一次風(fēng)機RB試驗失敗原因分析及改進措施

刁云鵬，王松寒，司瑞才

(1．國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春 130021;2．國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春 130021)

快速減負荷(RB)功能的可靠性是新建機組并網(wǎng)運行的必備條件之一，是防止機組非正常停運的重要手段，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行有著十分重要的意義。某電廠350 MW超臨界新建機組進行一次風(fēng)機RB試驗時，試驗失敗引發(fā)鍋爐滅火，造成非計劃停運。試驗時機組運行狀態(tài)為300 MW穩(wěn)定運行，4套制粉系統(tǒng)投運，手動停運A側(cè)一次風(fēng)機進行RB試驗，鍋爐發(fā)生“爐膛負壓低”主燃料跳閘(MFT)事故。下面分析一次配風(fēng)情況，以及RB試驗失敗導(dǎo)致鍋爐滅火的原因，并提出改進措施。

1 機組概況及一次配風(fēng)情況

鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。制粉系統(tǒng)采用一次風(fēng)正壓直吹式，配置5臺輥盤式中速磨煤機，對應(yīng)A、B、C、D、E5層燃燒器，采用四角切圓燃燒系統(tǒng)。設(shè)有2臺50% 額定容量的動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機，提供冷、熱一次風(fēng)輸送煤粉。配置2臺動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機、送風(fēng)機。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) (CCS)方式下，機組負荷大于220 MW時，2臺運行一次風(fēng)機其中1臺故障跳閘，則觸發(fā)一次風(fēng)機快速減負荷，由上向下跳閘磨煤機，保留3臺磨煤機運行，投入A層油槍穩(wěn)燃。RB目標負荷為175 MW。

試驗前鍋爐A、C、D、E4臺磨煤機運行，一次風(fēng)配置情況見表1。兩臺一次風(fēng)機動葉開度均為90%，已達調(diào)節(jié)指令上限。一次風(fēng)機出口風(fēng)壓為A側(cè)12．6 kPa，B 側(cè) 12．7 kPa，熱一次風(fēng)母管壓力11．05 kPa，一次風(fēng)機聯(lián)絡(luò)擋板處在全開位置。

表1 一次風(fēng)配置情況

2 一次風(fēng)機RB試驗過程

2018年5月25日 13:55:00，機組負荷301 MW，制粉系統(tǒng) A、C、D、E 層運行。13:56:57，運行人員就地手動打閘A側(cè)一次風(fēng)機，RB邏輯動作正常，跳閘 E層磨煤機，投入 A層油槍穩(wěn)燃。13:57:06鍋爐MFT，首出原因為爐膛壓力低低。13:56:57，鍋爐A側(cè)一次風(fēng)機跳閘后，B側(cè)一次風(fēng)機動葉開度由90%下降至75%，B側(cè)一次風(fēng)機出口壓力降至 5．65 kPa，熱一次風(fēng)母管壓力降至3．34 kPa。RB動作后，E層磨煤機跳閘前爐膛壓力為 －59 Pa，13:57:06，降至 －2 529 Pa后爐膛壓力低低觸發(fā)鍋爐MFT。

3 RB試驗失敗及鍋爐滅火原因分析

為防止磨煤機風(fēng)粉管道堵塞，RB試驗前2臺一次風(fēng)機動葉開度已到調(diào)節(jié)上限，一次風(fēng)機維持較高的出口壓力，磨煤機出口一次風(fēng)速及出口風(fēng)粉溫度均較高，存在一次風(fēng)比例過大的問題。RB動作后，B側(cè)一次風(fēng)機動葉不開反關(guān)，造成一次風(fēng)壓力下降，送粉能力減弱，是鍋爐滅火的主要原因;另一方面A側(cè)風(fēng)機跳閘后，出口擋板關(guān)閉過程較長，部分一次風(fēng)經(jīng)過聯(lián)絡(luò)管道從A側(cè)風(fēng)機入口排至系統(tǒng)外，一次風(fēng)壓力進一步下降，一次風(fēng)送粉能力不足，鍋爐燃燒惡化，爐膛負壓急速下降導(dǎo)致鍋爐主保護動作。

4 優(yōu)化措施

4．1 磨煤機配風(fēng)的調(diào)整

為降低一次風(fēng)壓力，對磨煤機一次風(fēng)速及出口風(fēng)粉溫度進行了調(diào)整。在保證不堵磨的條件下，調(diào)整磨煤機一次風(fēng)速在20～25 m/s，出口風(fēng)粉溫度在60～65℃。優(yōu)化配風(fēng)調(diào)整后機組300 MW負荷時，一次風(fēng)機出口壓力為9 kPa，熱一次風(fēng)機母管壓力為7．8 kPa。

4．2 風(fēng)機運行方式的優(yōu)化

由于一次風(fēng)機出力上限設(shè)置采用1號機組經(jīng)驗值，2臺風(fēng)機運行時出力上限為動葉開度90%，1臺風(fēng)機運行時出力上限為動葉開度75%，一次風(fēng)機RB動作后，將運行風(fēng)機動葉關(guān)至75%，一次風(fēng)壓力不能及時回調(diào)。經(jīng)過風(fēng)機出力試驗后，調(diào)整一次風(fēng)機運行上限至85%。機組在300 MW負荷時，一次風(fēng)機動葉開度為60%，留有25%的向上調(diào)節(jié)裕度。300 MW負荷時優(yōu)化前后一次風(fēng)運行情況對比見表2。

表2 300 MW負荷時優(yōu)化前后一次風(fēng)運行情況對比

一次風(fēng)機聯(lián)絡(luò)門保持關(guān)閉狀態(tài)，一次風(fēng)機出口擋板關(guān)閉后允許開啟，防止一次風(fēng)從跳閘風(fēng)機排出。

4．3 引風(fēng)機動葉控制方式的優(yōu)化

一次風(fēng)機RB勢必造成爐膛負壓急劇下降，因此在爐膛負壓控制系統(tǒng)中增加一次風(fēng)機RB前饋，一次風(fēng)機RB時超前關(guān)閉引風(fēng)機動葉17%，提高爐膛負壓恢復(fù)速度。

5 優(yōu)化效果

2018年5月27日11:45:00，再次組織鍋爐一次風(fēng)機RB試驗。11:46:15，鍋爐A側(cè)一次風(fēng)機跳閘后，B側(cè)一次風(fēng)機動葉開度由58．4%開至85%，B側(cè)一次風(fēng)機出口壓力由8．8 kPa最低降至6．6 kPa，最后穩(wěn)定在7．7 kPa。熱一次風(fēng)母管壓力7．8 kPa最低降至4．34 kPa開始回調(diào)，最后穩(wěn)定在5．8 kPa。爐膛壓力為－107 Pa，最低降至－1 434 Pa，最后穩(wěn)定在－128 Pa。優(yōu)化后的一次風(fēng)配置情況見表3。

試驗過程中機組運行平穩(wěn)，運行人員沒有手動調(diào)整，負荷降至198 MW穩(wěn)定運行時，RB過程結(jié)束。

表3 優(yōu)化后一次風(fēng)配置情況

6 結(jié)束語

通過350 MW機組一次風(fēng)機RB試驗失敗引發(fā)的鍋爐滅火事故，分析引發(fā)鍋爐滅火的主要原因為RB試驗前一次風(fēng)機出口壓力較高，一次風(fēng)比例過大，RB動作后，一次風(fēng)壓力下降，送粉能力減弱。結(jié)合現(xiàn)場情況，提出了磨煤機配風(fēng)、風(fēng)機運行方式、引風(fēng)機動葉控制方式的優(yōu)化措施，實施后，成功進行了鍋爐一次風(fēng)機RB試驗，其動作過程和優(yōu)化措施對同類型機組具有借鑒意義。