超临界燃煤机组RB功能配置及试验探讨

吴利宁

（内蒙古蒙东能源有限公司，呼伦贝尔 021000）

辅机故障减负荷（Run Back，RB）是指当机组发生部分主要辅机故障跳闸使机组最大理论出力低于当前实际负荷时，机组协调控制系统将机组负荷快速降到所有辅机实际所能达到的相应出力，并能控制机组参数在允许范围内保持机组持续运行。RB功能的实现为机组在高度自动化运行方式下的安全性提供了保障。

随着超临界机组投产的日益增多，机组的稳定可靠会对电网的安全带来较大影响。RB控制策略是否优良，对机组处于事故状态时的调节能力和处理故障能力具有重要作用，可有效减少对重要设备的损坏和非停次数，保证机组长时间稳定运行。本文通过对某600 MW超临界火电机组开展RB控制策略分析，并根据Run Back试验验证了RB各项功能指标是否完整可靠。

1 机组RB控制策略

1.1 机组概述

国家能源集团某电厂2×600 MW机组锅炉为褐煤超临界锅炉，锅炉型号为HG1950/25.4—HM15型超临界、单炉膛、一次中间再热、墙式切圆燃烧、带启动循环泵的变压运行直流锅炉。汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。单元机组配置2台送风机、2台引风机、2台一次风机，3台35%MCR电动给水泵和6台直吹式中速磨煤机。DCS型号为LN-2000。DEH型号为DEH-V数字电液调节系统。RB功能设计有送/引风机RB、给水泵RB和一次风机RB[1]。

1.2 机组RB控制策略

RB控制策略通过模拟量控制系统（Modulation Control System，MCS）和燃烧器管理系统（Furnace Safeguard Supervisory System，FSSS）合作实现此功能[2]。模拟量控制系统（MCS）包含机组最大出力计算、负荷指令变化率设定、协调控制方式切换、主汽压力控制方式切换以及压力变化率等RB控制回路，同时包括相应辅机的快速控制，保证锅炉不发生主燃料跳闸（Main Fuel Trip，MFT）。

1.3 RB投入条件

当机组负荷大于335 MW且协调投入时，2台一次风机运行时发生1台引风机跳闸，触发一次风机RB；当机组负荷大于360 MW且协调投入时，2台送/引风机运行时发生1台送/引风机跳闸，触发送/引风机RB；当机组负荷大于460 MW且协调投入时，3台给水泵运行时发生1台给水泵跳闸，触发给水泵RB[3]。

1.4 RB动作过程

机组正常运行过程中如果发生RB工况，将会执行下列动作[4]：

（1）CCS控制系统将由协调控制方式（或AGC控制方式）自动切换到TF方式（汽机跟随控制方式）；

（2）目标负荷设定跟踪机组实际负荷；

（3）一次调频退出；

（4）主汽压设定值将瞬间跟踪当前压力，RB方式压力变化速率设为0.2 MPa·min-1；CCS侧汽机主控自动切换至TF方式，由汽机调门控制压力等于设定压力；

（5）主蒸汽、再热蒸汽减温水调节关闭；

（6）送风机入口动叶切至手动；

（7）电泵再循环调阀切至手动。

不同设备的RB发生时，磨煤机的停止顺序如下[5-7]。

（1）发生送/引风机RB时，FSSS自动判断当4台以上磨运行时，立即跳掉最上层磨，然后间隔10 s跳掉第2台磨，保持4台磨运行；

（2）发生一次风机RB时，FSSS自动判断当5台以上磨运行时，立即跳掉最上层磨，然后间隔5 s跳掉第2台磨，再间隔5 s跳掉第3台磨，保持3台磨运行；

（3）发生给水泵RB时，FSSS自动判断当4台以上磨运行时，立即跳掉最上层磨，然后间隔5 s跳掉第2台磨，保持4台磨运行。

2 机组RB静态试验

在机组停运的情况下，模拟RB控制逻辑发生条件进行RB功能模拟试验。进行RB试验的辅机动力电源开关在试验位置。按照RB试验卡内容，逐步验证RB控制策略[8]。检查RB的触发条件，不同原因的RB发生时，DI通道的动作应正确。MCS中相关RB的控制逻辑正确，控制方式切换功能正常（CCS切TF方式），控制参数正确设定。不同原因的RB发生时，辅机之间控制上的设置正确，如引风机跳闸联锁送风机跳闸。检查控制系统CCS与DEH信号的通信是否正确。

3 机组RB动态试验

在完成静态试验并验证逻辑无误后，开展RB功能的动态试验。试验前先试投A层和B层的等离子点火系统，确认其功能是否正常，投入机组CCS运行方式，投入RB的功能按钮，逐项开展每一项的辅机RB试验。

3.1 送/引风机RB试验

2018年1月31日13：58，机组主控处于协调控制，机组负荷稳定在533 MW，主汽压设定值23.81 MPa，主汽压实际值22.93 MPa，主汽温度547 ℃。2018年1月31日13：58，A引风机就地打闸，RB触发。触发RB动作后，机组主控由协调控制方式切换至汽机跟随方式，压力调节切换至滑压方式，主汽压设定值将瞬间跟踪当前压力，RB方式压力变化速率设为0.2 MPa·min-1。另一台运行电泵增大出力，立即跳掉最上层F磨，然后间隔5 s跳掉第2台磨，保持4台磨运行。过热器、再热器减温水调节门超驰关30 s后开始恢复自动调整，启动F层油枪点火程控。RB动作过程中，机组负荷最低降到383 MW，主汽压降到22.57 MPa，过热汽温降到534 ℃，炉膛负压降到-190 Pa，一次风压最高升到12.71 kPa，机组的主要参数变化稳定，见图1。

图1 送/引风机RB试验结果

3.2 给水泵RB试验

2018年1月31日18：02，机组主控处于协调控制，机组负荷稳定在532 MW，主汽压设定值22.93 MPa，主汽压实际值22.93 MPa，主汽温度539 ℃。2018年1月31日18：02，B电动给水泵就地打闸，RB触发。触发RB动作后，机组主控由协调控制方式切换至汽机跟随方式，压力调节切换至滑压方式。另一台运行电泵增大出力，立即跳掉最上层F磨，然后间隔5 s跳掉第2台磨，保持4台磨运行。过热器、再热器减温水调节门超驰关30 s后开始恢复自动调整，启动F层油枪点火程控。RB动作过程中，机组负荷最低降到419 MW，主汽压降到21.53 MPa，过热汽温降到533 ℃，炉膛负压降到-714 Pa，一次风压最高升到11.38 kPa，机组的主要参数变化稳定，见图2。

3.3 一次风机RB试验

2018年1月31日20：18，机组主控处于协调控制，机组负荷稳定在407 MW，主汽压设定值20.05 MPa，主汽压实际值20.05 MPa，主汽温度548 ℃。2018年1月31日20：18，A一次风机就地打闸，RB触发。触发RB动作后，机组主控由协调控制方式切换至汽机跟随方式，压力调节切换至滑压方式，主汽压设定值将瞬间跟踪当前压力，RB方式压力变化速率设为0.2 MPa·min-1。另一台运行一次风机增大出力，立即跳掉最上层F磨，然后间隔5 s跳掉第2台磨，再间隔5 s跳掉第3台磨，保持3台磨运行。过热器、再热器减温水调节门超驰关30 s后开始恢复自动调整，启动F层油枪点火程控。RB动作过程中，机组负荷最低降到289 MW，主汽压降到19.41 MPa，过热汽温降到538 ℃，炉膛负压降到-506 Pa，一次风压最高升到11.59 kPa，机组的主要参数变化稳定，见图3。

图2 给水泵RB试验

图3 一次风机RB试验

4 RB试验结果分析

通过开展机组主要辅机的RB动态特性试验，可验证RB功能是否良好，确认机组在发生RB动作时是否能将运行的主要参数控制在允许误差范围内，达到突发主要辅机跳闸工况时机组能够实现快速安全降负荷的目的。

5 结语

通过机组RB试验表明，在发生重要辅机跳闸时，不需运行人员干预，通过RB功能即可将主要的运行参数控制在允许范围内，有效保障机组的安全可靠运行。通过投入RB功能，不仅保障了机组安全可靠，还大大减少了非停次数，缓解了运行人员的压力。机组RB控制策略的阐述及动态试验数据总结也能为同类型机组在设计RB功能时提供相关参考和数据。