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        300MW亞臨界機(jī)組100%汽泵RB試驗研究

        2015-05-27 02:40:00鄒包產(chǎn)韓秋喜
        電氣技術(shù) 2015年6期
        關(guān)鍵詞:汽動汽包給水泵

        鄒包產(chǎn) 韓秋喜 李 云

        (中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司西北分公司,西安 710065)

        汽動給水泵RB 指因為汽動給水泵跳閘等原因,導(dǎo)致給水系統(tǒng)不能滿足當(dāng)前負(fù)荷下機(jī)組運行的需求,按照既定要求快速降負(fù)荷至當(dāng)前給水系統(tǒng)能滿足的負(fù)荷水平。目前國內(nèi)300MW 亞臨界機(jī)組給水系統(tǒng)一般配置為:2 臺50%汽動給水泵和1 臺30%電動給水泵,或3 臺50%的電動給水泵。近年來為了節(jié)能降造,陸續(xù)出現(xiàn)了1 臺100%汽動給水泵和1臺50%電動給水泵的配置,這種特殊配置在汽動給水泵跳閘后給水系統(tǒng)會短暫中斷,極可能造成汽包水位低停爐,100%汽動給水泵RB 能否成功實現(xiàn),對機(jī)組的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

        1 機(jī)組概況

        某300MW 亞臨界汽輪發(fā)電機(jī)組,鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司制造的HG-1025/17.5-HM 型,一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐。汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司制造的CN300-16.7/537/537 型,單軸、兩缸雙排汽、單抽供熱凝汽式汽輪機(jī)。發(fā)電機(jī)為哈爾濱汽輪發(fā)電機(jī)有限公司制造的QFSN-300- 2 型,采用水、氫、氫冷卻方式。單臺機(jī)組配50%容量電動給水泵組1 臺,用于機(jī)組起動及備用,設(shè)置100%容量汽動給水泵組1 臺,用于機(jī)組正常運行。汽動給水泵與其前置泵組成鍋爐給水泵組,它向鍋爐連續(xù)供水并向鍋爐過熱器、再熱器及汽輪機(jī)高壓旁路提供減溫水。單臺鍋爐配置5 臺MPS190HP-Ⅱ型中速磨煤機(jī),機(jī)組滿負(fù)荷運行磨煤機(jī)4 運1 備。

        2 電動給水泵性能分析

        100%汽動給水泵配置的給水系統(tǒng)RB 成功的首要條件就是電動給水泵的快速起動出力。某300MW亞臨界機(jī)組電動給水泵為上海電機(jī)廠有限公司制造,型號為DG600-240VM,使用額定電壓6kV/AC,額定電流為584A,額定轉(zhuǎn)速5410r/min,額定出水能力為563.75t/h,揚(yáng)程2424.9m。

        正常情況下,為防止電動給水泵起動時過流,將勺管開度放在較低開度起動,起動后由運行人員手動增加勺管開度,增加給水流量。但在發(fā)生汽動給水泵RB 情況時,要求電動給水泵快速起動并增加出力,但勺管開度太大容易導(dǎo)致電動給水泵過流保護(hù)動作。為防止RB 瞬間電動給水泵起動后過流保護(hù)動作,電動給水泵必須有合適的初始開度,并在起動電流恢復(fù)后以合適的升速率增加出力,以及限制其最大開度,方能保證系統(tǒng)安全。為此通過認(rèn)真分析研究,并進(jìn)行了電動給水泵起動專項試驗,最終得出電動給水泵初始最優(yōu)開度開度為55%,起動電流在6s 后恢復(fù),最大開度為70%。

        3 控制方案優(yōu)化

        汽動給水泵RB 成功的另一個關(guān)鍵因素是如何保證汽包水位在安全范圍內(nèi)。機(jī)組在正常情況下,影響汽包水位的主蒸汽流量和給水流量兩個因素是相互平衡的。從汽動給水泵跳閘RB 動作到電動給水泵出力,給水流量快速下降、中斷到逐漸增加的過程。這一過程給水流量始終小于主蒸汽流量,所以在汽動給水泵RB 動作后要求機(jī)組快速降負(fù)荷,機(jī)組降負(fù)荷速率的實質(zhì)是由汽輪機(jī)控制機(jī)前壓力的設(shè)定值速率快慢決定,但減負(fù)荷速率太快將導(dǎo)致汽包壓力快速上升,給水母管壓力增加,這將降低電動給水泵給水能力[1]。因此為保證汽動給水泵RB時汽包水位在安全范圍內(nèi),既要考慮機(jī)組快速降負(fù)荷以減少主蒸汽流量輸出對汽包水位的虧空;又要考慮采用滑壓方式使汽包壓力迅速下降,進(jìn)而保證電動給水泵快速起動出力保證汽包上水[2]。

        3.1 電動給水泵勺管控制

        根據(jù)機(jī)組給水系統(tǒng)設(shè)備出力的實際情況和專項試驗得出,正常運行下電動給水泵投備用,勺管初始開度選擇給水PID 輸出指令函數(shù)與55%小值,避免低負(fù)荷非汽動給水泵RB 工況電泵聯(lián)鎖起動后出力過大導(dǎo)致汽包水位失控。汽動給水泵RB 觸發(fā)后,電動給水泵迅速聯(lián)鎖起動,勺管位置保持55%,延時8s 后以1%/s 速率開至70%,等待汽包水位上升至正常水位后,電動給水泵勺管自動投入,維持汽包水位。當(dāng)勺管開度到70%后,運行人員也可根據(jù)水位變化趨勢對其進(jìn)行手動干預(yù),保證水位平穩(wěn)。控制邏輯如圖1所示。

        3.2 機(jī)組協(xié)調(diào)控制

        給水RB 觸發(fā)后,機(jī)組協(xié)調(diào)切至機(jī)跟隨方式,采用變速率滑壓方式,主汽壓目標(biāo)設(shè)定值至為12.0MPa,滑壓速率在給水RB 觸發(fā)30s 內(nèi)設(shè)置為0.3MPa/min,30s 后電動給水泵出力至最大,滑壓速率設(shè)置為0.1MPa/min,以保證電動給水泵上水正常。之所以采用變速率滑壓方式,目的是為了保證給水RB 觸發(fā)后快速降低汽包壓力滿足電動給水泵迅速增加出力,當(dāng)電動給水泵出力正常后,減小滑壓速率使機(jī)組快速降負(fù)荷,減少主蒸汽流量,維持給水流量與主蒸汽流量平衡,最終保證汽包水位安全。

        圖1 電動給水泵勺管控制邏輯

        3.3 制粉系統(tǒng)控制

        以時間間隔為5s,從上至下跳磨,保留下層兩臺磨,為防止燃料主控因跳磨反向調(diào)節(jié),燃料主控在給水RB 觸發(fā)30s 內(nèi)閉鎖增,然后以300MW/min的速率控制到目標(biāo)煤量。目標(biāo)煤量采用RB 動作前機(jī)組實際負(fù)荷對應(yīng)煤量與RB 目標(biāo)負(fù)荷計算得出。

        3.4 一次風(fēng)系統(tǒng)控制

        為了配合鍋爐快速降低熱負(fù)荷,磨煤機(jī)跳磨時間間隔縮短為5s,一次風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)會出現(xiàn)反復(fù)振蕩,所以當(dāng)給水RB 觸發(fā)后,一次風(fēng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)超遲8s開度減少一定量(根據(jù)磨煤機(jī)跳閘憋壓情況得出),一次風(fēng)母管壓力設(shè)定值以一定速率降至目標(biāo)煤量對用值,配合鍋爐快速降負(fù)荷,輔助汽包水位控制。

        3.5 燃油系統(tǒng)控制

        為減小RB 動作跳磨對爐膛燃燒的擾動幅度,增加RB 動作觸發(fā)燃油點火程控起動,先投入1、3號點火油槍,RB 動作延時5s 后再投入2、4 號點火油槍。同時,增加RB 動作閉鎖燃油母管壓力偏差大切除自動條件。

        4 給水RB 邏輯試驗

        試驗前機(jī)組處于滿負(fù)荷爐跟機(jī)協(xié)調(diào)控制方式,給水、引風(fēng)、送風(fēng)、一次風(fēng)、制粉等主要控制系統(tǒng)均在自動控制方式,A、B、C、D 磨煤機(jī)運行。機(jī)組進(jìn)行汽動給水泵RB 試驗,小汽輪機(jī)在操作盤打閘,切除汽動給水泵,觸發(fā)給水泵RB,D 磨煤機(jī)跳閘,5s 后C 磨煤機(jī)跳閘,協(xié)調(diào)切至機(jī)跟隨滑壓方式。試驗曲線見圖2,主要參數(shù)統(tǒng)計見表1。

        圖2 汽動給水泵RB 機(jī)組主要參數(shù)曲線

        表1 汽動給水泵RB 機(jī)組主參數(shù)統(tǒng)計

        試驗結(jié)果分析總結(jié):汽動給水泵RB 動作后,實際負(fù)荷、主蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓、總風(fēng)量、汽包水位、一次風(fēng)壓及主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度等參數(shù)均在安全范圍內(nèi),且穩(wěn)定滑至目標(biāo)負(fù)荷降至要求參數(shù),試驗成功。

        5 結(jié)論

        通過機(jī)組額定工況下成功實現(xiàn)汽動給水泵RB功能,為機(jī)組穩(wěn)定運行提供了有力保證,并減少機(jī)組非計劃停運。通過事實證明300MW 亞臨界機(jī)組采用100%汽動給水泵和50%電動給水泵給水配置的方式是完全可行的,可以節(jié)約基建投資和減少日常維護(hù)工作量。

        [1] 胡雄輝.300MW 亞臨界機(jī)組100%容量汽泵RB 試驗研究[J].湖南電力,2008,28(5): 14-16.

        [3] 高春雨,周倩,楊尚.亞臨界300MW 機(jī)組RB 控制策略優(yōu)化[J].熱力發(fā)電,2013,42(9): 121-124.

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