風煙系統(tǒng)一體化調(diào)節(jié)初探

余學軍

(廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 江門 529228)

風煙系統(tǒng)一體化調(diào)節(jié)初探

余學軍

(廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 江門 529228)

介紹了增壓風機及旁路系統(tǒng)控制邏輯優(yōu)化，闡述了強化增壓風機調(diào)節(jié)爐膛負壓的功能及動、靜葉前饋的注意事項，最后對邏輯優(yōu)化后事故案例進行了分析。

環(huán)保；脫硫旁路；一體化調(diào)節(jié)；邏輯優(yōu)化；爐膛負壓

0 引言

某電廠一期5臺600 MW機組為亞臨界一次中間再熱強制循環(huán)汽包爐，鍋爐采用平衡通風方式，煙氣通過2臺引風機接至脫硫系統(tǒng)；脫硫系統(tǒng)采用鼓泡塔技術(shù)，系統(tǒng)阻力大，布置一臺增壓風機以克服煙道阻力。因環(huán)保要求取消脫硫旁路系統(tǒng)，這樣勢必增加鍋爐啟動過程中的操作難度，且事故時也不能再將開啟旁路作為事故處理的常規(guī)手段，鍋爐極易因爐膛壓力保護動作而發(fā)生MFT(Main Fuel Trip，主燃料切斷)。針對此情況，對取消旁路后的風煙系統(tǒng)控制邏輯必須進行相應的優(yōu)化。

1 增壓風機及旁路系統(tǒng)控制邏輯優(yōu)化

為滿足國家環(huán)保局的無旁路運行要求，各臺機組在大修期間完成了脫硫系統(tǒng)的控制優(yōu)化工作，使改造后的增壓風機、引風機實現(xiàn)聯(lián)動，以保證爐膛負壓運行穩(wěn)定，脫硫系統(tǒng)與主機之間的保護聯(lián)鎖能夠準確、快速、可靠地動作?？傮w目標是機組從啟動至并網(wǎng)全程實現(xiàn)無脫硫旁路運行，當脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，旁路擋板開啟后延時觸發(fā)MFT。

1.1 脫硫旁路擋板保護開啟邏輯優(yōu)化

脫硫旁路擋板保護開啟邏輯變更如表1所示。

表1 脫硫旁路擋板保護開啟邏輯變更表

1.2 增壓風機、引風機聯(lián)調(diào)邏輯優(yōu)化

增壓風機前饋信號及函數(shù)優(yōu)化：以增壓風機入口壓力為主要被調(diào)量，使其控制在微負壓范圍內(nèi)，同時引入鍋爐側(cè)2臺引風機靜葉開度作為前饋信號，使得增壓風機動葉能對被控參數(shù)進行快速調(diào)節(jié)。增壓風機控制回路中增加負荷大小變參數(shù)調(diào)節(jié)功能，提升快速調(diào)節(jié)能力。

1.3 鍋爐MFT保護邏輯修改

“脫硫系統(tǒng)故障”信號分3路送入鍋爐MFT主保護，在主機側(cè)進行3取2計算后分別給鍋爐MFT、跳送風機、跳引風機?！懊摿蛳到y(tǒng)故障”信號由2部分組成：第一部分是旁路擋板1全開、旁路擋板3全開、中間快開執(zhí)行器開度大于20%，3取2(旁路擋板開)且增壓風機保護停，且鍋爐負荷大于180 MW，延時5 min，發(fā)MFT請求；第二部分為旁路擋板1全關(guān)、旁路擋板3全關(guān)、中間快開執(zhí)行器開度小于5%，3取2(旁路擋板關(guān))且增壓風機保護停，且脫硫入口煙氣壓力大于1 200 Pa(2V3)，延時5 s發(fā)MFT請求。在鍋爐MFT跳閘后，聯(lián)開脫硫旁路擋板。

1.4 RB邏輯優(yōu)化

“脫硫系統(tǒng)異常”信號：鍋爐負荷大于420 MW且煙冷泵只有一臺運行?！懊摿蛳到y(tǒng)異?！弊鳛橹匾o機信號引入主機RB邏輯，當脫硫島異常時實現(xiàn)快速降低負荷，以使脫硫系統(tǒng)工況快速調(diào)整至正常，防止脫硫系統(tǒng)故障進一步惡化甚至跳閘。

2 強化增壓風機調(diào)節(jié)爐膛負壓的功能

利用增壓風機入口壓力設定值SP調(diào)節(jié)引風機和增壓風機的功率分配，SP設定為正數(shù)時，引風機做功增加，增壓風機減少；SP設定為負數(shù)時，引風機做功減少，增壓風機增加。同時SP應有一定范圍限制，通常在±500 Pa之間，當SP過高時，將使引風機至增壓風機段膨脹節(jié)出現(xiàn)裂紋或爆漏；其次引風機出力增加，軸承溫度可能升高達到跳閘值。當SP過低時，膨脹節(jié)會吸扁或增壓風機跳閘，對爐膛負壓擾動大。

從負壓調(diào)節(jié)的角度看，增壓風機可看成二級引風機，增壓風機動葉調(diào)節(jié)速率與引風機采用1∶4的比例關(guān)系進行調(diào)節(jié)，在一定程度上可認為引風機作為粗調(diào)，增壓風機作為細調(diào)。

增壓風機動葉故障，將閉鎖機組負荷增減，同時觸發(fā)引風機閉鎖自動調(diào)節(jié)，原因為：增壓風機反饋信號需送給引風機做聯(lián)調(diào)信號；邏輯優(yōu)化時為防止增壓風機動葉故障影響安全，在動葉故障時將引風機PID調(diào)節(jié)塊中積分功能置無窮大(使其失效)，失去自動調(diào)節(jié)功能，只能手動操作。若增壓風機失速，則會導致脫硫RB觸發(fā)。

某些故障情況下，比如引風機靜葉卡澀導致指令增加，由于前饋指令信號的存在，將使增壓風機出力增加，一定程度上使爐膛負壓趨于穩(wěn)定。在單臺引風機運行情況下，可適當降低SP，使引風機電流不超限。

3 動、靜葉前饋的注意事項

為加快各風機的聯(lián)動，使負壓調(diào)節(jié)更為平穩(wěn)，在原有各風機動靜葉控制邏輯上增加前一級風機動、靜葉反饋作為調(diào)節(jié)前饋，即送風機動葉反饋送至引風機靜葉調(diào)節(jié)作為前饋量，引風機靜葉反饋送至增壓風機動葉調(diào)節(jié)作為前饋量(送風機動葉反饋未送至增壓風機動葉作為前饋量)。

引風機前饋值計算。A、B側(cè)送風機動葉反饋送至均值模塊計算后送至各引風機作為前饋，其中均值模塊中判斷風機反饋取舍條件為：風機動葉測點信號正常無壞點。正常情況下，2臺風機反饋值求和后取平均送至引風機作為前饋，當某臺風機動葉測點故障時，剩下風機反饋值直接送至引風機作為前饋。風險分析：風機停運時，該風機動葉反饋仍將當前數(shù)值送入均值模塊中計算，而不會判斷風機是否運行。此種情況下，即使單臺送風機停運，也需禁止對停運風機動葉進行任何操作，包括DCS及就地控制，如果確需操作則需聯(lián)系熱控人員將該反饋點仿真為0，或者解除2臺引風機自動后進行傳動。

增壓風機前饋值計算。A、B側(cè)引風機靜葉反饋在該風機運行情況下送至增壓風機取和后除以2作為增壓風機調(diào)節(jié)的前饋量，如果單臺引風機停運則將0送至增壓風機邏輯進行運算，即將0加運行風機靜葉反饋求和后除以2作為增壓風機調(diào)節(jié)前饋量。風險分析：在某臺引風機靜葉反饋變壞點時，由于靜葉反饋壞點會保持最后值，所以仍會送至運算中作為前饋量計算，也將會嚴重影響運行處理事故中增壓風機正常調(diào)節(jié)。此種情況下，運行人員需盡快解除增壓風機自動，并聯(lián)系熱控人員盡快處理靜葉壞點故障，正常后方可投入增壓風機自動；另外，在單臺引風機停運，但電機需要試運時存在誤動可能(此時傳動停運風機靜葉會影響前饋量)時，運行人員需禁止停運風機靜葉傳動或聯(lián)系熱控人員仿真停運風機靜葉反饋為0，或解除增壓風機自動后進行傳動，但如果停運引風機電機未運行，可進行停運風機靜葉傳動。

4 邏輯優(yōu)化后事故案例分析

某日4號機組A側(cè)送、引、一次風機動靜葉控制發(fā)Drive fault故障報警，執(zhí)行4號機組A側(cè)引風機靜葉執(zhí)行器控制頭檢查更換安措時，在將靜葉執(zhí)行器開關(guān)停電后，爐膛負壓突降至-1 100 Pa，增壓風機入口壓力最低降至-1 840 Pa(-2 000 Pa旁路擋板開啟)，經(jīng)手動調(diào)節(jié)后恢復正常。

在執(zhí)行工作票措施后，已經(jīng)將A側(cè)送、引、一次風機動靜葉切手動方式，就地執(zhí)行器打至禁操位(因為A側(cè)一次風機、送風機、引風機執(zhí)行器的指令反饋在同一卡件上，為防止插拔插頭引起該卡件初始化而使動葉調(diào)節(jié)異常)，以往在將引風機靜葉執(zhí)行器開關(guān)停電后并無異常發(fā)生，為什么這次導致鍋爐工況大幅波動呢？后經(jīng)熱控檢查，靜葉執(zhí)行器開關(guān)停電后4A引風機靜葉開度變星號，其增壓風機的前饋信號由20%突變至100%，導致增壓風機動葉突開，爐膛負壓突降。

5 結(jié)語

爐膛負壓是表征鍋爐運行的重要參數(shù)，對負壓良好的調(diào)節(jié)能力不但有利于爐膛燃燒，還能在一定程度上保證鍋爐及相關(guān)設備的安全，風煙一體化調(diào)節(jié)是為適應當前嚴峻的環(huán)保形勢所作的積極探索，需要指出的是，上述關(guān)于脫硫旁路的分析針對的是從邏輯上取消旁路的情況，如果物理旁路也取消，則將開啟脫硫旁路直接改為鍋爐MFT即可。

2014-09-18

余學軍(1982—)，男，湖北孝感人，助理工程師，研究方向：熱能與動力工程。