600MW超临界机组负荷闭锁条件浅析

2015-07-18吴明瑚茂名臻能热电有限公司广东茂名525011

中国新技术新产品 2015年12期

关键词：主汽过热器水流量

吴明瑚（茂名臻能热电有限公司，广东　茂名　525011）

600MW超临界机组负荷闭锁条件浅析

吴明瑚
（茂名臻能热电有限公司，广东茂名525011）

本文介绍了600MW超临界机组负荷闭锁增、闭锁减逻辑条件，尤其是在机组加减负荷过程中容易触发的风、煤、水交叉限制导致的负荷闭锁增、闭锁减逻辑形成机理，作为机组安全运行的保护工具，对同类型的机组具有借鉴指导意义。

超临界机组；负荷闭锁；交叉限制

目前我国电力市场需求放缓，火力机组发电年均发电小时数屡创新低，在运行机组基本都参与了电网深度调峰任务。600MW超临界机组控制参数高，机组蓄热少，在参与调峰升降负荷时候容易造成物质和能量的不平衡，造成机组控制参数波动大，危及机组安全，因而在负荷升降中设计了负荷闭锁功能，阻止机组控制参数继续恶化，保证了机组的安全运行。

1　机组概况

广东茂名电厂7号机组锅炉选用的是东方锅炉（集团）股份有限公司制造的超临界参数、一次中间再热、变压直流、单炉膛、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π形布置的煤粉锅炉，汽机选用的是东方汽轮机有限公司生产的冲动式、超临界、一次中间再热、三缸（1×高中压缸+2×低压缸）四排汽、单轴、双背压抽汽凝汽式汽轮机。DCS系统采用了艾默生过程管理有限公司的OVATION分散控制系统，整套系统包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）（含旁路控制系统）、顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、电气控制系统（ECS）、机组自启停系统（APS）等各项控制功能。

2　负荷闭锁的方法及条件

超临界机组负荷闭锁控制逻辑主要是对负荷的变化速率进行限制，当负荷的闭锁的条件满足且负荷不在跟踪模式的时候，就把负荷变化速率置零，如图1所示。

机组负荷闭锁主要是由两大部分组成：负荷闭锁增和负荷闭锁减。机组负荷不在跟踪模式下，闭锁增的条件有：

（1）水煤交叉上限动作；

（2）主汽压力偏差到上限；

（3）燃料到上限；

（4）给水控制上限动作；

（5）引风机出力到上限；

（6）送风机出力到上限；

（7）一次风机出力到上限；

（8）负荷到上限；

（9）低温过热器过低热度低；

（10）屏过热器出口温度低；

（11）煤水比禁增。

机组负荷不在跟踪模式下，闭锁减的条件有：

（1）主汽压力高；

（2）负荷到下限；

（3）燃料到下限；

（4）给水控制下限动作；

（5）省煤器气化；

（6）风煤水交叉限制动作。

3　负荷闭锁增发出的原因及动作过程

3.1 水煤交叉上限动作

总燃料量经过F（X）函数，换算出给水流量，加上一个预置值得到FWFSP1，小于锅炉主控算出的给水流量FWFSP2，水煤交叉上限动作。机组负荷不在跟踪模式下，闭锁负荷增加。给水流量设定值取FWFSP1与FWFSP2两者最小值，防止煤量小而给水量大，造成主汽温大幅降低和主汽温低机组跳闸事件。

3.2 主汽压力偏差到上限

主汽压力设定值与主汽压力偏差大于5MPa且汽机主控在自动，主汽偏差到上限动作，闭锁负荷增。

3.3 燃料、给水、引风机、送风机、一次风机、负荷到上限

燃料主控在自动且无RB信号，燃料主控指令大于95，燃料上限动作，闭锁负荷增。

任一给水泵在自动且转速大于6000转，给水上限动作，闭锁负荷增。

任一引风机在自动且动叶开度大于98，引风机出力上限动作，闭锁负荷增。

任一送风机在自动且动叶开度大于98，送风机出力上限动作，闭锁负荷增。

任一一次风机在自动且动叶开度大于98，一次风机出力上限动作，闭锁负荷增。

机组负荷大于605MW，负荷到上限，闭锁负荷增。

3.4 低温过热器过低热度低

当负荷指令大于180MW，且过热器减温器前温度和汽水分离器出口饱和蒸汽温度小于10，低温过热器过热度低限动作，闭锁负荷增。

3.5 屏过热器出口温度低

屏式过热器出口温度低于485度，屏过出口温度低限动作。

3.6 煤水比禁增

煤水比控制输出大于20或小于负20时，闭锁负荷增。

图1

4　负荷闭锁减发出原因及动作过程

4.1 主汽压力高

主汽压力设定值与主汽压力偏差小于负3MPa且汽机主控在自动，主汽压力高上限动作，闭锁负荷减。

4.2 燃料、给水、负荷到下限

燃料主控在自动且无RB信号，燃料主控指令小于20，燃料下限动作，闭锁负荷减。

任一给水泵在自动且转速小于转2850转，给水下限动作，闭锁负荷增。

机组负荷小于295MW，负荷到下限，闭锁负荷减。

4.3 省煤器气化

省煤器给水出口温度大于汽水分离器出口饱和蒸汽温度5°时，省煤器气化动作，闭锁负荷减。

4.4 煤水比禁降

煤水比控制输出大于20或小于负20时，闭锁负荷降。

4.5 风煤水交叉动作

风煤水交叉动作是指燃料风量交叉限制或燃料给水交叉下限动作。

燃料风量交叉限制是指总燃料量经F（X）函数换算成风量，加上一个预置值得到AFD1，锅炉主控计算出风量经过氧量修正后得到风量设定值AFD2，两者取大值得到风量指令AFD，AFD2-AFD1小于10时，延时10S触发燃料风量交叉限制，在机组不在负荷跟踪模式时，闭锁负荷减，防止燃料量过大而总风量过小，避免燃料缺氧燃烧及燃烧不稳定现象发生。

燃料给水交叉下限是总燃料量经过F（X）函数，换算出给水流量，减去一个预置值得到FWFSP1，大于锅炉主控算出的给水流量FWFSP2，水煤交叉上限动作。机组负荷不在跟踪模式下，闭锁负荷降低。给水流量设定值取FWFSP1与FWFSP2两者最大值，防止煤量大而给水流量小，造成主汽温大幅升高和受热面壁温超温。

5　运行中应用存在的问题

负荷闭锁逻辑在运行过程中反应出问题最多还是出现在风、煤、水的交叉限制。交叉限制设计的目的非常好，是机组运行过程中避免出现水煤比、风煤比失调现象，但是在实际运行过程中，常常会出现风煤交叉限制闭锁负荷减的情况发生。主要的原因是机组的给煤量的真实性无法判断，进入炉膛燃烧的煤粉量有滞后性。另外F（X）函数不是所有的煤质都适用，煤质的热值跟设计煤种偏差大时，F（X）函数要根据煤质进行修改，才能实现精确控制。