一起1 000 MW机组汽动引风机RB动作后的异常分析及改进

2022-12-13唐晔

机电信息 2022年23期

唐晔

（国能江苏谏壁发电有限公司，江苏镇江 212006）

1 设备概述

某厂#13、#14机组均采用上海锅炉厂引进ALSTOMEVT公司技术生产的1 000 MW超超临界直流炉，型号SG-3040/27.56-M538，为单炉膛、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、四角切圆燃烧方式塔式锅炉；制粉系统采用HP1163/Dyn型中速磨煤机正压直吹式制粉系统，5台磨煤机运行带锅炉BMCR工况，1台磨备用。

风烟系统采用2台ANN-3120/1600N型动叶可调轴流送风机、2台小汽轮机驱动前导叶可调的轴流引风机（即汽动引风机）和1台备用电动引风机。每台汽动引风机各配置1台杭州汽轮机有限公司生产的HNG40/32/20单缸、单流、反动式、背压式小汽轮机（额定功率6 030 kW，自动调速范围3 800～5 916 r/min），并配有独立的小机油系统、调速系统，轴加系统、与引风机连接的齿轮箱以及进汽/排汽供热管道等设备。小汽轮机正常工作汽源来自冷再、一再出口抽出蒸汽，邻炉供汽为备用汽源。如图1所示，排汽可以至除氧器、辅助蒸汽联箱、供热管网，也可以通过PCV阀向空排汽。

图1 汽动引风机蒸汽流程示意图

2 汽动引风机RB控制策略简介

由于汽动引风机相关设备多、系统复杂，一旦汽动引风机跳闸，若不能及时正确处理，就有可能导致整个锅炉总燃料跳闸（Master Fuel Trip，MFT）保护动作。因此，在汽动引风机控制策略中设计了汽动引风机RB控制逻辑，并通过该逻辑自动完成相关操作。

2.1 RB投入条件

（1）给水自动、一次风自动、送风自动和引风自动均已投入；

（2）RB开关投入。

2.2 RB触发条件

（1）RB开关投入；

（2）负荷大于500 MW时，一台汽动风机停运时。

2.3 RB复位条件（以下任一条件满足RB复位）

（1）给水手动；

（2）一次风手动；

（3）送风手动；

（4）引风手动；

（5）RB手动复位。

2.4 汽动引风机RB自动动作内容

（1）若“引风机联跳送风机”压板投入，该侧送风机联跳，跳闸侧的送、引风机动（静）叶、进出口挡板联关。

（2）运行侧送风机动叶开至自动上限70%；运行侧汽动引风机静叶自动开至100%，转速自动上升至5 700 r/min。

（3）以12 s间隔按照A→F→E的顺序将运行磨煤机跳闸，剩余3台磨煤机运行，跳闸的磨煤机冷、热风隔绝门联锁关闭，磨煤机出口门联锁关闭。

（4）机组由CCS模式切为汽机跟踪（Turbine Follow，TF）模式，锅炉燃料主控自动切手动，各给煤机自动切手动，目标负荷煤量56.7×3≈170 t/h，目标主汽压16.5 MPa，降压速率2 MPa/min。

（5）B、C磨煤机运行时，先投入B层油枪；15 s后投入C层油枪。

（6）快开PCV至40%。

（7）联关汽动引风机供热电动门。

（8）RB时先超驰关闭所有减温水门30 s，随后释放为自动。

（9）RB动作后，延时120 s，若二次风压小于1.5 kPa，从上往下依次关小SOFAⅠ～Ⅵ挡板至50%[1]。

3 B汽动引风机跳闸RB动作后的处理及异常分析

在汽动引风机调试期间，进行汽动引风机RB试验时，由于汽动引风机转速测点故障，RB未动作，手动模拟RB动作流程处理。事后未重新进行RB试验。

3.1 B汽动引风机跳闸前机组工况

2017-09-24 T18：00，#14机组AGC投入、CCS投入、一次调频、INFIT投入、RB投入、“引风机联跳送风机”压板投入，负荷622 MW，B、C、E、F磨煤机运行，A、B送风机，A、B汽动引风机运行。

3.2 B汽动引风机跳闸后处理过程

（1）18：01：21，“B汽动引风机振动大”“B汽动引风机跳闸”光字牌红闪，B汽动引风机跳闸，联跳B送风机。RB动作，检查RB动作情况：A汽动引风机静叶开至100%，A汽动引风机小机向空排汽调门自动开至40%；F磨煤机联锁跳闸；过、再热器减温水关闭；自动投入B、C层大油枪；机组切至TF方式，燃料主控切手动，总煤量170 t/h。

（2）18：03：40，发现RB已复位，立即手动进行RB处理。由于A汽动引风机小机转速下降较多（如图2中曲线5所示），且炉膛压力上升较快（如图2中曲线3所示），立即开大A汽动引风机小机向空排汽PCV阀开度至70%（如图2中曲线7所示），并关小A送风机动叶减小总风量，随后炉膛压力在升至最高点+1 350 Pa（如图2中曲线3上b点所示）后有所下降。

（3）18：03：49，发现中间点过热度下降至22℃后即开始回升（如图2中曲线8所示），随即增加给水偏置+300 t/h，过热度仍继续上升，解给水自动，手动加水至1 800 t/h（如图2中曲线2上d点所示）后，中间点过热度在升至最高点60℃（如图2中曲线8上c点所示）后开始快速下降，随即减小给水量，直至过热度稳定后投入给水自动。

（4）18：15，最终负荷420 MW左右，开大A汽动引风机小机向空排汽PCV阀开度反馈至95%（如图2中曲线7上e点所示），炉膛压力稳定在+430 Pa左右，A汽动引风机小机转速3 800 r/min左右，相关参数基本稳定。

图2 B汽动引风机跳闸后相关参数的历史曲线

（5）18：31，启动C电动引风机并入运行，炉膛压力恢复至正常-150 Pa。随后启动B送风机并入运行，启动D磨煤机，投入CCS、INFIT系统，加负荷至650 MW。

3.3 RB动作后的异常分析

3.3.1 RB复归原因

查历史曲线（图2），由相关的RB设计逻辑得知，当日18：01：21，B汽动引风机跳闸RB动作，至18：03：40，RB复归。当时由于A汽动引风机转速低于3 800 r/min（如图2中曲线5上a点所示），而该厂设计逻辑时遥控转速为3 800～5 916 r/min，因此转速由遥控切手动（图3），导致A汽动引风机自动切至手动，造成RB复归。

图3 汽动引风机转速遥控允许、切除逻辑图

由于本次RB动作时负荷比较低，未造成明显的影响。但如果在高负荷下发生该情况，有可能在RB复归时主汽压力设定值仍比较高（短时间内到不了RB目标值16.5 MPa），且汽压变化速率会返回到0.3 MPa/min，使主汽调门关小，造成机组工况失去稳定。

3.3.2 炉膛压力异常

B汽动引风机跳闸RB动作后，A汽动引风机小机向空排汽PCV阀自动开至40%，炉膛保持正压。由于负荷下降后，A汽动引风机小机进汽压力下降，而排汽压力下降不多，A汽动引风机小机进汽调门开至100%，也无法保证其转速达到RB设计时的转速5 700 r/min。只有手动开大向空排汽PCV阀，降低其排汽压力，且只能提高转速至3 800 r/min左右。在降低总风量后，炉膛压力维持在+430 Pa左右。炉膛正压会导致锅炉不严密处漏灰，污染环境，严重时可导致炉膛向外喷火，烧坏设备。

3.3.3 中间点过热度异常

B汽动引风机跳闸RB动作后，由于F磨煤机联锁跳闸，运行磨煤机煤量下降（如图2中曲线6所示）以及一次风压下降（该厂一次风压根据单台磨煤机最高煤量调整），中间点过热度瞬间下降。但随后由于煤量稳定在170 t/h，一次风压也趋于稳定，油枪投入，给水量下降，加上在减煤之前的存粉进入炉膛，中间点过热度快速上升。此时增加给水量，使得过热度不再上升。中间点过热度若上升较多会使水冷壁出口温度高保护动作，导致锅炉MFT。