張 恒，李志剛,唐宜強

（1.神華河北國華滄東發(fā)電有限責任公司，河北 061113；2.山東魯能控制工程有限公司，山東 濟南 250021；3.華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204）

0 引言

RB是英文Runback的縮寫，RB保護即鍋爐快速減負荷保護。當機組在某個較高的負荷水平上運行時，由于機組的主要輔機（送風機、引風機、一次風機、爐水泵、磨煤機和給水泵等）故障，部分退出運行時，機組不能繼續(xù)維持原來的負荷水平，此時，為了能使機組繼續(xù)穩(wěn)定運行，應該主動、快速降低負荷指令。當鍋爐指令降到輔機允許的最大出力或RB動作一定時間后，自動結束RB。在降負荷過程中，要求機組的主要運行參數(shù)能自動在安全范圍內變化，而不會引起機組保護動作。

1 RB邏輯分析

鍋爐是SG2028/17.5-M909亞臨界、一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐。鍋爐采用四角切圓燃燒方式，主要輔機包括：6臺HP-983型直吹式中速磨煤機，3臺爐水循環(huán)泵，2臺引風機，兩臺送風機，2臺一次風機，2臺空預器，2臺汽泵，1臺可帶30%鍋爐額度負荷的電泵。汽輪機為N600-16.7/537/537四缸四排汽、單軸、凝汽式、中間再熱汽輪機。主控DCS采用西門子的TXP控制系統(tǒng)。

1.1 RB邏輯

1.1.1 RB激活回路

設計給煤機RB（也稱磨煤機RB、制粉系統(tǒng)RB）、送風機RB、引風機 RB、一次風機 RB、爐水循環(huán)泵RB、空預器RB、給水泵RB（包括汽動給水泵RB、電動給水泵RB）共7種RB形式。當機組負荷指令大于360 MW，機組燃料主控投入自動的情況下，當前運行輔機最大允許出力小于當前負荷指令時，觸發(fā)RB。

1.1.2 最大允許出力計算回路

最大允許出力計算回路用于計算當前運行各輔機的最大出力，并相互間比較取小，從而確定降負荷的目標值。表1為各單個輔機的最大出力值，即最大帶負荷百分數(shù)。給煤機投入自動時，出力值按20.83%計算，不投自動時，按實際出力折算成負荷百分數(shù)計算；電泵平時處于備用狀態(tài)，只在汽泵故障時啟動，由于啟動后不能迅速達到滿出力，因此在RB時按20%出力值計算；除給煤機（磨煤機）外的其它輔機只要運行，無論投自動與否，均按表中數(shù)值計算。

表1 單個輔機的最大出力值

表中數(shù)據(jù)可以看出：在額度負荷600 MW時，至少需5臺給煤機、兩臺引風機、兩臺送風機、兩臺一次風機、兩臺爐水泵、兩臺空預器、兩臺汽動給水泵運行。

1）如果引風機、送風機、一次風機、空預器、汽動給水泵均2臺在運行，其中的1臺發(fā)生故障跳閘，剩余的1臺最大可帶330 MW（600 MW×55%）負荷，所以這些設備發(fā)生RB的目標值為330 MW。

2）如果爐水循環(huán)泵3臺在運行，其中1臺跳閘，剩余兩臺可帶負荷600 MW×55%×2=660 MW，仍能滿足帶600 MW負荷，將不會觸發(fā)RB；如果爐水循環(huán)泵3臺中兩臺跳閘，剩余的1臺可帶330 MW（600 MW×55%）負荷，將會觸發(fā) RB，RB 的目標值為330 MW。

3）如果在機組運行中5臺磨煤機中有1臺跳閘，剩余4臺磨煤機可帶負荷499.92 MW（600 MW×20.83%×4）， 將會觸發(fā) RB，RB 的目標值為499.92MW。如果2臺磨煤機跳閘，剩余3臺磨煤機運行可帶 374.94 MW（600 MW×20.83%×3），依此類推。

以上是單類輔機所能帶的負荷，如果是多種輔機故障，如500 MW時，由于一次風機跳閘后一次風流量低導致磨煤機同時發(fā)生跳閘，還剩余1臺一次風機和2臺磨煤機運行，此時，機組RB后降負荷目標值是600 MW×55%×1=330 MW和600 MW×20.83%×2=249.96 MW中取小，即249.96 MW。所以在RB中，輔機最大允許出力計算回路結果是就是所余輔機的最大出力相互比較后取小。

1.1.3 RB速率限制回路

在機組在協(xié)調狀態(tài)下運行時，機組負荷指令的變化受所設變化速率的影響（變化速率為運行人員手動設定，一般在0～9 MW左右）。當機組發(fā)生RB動作時，機組負荷指令不應受運行人員所設變化速率的制約，要以較大的速率迅速到達目標值。機組在降負荷過程中將會對主汽壓力、主汽溫度、汽包水位等造成影響，如何控制降負荷速度使這些主要參數(shù)變化在安全可控范圍內，是RB保護能否起到保護機組安全的根本。本廠送風機、引風機、給煤機、爐水循環(huán)泵、一次風機、空預器、給水泵RB動作后的降負荷速率設置為50%×600 MW/min。經(jīng)過動態(tài)試驗以及實際案例證明，RB發(fā)生后降負荷速率是與機組特性匹配的。

RB邏輯示意圖1所示。

1.2 RB觸發(fā)后機組動作情況

RB觸發(fā)后，調節(jié)系統(tǒng)主要有下列動作：

1）機組在協(xié)調方式發(fā)生RB后，機組運行于汽機跟隨方式（TF），主汽壓力采用滑壓控制方式。

圖1 RB邏輯示意圖

2）汽機主控在手動的情況下發(fā)生RB時，DEH將不接受自動降負荷指令，只能由運行人員手動降負荷。

3）鍋爐主控切手動，燃料主控切手動，所有給煤量控制切手動，過熱、再熱減溫水調門保護關閉，切手動。

4）除給煤機外的其它輔機RB時，給煤機從上層往下層依次跳閘，剩余三臺運行。

5）在汽泵運行，電泵熱備用時，要求電泵勺管在60%位置。發(fā)生汽泵RB后，另一臺汽泵自動加轉速到最高轉速，電泵以60%的速度聯(lián)啟，由運行人員控制電泵上水量。

機組在RB觸發(fā)后，盡量不人為干預，在RB經(jīng)過60 s自動復位后，再進行人為調整，在RB動態(tài)試驗中，RB動作后120 s內，不進行人為干預，效果很好。如果RB動作后，工況惡劣，運行人員可以手動復位RB，然后進行調整。

1.3 RB邏輯存在的問題

在機組運行過程中發(fā)現(xiàn)，RB邏輯對大部分輔機跳閘都能很好的處理，但對制粉系統(tǒng)堵煤工況的處理則存在一定的難度。

工況一：如圖2所示，負荷在606 MW，1～4號、6號給煤機均在自動方式運行，6號給煤機發(fā)生堵煤，煤量由49.7 t/h突降到1.4 t/h，總煤量由247.1 t/h突降到203.9 t/h。6號給煤機未解除自動時，6號給煤機出力按20.83%計算，給煤機總出力為：5×20.83%×600=624.6 MW，未觸發(fā)RB；6號給煤機人為解除自動后，6號給煤機出力按實際煤量計算，幾乎為零，給煤機總出力為：4×20.83%×600=500 MW<606 MW，觸發(fā)RB，機組由CCS方式切換到TF方式，所有給煤機切為手動方式運行，機組以500 MW為目標值快速降負荷。

工況二：如圖3所示，負荷在590 MW時，1～5號給煤機運行，1號、3～5號給煤機自動，2號給煤機手動。2號給煤機發(fā)生堵煤，煤量由43.1 t/h突降到2.6 t/h，總煤量由240.3 t/h突降到204.6 t/h，2號給煤機出力幾乎為零，此時給煤機的總出力約為：4×20.83%×600=500 MW<590 MW，觸發(fā) RB，機組由CCS方式切換到TF方式，所有給煤機切為手動方式運行，機組以500 MW為目標值快速降負荷。在RB動作后10 s之內，2號給煤機入口堵煤現(xiàn)象消失，又有了41.1 t/h的煤量，導致鍋爐出力大于汽機出力，造成主汽壓力從16.5 MPa升高到18.0 MPa，系統(tǒng)超壓，同時，機組負荷發(fā)生了502.8～631.2 MW的波動。

由曲線可知，給煤機堵煤時，給煤量會突然下降，而熱風下降緩慢，RB動作后由于風煤比失調，磨煤機入口溫度急劇升高，極易產(chǎn)生制粉系統(tǒng)爆炸的隱患，所以在此情況下要及時投入磨煤機消防蒸汽，并手動全開磨煤機冷風調節(jié)門，在磨煤機冷風調節(jié)門全開后，再手動關閉磨煤機熱風調節(jié)門（實踐證明，磨煤機冷風調節(jié)門全開時風量在70 t/h以上，不會觸發(fā)磨煤機風量低于58 t/h跳閘的保護條件）。若磨煤機出口溫度四個點均值達到110℃，保護跳磨條件拒動時，手動停運該磨煤機，以防止制粉系統(tǒng)爆炸。同時為了避免給煤機堵煤RB發(fā)生后壓力突升導致主汽超壓，目前的做法是：

圖2 給煤機在自動位時發(fā)生堵煤

圖3 給煤機在手動位時發(fā)生堵煤

1）如果發(fā)生堵煤的給煤機在自動位，則先手動降負荷，將負荷降低到不會觸發(fā)RB的負荷指令后，將該給煤機切除自動，并將給煤機轉速指令手動減到最小，保持最低煤量走盡堵煤。

2）如果發(fā)生堵煤的給煤機在手動位，在發(fā)生RB后，及時將堵煤的給煤機直接停運，同時控制磨煤機出口溫度。在RB動作結束，各工況穩(wěn)定正常后，再在給煤機最低轉速下，啟動給煤機走盡堵煤。

1.4 改進建議

一旦某一臺給煤機發(fā)生堵煤（如果沒有堵煤信號，則可用給煤機的指令和反饋偏差大來判斷），則應把其先自動強制切至手動位，并讓其指令自動降到零。這樣，機組就會自動觸發(fā)RB，且當這臺給煤機堵煤消失時也不會突然加入大量煤，防止超壓。

RB動作和磨煤機溫度高做一級報警，讓運行人員及時監(jiān)測磨煤機的溫度變化，防止磨煤機超溫爆炸。

2 結語

RB控制在現(xiàn)代化的大型發(fā)電廠有著廣泛的應用，如果RB功能設計不當，會導致因輔機跳閘后參數(shù)調整不當而影響機組穩(wěn)定運行，甚至發(fā)生機組解列事故。因此，完善的RB功能設計對提高機組運行可靠性具有積極的意義。