系统的调控能力进行检验，若调控参数不合适，则修改调节参数，直到满足控制要求为止。

1.2 试验项目

白城电厂1号机组设计了空预器、引风机、送风机、一次风机、给水泵和磨煤机共6个RB项目。由于空预器跳闸后联跳引风机，空预器跳闸触发的RB同引风机跳闸触发的RB具有相同的动作过程，所以RB试验中不单独将空预器跳闸作为独立项目对待，只做引风机、送风机、一次风机、给水泵和磨煤机5个RB试验，而磨煤机RB试验仅降低机组负荷，是相对比较温和的过程，故本文只讨论其他4个项目的RB试验。本机组共配备3台电动给水泵，由于2台电泵同时跳闸情况很少发生，所以经电厂同意，锅炉给水RB只做1台电泵跳闸工况。

1.3 触发条件

白城电厂1号机组共设计了4个RB触发条件，只有当这4个条件同时满足时才能触发RB发生［4］。

a.协调系统已投入

因为机组RB试验考验的是机组各自动回路的调节能力，只有当机组处于协调状态时才能保证机组的各自动回路都发生作用。国内也存在将RB的触发条件限制为机组处于协调状态或处于机跟随状态的情况，机跟随状态下触发的RB无法对燃料精确控制，效果不如协调状态，因此白城电厂要求必须在协调状态下才触发RB。

b.负荷条件

白城电厂1号机组额定负荷为660 MW，配备的空预器、引风机、送风机、一次风机均为2台，单台设备的带载能力均为50%，即330 MW。单台电泵的带载能力是35%，1台电泵跳闸后剩余2台电泵的带载能力是70%，按440 MW考虑。所以，只有机组负荷大于等于此负荷时才会因剩余辅机的带载能力不足而触发RB，比如，1台送风机跳闸后，只有当机组实际负荷大于330 MW时才会触发送风RB的发生，1台电泵跳闸后，只有机组负荷大于440 MW时才会触发给水RB的发生。

c.主要辅机跳闸

空预器、引风机、送风机、一次风机、电动给水泵、磨煤机中任一辅机跳闸，是RB的直接触发条件。

d.RB投／切断路器

白城电厂1号机组在操作界面上设计了RB投／切断路器，只有当此断路器处于投入状态时才会在其他条件满足时触发RB的发生。

1.4 RB发生的动作过程

1.4.1 控制状态改变

RB发生后，机组由协调状态转为机跟随状态，机组负荷设定值按一定速率切换到RB目标负荷值，如引风机、送风机或一次风触发的RB，目标负荷是330 MW，1台电动给水泵跳闸触发的RB，目标负荷是440 MW；燃料主控按照此目标负荷控制总给煤量。主汽压设定值工作在滑压状态，其值由RB目标负荷值函数给出。

1.4.2 燃料的快速减少与助燃

白城电厂1号机组采用前后墙对冲式燃烧器布置方式，配备了7个燃烧层。每个燃烧层对应5套油燃烧器和5个煤粉喷嘴，每个燃烧层5个煤粉喷嘴对应于1台中速磨煤机的5个出口门，燃烧层的布置方式见图1［5］。

图1 燃烧层的布置方式

RB发生后，RB信号送到锅炉燃烧系统，系统将按照预先设定的顺序与时间间隔跳闸制粉系统到预定套数。跳闸顺序按照有利于锅炉稳定燃烧的由高向低、前后墙兼顾原则，依次跳闸C、A、D、B制粉系统，1台电动给水泵跳闸触发的RB，磨煤机跳闸到剩余5台为止；送风、引风跳闸触发的RB，跳闸到剩余4台磨煤机为止；一次风机跳闸触发的RB跳闸到剩余3台磨煤机为止。2台磨煤机跳闸的时间间隔为：一次风机跳闸触发的RB，磨煤机跳闸时间间隔为5 s，其他设备跳闸触发的RB，磨煤机跳闸时间间隔为10 s。RB发生后，制粉系统的快速跳闸将引起炉膛燃烧不稳，通常要求提供助燃，白城电厂1号机组在RB发生后提供G、E两层油燃烧器助燃，每层油燃烧器包括5支油枪，按照3、2、4、1、5的顺序启动，每支油枪的启动间隔为10 s。

1.4.3 RB过程的复位

RB发生后，随着锅炉燃料的减少，机组负荷迅速向RB目标负荷靠近，当机组实际负荷接近RB目标负荷时，RB信号被复位，RB过程结束，对引、送和一次风机跳闸触发的RB，此负荷为345 MW；对1台电泵跳闸触发的RB，此负荷为455 MW。

2 RB试验中的危险点分析及措施［6］

2.1 引风、送风和一次风机RB造成炉膛压力高高或低低导致锅炉MFT跳闸

1台引、送或一次风机跳闸后，会造成炉膛进-出风瞬间失衡，引风机跳闸后造成进风多于出风，短时间内炉膛压力高高，易跳闸；送风和一次风机跳闸后，出风多于进风，易造成瞬间炉膛压力低低跳闸；为迅速纠正这种进⁃出风失衡，一方面要快速对已跳闸风机的调节缺失进行补偿，另一方面要适量削弱对立风机调节作用。白城电厂1号机组中，引、送和一次风机挡板控制均采用偏差补偿逻辑，1台风机跳闸后，跳闸风机的挡板开度将被瞬间加到剩余风机的挡板上，在最短时间内增大剩余风机出力，如RB前，A引风机静叶开度为30%，B引风机静叶开度为50%，A引风机跳闸后，B引风机的静叶开度将变成80%，理论上瞬间弥补了A引风机出力的不足；另外，送风机和一次风机跳闸后都严重减少了炉膛的进风，对炉膛负压影响很大，为减少这种影响，白城电厂控制逻辑中，在送风机或一次风机跳闸后，通过负前馈方式，系统将引风机静叶开度指令减小5%，经过1号机组做送风和一次风机RB试验的检验，发现此参数的设置对引风机控制炉膛压力效果很好。

2.2 剩余风机过电流跳闸

1台风机跳闸后，调节系统将已跳闸风机的挡板开度叠加到剩余风机上，这虽然对系统调节十分有利，但也往往造成剩余风机因出力过大而超电流跳闸，最终导致RB失败。在白城电厂调试过程中，为防止风机过电流跳闸事故发生，曾尝试电流闭锁方法，将风机电机电流信号引入到挡板控制中，当风机电流超过额定电流后闭锁风机挡板的输出增大。但通过试验发现，风机电机的最大电流同挡板的最大开度不同步，最大电流的出现滞后最大开度5～6 s，所以，用电流限制风机过载不可行。白城电厂最终通过限制风机挡板开启幅度的方法防止风机过出力跳闸，限幅数据是从实际运行中总结出来的，引风机限制在80%；送风机限制在75%；一次风机限制在80%，通过试验可知，限幅可以有效防止RB过程中造成的风机过电流跳闸。

2.3 被控量与设定值偏差大切除自动

在被控量与设定值偏差超限时通常会将控制回路由自动状态切到手动状态，此条件在正常调节时没问题，但在机组RB状态时，由于工况变化剧烈，往往会出现被控量大幅度偏离设定值的情况，此时如果控制回路被切到手动状态，将使自动调节系统不再工作，从而导致RB过程失败。所以特别检查了白城电厂的RB逻辑，RB时要将一切“偏差大切手动功能”在RB状态时屏蔽。试验中发现，没有出现因被控量与设定值偏差大而切除自动的情况发生。

2.4 主汽压力设定值的变化速率设置不当造成锅炉断水而跳闸

对直流锅炉，给水RB比较容易跳闸，尤其对汽泵供水的机组更是如此。1台给水泵跳闸，如果参数设置不合适，往往造成锅炉断水，机组跳闸。RB时主汽压力设定值的变化速率是非常关键的参数，速率过快，在锅炉燃料还未快速削减时，主汽压力设定值已经降的很低，处于机跟随状态的机组为了维持迅速降低的主汽压力设定值，势必快速开大主汽门，造成机组负荷值在短时间内快速升高，甚至超过机组额定负荷值，在某600 MW机组做RB试验时，曾出现机组负荷瞬间达到640 MW的情况，就是主汽压力设定值下降太快造成的；若主汽压力设定值速率变化过慢，由于直流锅炉采用的是以煤定水的控制策略，锅炉主控的输出决定给水流量设定值的大小，而给水流量设定值决定泵的转速，泵的转速又决定泵的出口压力，所以，RB发生时锅炉给水泵的出口压力也随之降低，对600 MW机组的直流锅炉，锅炉给水的阻力约1～2 MPa，当给水泵的出口压力与下降过慢的主汽压力之差小于该阻力值时，给水泵不能将给水打入锅炉，最后造成锅炉因断水而跳闸，此问题在汽泵供水机组上尤其明显。白城电厂在做RB试验时，主汽压力设定值的输出回路采用一阶惯性环节，惯性时间常数设为60 s，给水RB获得成功，因此，主汽压力设定值的一阶惯性时间采用60～70 s比较合适，正确的主汽压力设定值变化率可以有效提高给水RB的成功率。

2.5 一次风机RB造成磨煤机一次风流量低低跳闸

一次风RB的危险程度仅次于直流锅炉的给水RB，除炉膛压力超限跳闸和剩余电机过出力跳闸外，磨煤机一次风量低低跳闸是一次风机RB失败的主要原因。一次风机RB能否成功的关键在于3个因素，一是剩余一次风机挡板能否迅速打开以增大一次风量的供给；二是制粉系统需要有较快的跳闸速率，使剩余的一次风由供给多台磨煤机变成只供给少数磨煤机；三是已跳闸的磨煤机入口一次风门是否严密，严密的一次风门会减少漏风，保证剩余一次风都流向运行中的磨煤机。白城电厂工程中，送风RB、引风RB时制粉系统都保留4台磨煤机，磨的跳闸间隔均为10 s／台，只有一次风机跳闸触发的RB保留3台磨煤机，磨的跳闸间隔是5 s／台，磨的快速跳闸与尽可能少的保留剩余磨煤机台数都有利于维持一次风母管压力在安全范围内。至于风门的严密性问题，则在静态调试过程中通过严格验收来保证，调试人员需进入管道内部亲自观察，确保每个磨煤机一次风门都关闭严密。

3 1号机组RB试验过程

3.1 引风机RB试验

2010年9月14日20：59：15，白城电厂1号机组做引风机RB试验，手动打闸B引风机，试验于21：00：25结束。RB发生前机组负荷为544.91MW；燃料为404.87 t／h；RB发生后动作情况如下。

引风机A的调节挡板开度限制在80%，并在第一时间达到此值，运转员将B引风机快速启动，造成限制幅度信号失效，A引风机开度一度达到88.3%，此时电流达到446 A，电流最大值较静叶开度最大值滞后6 s。超出额定电流411 A，此时将引风机打到手动，令开度降至82%，电流降至397 A；曲线能查到的最大炉膛压力为＋700 Pa和-571 Pa；送风机挡板最大开度为66.6%；最大电流98 A；C、A磨煤机跳闸，E、G层油枪成功联启。

3.2 送风RB试验

2010年9月14日19：56：54，白城电厂1号机组手动跳闸B送风机，送风机RB发生。RB发生时参数负荷550.36 MW；主汽压力19.56 MPa；锅炉主控输出61.58%；汽机主控输出98.29%；RB发生后目标负荷330 MW；C、A磨煤机跳闸；E、G层油枪联启。

A送风机动叶开度由36%升至57.44%，炉膛负压由-76 Pa降至-212 Pa；送风机电流由60 A升至80 A；二次风母管压力最低降至1.025 3 kPa；引风机调节指令由42.48%降至31%；炉膛压力设定值-80 Pa，最小-302 Pa、最大97 Pa。

3.3 一次风机RB试验

2010年9月14日21：45：47，做一次风机RB试验。手动跳闸B一次风机。试验21：46：24结束；RB发生前：负荷503 MW；RB动作过程为磨煤机C、A、D、B跳闸，剩3台；A风机被限制在80%，但运转员启动了B一次风机，限制信号消失，A一次风机动叶自动开大至98%，持续时间9 s；电流最大开度至362 A，电流滞后约5 s。而一次风机额定电流为317 A，差点跳闸。一次风母管压力设定值8.5 kPa；最小5.7 kPa；一次风量为G：146.92 t／h；F：153.76 t／h；E：148.05 t／h。

3.4 给水泵70%RB试验

2010年9月14日19：05：50，将C电动给水泵手动停止，发生RB，负荷于19：08：14达到RB的复位负荷455 MW，于19：08：44达到RB目标负荷440 MW，历时2 min19 s。

机组将协调方式切到TF方式，主汽压力设定值由19.71 MPa变为19.46 MPa；汽机主控由98%变为94%；锅炉主控由68%变为61.09%；燃料由411.89 t／h切至329.29 t／h；功率由550 MW降至440 MW；给水由1500 t／h降至1 100 t／h，然后又上升；给水中间点切手动，运行后又投上，给水设定值由1 543 t／h降至1 476 t／h，由于跳闸的给水泵，实际给水由1 533 t／h降至1 122.27 t／h，然后在32 s内达到1 398.4 t／h，RB前过热度为17.4℃，最后升至44℃；为控制中间点温度输出，给水量改变值由78 t／h升至299.5 t／h。

4 RB过程中说明的几个问题

4.1 限幅逻辑不合理

试验前设计的风机限幅逻辑为：只有1台风机运行且挡板投入自动状态时，才限制该风机挡板的开度到某一值。此逻辑在实际发生RB过程时没问题，因为实际运行中，一旦风机跳闸，通常不能在短时间内再次启动，而进行RB试验时，风机跳闸后在短时间内再次被启动，不能满足此限幅逻辑，造成一次风机RB试验过程中剩余一次风机限幅失效，风机过电流，差点跳闸。后来修改此逻辑，将条件“只有1台风机运行且挡板投入自动状态时”改为“任1台处于自动状态的风机，都限制其挡板最大开度”。

4.2 电流不能限制风机出力

由于电流的滞后性，试图用电流限制风机过出力的办法行不通，此逻辑无效。

4.3 RB时引风机-5%的前馈效果很好

送风机或一次风机RB后，引风机动叶开度关小5%基本合理，对控制炉膛压力稳定，防止出现炉膛过负压很有利。

4.4 参数合理

所有涉及RB自动调节回路的调节参数合理，通过了机组RB过程的考验。

5 结束语

经过合理设置，白城电厂1号机组的RB试验全部获得成功，调试人员针对RB过程中反映出来的问题对逻辑进行修改，保证了白城电厂长期、稳定运行。

［1］ 陈俊山，洪兰秀，郑志远.电力系统低频减载研究与应用发展［J］.继电器，2007，7（16）：86-89.

［2］ 张 涛，王 超，徐建源，等.实际电网中低频减载方案的优化研究［J］.东北电力技术，2013，34（3）：11-14.

［3］ 杨 博，解 大，陈 陈，等.电力系统低频减载的现状和应用［J］.华东电力，2002，9（2）：22-25.

［4］ 袁季修.试论防止电力系统大面积停电的紧急控制——电力系统安全稳定运行的第三道防线［J］.电网技术，1994，4（5）：31-33.

［5］ 张喜林，万晓华，都昌银.提高调度自动化系统应用效果研究［J］.东北电力技术，2010，31（7）：24-26.

［6］ 刘国民，宋 雨，周庆捷.智能电网信息化体系架构研究［J］.东北电力技术，2012，33（5）：15-17.

Research of RB Test No Trip Technology for Baicheng 2×660 MW Power Plant

ZHANG Jian⁃zhi，JIAO Jian
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

RB is a destructive test which verifies the regulation quality of a new thermal power plant，on the condition that one of the main auxiliary equipments out of running suddenly.It leads to a huge risk to the plant tripping.Fail of RB test will induce trip of tur⁃bine and loss flame of furnace.10 RB tests had been done for Baicheng 2×660MW Plants.As an example，the principle and process of Unit 1 of the CLP Power Plant in Baicheng have been illustrated，focusing on the analysis on dangerous points，providing advices and measures which increase the success rate，offering some benefit for units during the same test.

Dangerous point；Combustion⁃supporting；Changing rate of main pressure；Turbine follow；Sliding pressure

TM621

A

1004-7913（2015）03-0047-04

张建志（1969—），男，硕士，高级工程师，主要从事科技管理工作。

2014-11-28）