“兩引一送”單列輔機配置機組RB控制策略及試驗

朱永峰

（大唐臨清熱電有限公司，山東 臨清 252600）

0 引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力設(shè)備制造水平得到不斷提升，設(shè)備在機組各種工況下的可靠性和安全性也得到大幅度的提高。為達到節(jié)約生產(chǎn)成本和減少能源浪費的目的，單輔機配置的機組在國內(nèi)外已逐步出現(xiàn)。目前配置一臺引風機、一臺送風機、一臺空預(yù)器的機組在單輔機應(yīng)用中占絕大多數(shù)，但配置兩臺引風機、一臺送風機、一臺空預(yù)器的機組俗稱“兩引一送”單輔機配置的較為少見。某電廠兩臺350 MW機組采用此種機型，目前已投產(chǎn)運行，各項性能指標均達到設(shè)計值［1］。

RB功能是指當運行中的機組主要輔機故障跳閘后，機組實際出力大于任一主要輔機的允許出力時，自動將機組當前負荷快速減到運行輔機所能承受的目標負荷，并且保證機組各參數(shù)在允許的范圍內(nèi)變化。針對“兩引一送”這一機型的特點，設(shè)計了磨煤機RB和引風機RB。

1 RB控制策略概況

RB控制策略的合理設(shè)計和良好的控制性能可最大限度地保障機組安全，避免在不同工況下重要單輔機出現(xiàn)故障致使機組設(shè)備損壞，并且避免機組出現(xiàn)非停事故。由于“兩引一送”機型的特殊性，機組RB功能只設(shè)計了磨煤機RB和引風機RB［2］。

機組在進行RB試驗前應(yīng)具備如下條件：CCS的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、一次風壓控制系統(tǒng)、除氧器水位控制系統(tǒng)、爐膛負壓控制系統(tǒng)、送風控制系統(tǒng)、主燃料控制系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)、過熱器溫度控制系統(tǒng)、再熱器溫度控制系統(tǒng)、熱井水位控制系統(tǒng)，已經(jīng)運行12 h以上。DEH在協(xié)調(diào)控制方式下運行正常。且FSSS聯(lián)鎖試驗，ETS聯(lián)鎖試驗，機組負荷變動試驗，機、爐、電大聯(lián)鎖試驗均已成功。保證機組主要保護投入，鍋爐聯(lián)鎖和制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖以及風機和其擋板的聯(lián)鎖動作正常，主、輔機設(shè)備均無重大缺陷［3］。

2 磨煤機RB控制策略及試驗過程

2.1 控制策略

當負荷大于272.5 MW時且RB動作請求發(fā)出（磨煤機4跳1），則目標負荷為75%（262.5 MW）。負荷大于185MW時，RB動作請求發(fā)出（磨煤機3跳1），則目標負荷為50%（175 MW）。負荷大于97.5 MW時，RB動作請求發(fā)出（磨煤機2跳1），則目標負荷為25%（87.5 MW）。磨煤機 RB 邏輯關(guān)系如圖 1所示［4］。

圖1 磨煤機RB控制策略邏輯關(guān)系

以D磨煤機故障跳閘為例，D磨煤機運行信號消失后延時3 s，D磨煤機停止信號，D磨煤機因故障緊急停止信號，D給煤機給煤量大于10 t／h信號消失延時5 s，4個條件相與后發(fā)出磨煤機RB請求，且RB請求信號30 s后磨煤機RB復(fù)位。邏輯關(guān)系如圖2所示。

磨煤機RB動作過程為CCS將控制方式由協(xié)調(diào)方式自動轉(zhuǎn)入TF方式，切到滑壓方式，中止AGC方式。汽機主控在自動，燃料主控在自動。BID輸出負荷指令至磨煤機RB目標負荷，并以此作為送風、給水、燃料率指令。根據(jù)瞬時跳閘磨煤機臺數(shù)關(guān)小一次風機動葉到一定開度［5－6］。

圖2 D磨煤機故障跳閘后RB邏輯關(guān)系

2.2 試驗過程

該電廠1＃機組于2016年12月12日進行了磨煤機RB試驗，試驗前所有輔機運行正常，鍋爐聯(lián)鎖和制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖以及風機擋板聯(lián)鎖均已投入。12月12日23∶43，熱工人員強制D磨煤機跳閘條件，磨煤機RB信號發(fā)出，動作正常。

在此過程中，機組各個主要參數(shù)變化趨勢如圖3所示。

圖3 磨煤機RB機組主要參數(shù)變化趨勢

由圖3曲線可得到機組主要參數(shù)在磨煤機RB前后變化情況如表1所示。

2.3 試驗分析

磨煤機RB試驗中，對機組安全運行影響最大的參數(shù)：爐膛壓力、主汽溫度、主汽壓力、給水流量和負荷的變化速度。試驗過程中為防止鍋爐缺水，應(yīng)做好負荷協(xié)調(diào)和主汽壓力變化的關(guān)系，保障給水泵的上水能力。本試驗中，爐膛壓力變化，遠低于機組安全保護定值。由于機組一次風機為軸流式風機，要防止在磨煤機跳閘后，一次風壓過高導(dǎo)致風機失速［7］。試驗中主要控制系統(tǒng)工作正常，其他主要參數(shù)也都在安全范圍內(nèi)?？梢?，在磨煤機跳閘時，本機組的RB功能能夠保證機組安全運行［8］。

3 引風機RB控制策略及試驗

3.1 控制策略

機組負荷大于202.5 MW時，且引風機A、引風機B運行，單臺引風機因故障跳閘則發(fā)生引風機RB請求信號，目標負荷為192.5 MW。引風機RB邏輯關(guān)系如圖4所示。

圖4 引風機RB邏輯關(guān)系

當引風機RB請求發(fā)生時，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動切換到汽機跟隨方式，由汽輪機控制主汽壓力。汽機主控自動，鍋爐子系統(tǒng)控制站自動。鍋爐主控輸出減負荷到192.5 MW，并以此作為送風量、給水和燃燒率信號。FSSS按預(yù)定邏輯完成切磨、投等離子工作。保留3臺磨煤機運行，切磨順序為：先切E磨，延時12 s切D磨；自動投入A、B層等離子，A層按照1-3-2-4的順序，間隔時間為10 s，B層按照2-4-1-3的順序，間隔時間為10 s。前提是A、B層等離子對應(yīng)角的磨煤機分離器出口快關(guān)門處于打開狀態(tài)［9］。

另外，引風機RB信號發(fā)生時直接給送風機動葉增加相應(yīng)的前饋量，保證送風機的出力和引風機的出力更合理的匹配［10－11］。

3.2 試驗過程

該電廠1＃機組于2017年06月11日進行了RB試驗，試驗前所有輔機運行正常，鍋爐聯(lián)鎖和制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖以及風機擋板聯(lián)鎖均已投入。

引風機RB試驗前機組工況如下：機組負荷為315.0 MW，控制方式為協(xié)調(diào)控制方式，制粉系統(tǒng)投入B層、C層、D層、E層，機前壓力為22.02 MPa。

06月11日23∶47，運行人員就地按事故按鈕跳閘B引風機，引風機RB信號發(fā)出，動作正常。在此過程中，機組各個主要參數(shù)變化值見試驗數(shù)據(jù)記錄，機組各主要參數(shù)的變化趨勢如圖5所示。

圖5 引風機RB機組主要參數(shù)變化趨勢

由圖5曲線可得到機組主要參數(shù)在磨煤機RB前后變化情況如表2所示。

表2 引風機RB前后機組主要參數(shù)變化

3.3 試驗分析

引風機RB試驗中，對機組安全運行影響最大的參數(shù)是爐膛壓力，其次是主汽溫度、主汽壓力、給水流量和負荷的變化速度。由于該電廠1#機組采用的是一臺送風機兩臺引風機，所以當兩臺運行的引風機中的一臺出現(xiàn)跳閘時一定要匹配好運行引風機動葉和送風機動葉在不同負荷的關(guān)系，在高低負荷時引風機的余量不同從而引起在高低負荷時引風機RB動作過程中對爐膛負壓的影響不同。

在本次315 MW引風機RB試驗中，引風機RB動作后爐膛出現(xiàn)812 Pa的正壓，但很快隨著鍋爐負荷的降低，爐膛壓力也隨之恢復(fù)至正常值。在整個過程中機組處于安全運行，爐膛負壓值也遠低于鍋爐跳閘值。另外在試驗中，要設(shè)計好主汽壓力的變化速度，做到主汽壓力和負荷協(xié)調(diào)變化，防止主汽壓力變化太慢，而負荷變化太快，影響給水泵的上水能力，進而導(dǎo)致鍋爐缺水。由于機組一次風機為軸流式風機，要防止在磨煤機跳閘后，一次風壓過高導(dǎo)致風機失速。試驗中主要控制系統(tǒng)工作正常，其他主要參數(shù)也都在安全范圍內(nèi)?？梢?，在一臺引風機跳閘時，本機組的RB功能能夠保證機組安全運行。

4 結(jié)束語

通過磨煤機RB和引風機RB動態(tài)試驗證明，該電廠1＃機組RB系統(tǒng)邏輯設(shè)計合理、功能完善、動作正確，符合機組實際。機組自動控制系統(tǒng)邏輯正確，參數(shù)合理，能夠經(jīng)受住工況劇烈變化的考驗，爐膛壓力控制和一次風壓力控制都較成功。該機組RB功能能夠保證機組在磨煤機跳閘和單臺引風機跳閘下安全運行。

［1］張建國，張雷，朱傳鵬.某350 MW供熱機組單輔機配置控制可靠性研究及應(yīng)用［J］.國網(wǎng)技術(shù)學院學報，2016，19（4）：55-59.

［2］郝永利.600 MW機組RB控制策略研究［D］.保定：華北電力大學，2012.

［3］郎意安，陳勝利，白強，等.300 MW機組RB控制策略研究火電廠［J］.華東電力，2013 （2）：17-19.

［4］武志惠，王蕾，牛海明，等.660 MW超超臨界機組單列輔機控制系統(tǒng)可靠性研究與工程應(yīng)用［J］.中國電力，2015，48（10）：33-37.

［5］樊泉桂.鍋爐原理［M］.北京：中國電力出版社，2004.

［6］陳世慧，郭瑞君，段學友，等.單列輔機配置的超超臨界機組RB及 FCB 功能設(shè)計與應(yīng)用［J］.華東電力，2013 （11）：2409-2412.

［7］朱北恒.RB 控制技術(shù)試驗研究［J］.中國電力，2004，37（6）：67-70.

［8］李麗君，韓建英，陳兵兵.鍋爐單列輔機配置對機組運行可靠性研究［J］.電站系統(tǒng)工程，2015，31（3）：37-40.

［9］周世杰.輔機單列配置采取的熱工控制及保護措施［J］.發(fā)電設(shè)備，2014，28（3）：104-106.

［10］王付生.電廠熱工自動控制與保護［M］.北京：中國電力出版社，2005.

［11］王付生.熱工自動與保護［M］.北京：中國電力出版社，2009.