趙大偉 徐言賓

摘 要：介紹了三河電廠升級改造以后主要輔機(jī)故障減負(fù)荷（RB功能）的邏輯優(yōu)化及試驗(yàn)過程，在原三菱RB控制策略的基礎(chǔ)上，對切磨時間間隔、燃料主控切定值控制、大機(jī)調(diào)門閉鎖增、減溫水超馳關(guān)、爐膛壓力閉鎖送引風(fēng)機(jī)邏輯等進(jìn)行細(xì)致優(yōu)化，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了協(xié)調(diào)系統(tǒng)及其他自動系統(tǒng)工作的性能，以及在輔機(jī)故障跳閘后的抗干擾能力，同時通過RB試驗(yàn)對相關(guān)回路進(jìn)行逐步的調(diào)整和優(yōu)化，使控制系統(tǒng)在最佳的工況下運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全程負(fù)荷自動控制。

關(guān)鍵詞：三河發(fā)電廠 亞臨界 300MW汽包鍋爐 RB

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（b）-0075-02

1 機(jī)組快速甩負(fù)荷的含義

RB（run back）是機(jī)組分散控制系統(tǒng)（DCS）中的一種功能，即RB功能是一種機(jī)組工況突變的控制功能，當(dāng)機(jī)組某寫重要輔機(jī)跳閘時，使鍋爐等有關(guān)設(shè)備，不能維持較高負(fù)荷運(yùn)行時，根據(jù)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)RB 邏輯功能，快速將機(jī)組負(fù)荷降至規(guī)定負(fù)荷，并且保持機(jī)組運(yùn)行參數(shù)在安全穩(wěn)定范圍內(nèi)，避免造成設(shè)備損壞或使機(jī)組故障停運(yùn)。RB功能是機(jī)組實(shí)現(xiàn)單元機(jī)組集中控制，提高自動化水平的標(biāo)志，是減少人為操作錯誤，造成機(jī)組停運(yùn)的技術(shù)保障，對大機(jī)組集中控制保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有安全穩(wěn)定的重要作用。

2 設(shè)備及系統(tǒng)概述

三河發(fā)電有限責(zé)任公司#1鍋爐由日本三菱重工神戶造船所廠制造，型號為MB-FRR，最大出力：1175t/h；最大壓力：20MPag；蒸汽溫度：541℃。鍋爐為亞臨界控制循環(huán)燃煤汽包鍋爐，一次中間再熱、單爐膛、切圓燃燒、鋼架全懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置、固態(tài)排渣。鍋爐汽包采用帶內(nèi)襯套的雙層結(jié)構(gòu)，鍋爐水冷壁采用氣密式焊接結(jié)構(gòu)，直接吸收輻射熱的水冷壁管采用內(nèi)螺紋管。鍋爐裝有三臺無軸封水浸式電動爐水循環(huán)泵，兩臺三分倉空氣預(yù)熱器。通風(fēng)方式為平衡通風(fēng)，兩臺雙速雙吸離心式引風(fēng)機(jī)、兩臺動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)、兩臺雙級動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)。每臺爐設(shè)置16只低NOX燃燒器，四角布置，分級配風(fēng)，切圓燃燒。四臺雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)、八臺電子稱重式皮帶給煤機(jī)。鍋爐采用高能點(diǎn)火器、油槍、煤粉燃燒器兩級點(diǎn)火方式。共八只油槍，兩層布置。2009年完成1號爐微油點(diǎn)火改造。

#1機(jī)型汽輪機(jī)為三菱公司制造；電廠#1機(jī)組汽輪機(jī)額度出力為350MW，共設(shè)高、中壓調(diào)節(jié)門，主汽門共10個，其中高壓主汽門2個，高壓調(diào)節(jié)閥4個，中壓調(diào)節(jié)閥2個全都采用連續(xù)型控制，控制閥采用一拖二控制方式，中壓主汽門2個采用兩位型控制。每個閥門采用單獨(dú)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動。

過熱蒸汽溫度采用二級噴水減溫調(diào)節(jié)。再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用擺動式燃燒器，在再熱器入口的再熱汽管道上設(shè)有噴水減溫器，作為事故備用。當(dāng)燃用設(shè)計煤種時，鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷為30%BMCR。

DCS采用美國MCS公司的MAX分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)DAS、MCS、BMS、SCS控制功能。系統(tǒng)主要由三大部分組成：MAXSTATION工作站、數(shù)據(jù)采集和控制機(jī)柜、高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。

3 RB功能邏輯設(shè)計

RB邏輯主要包括以下幾個公用部分及相關(guān)子系統(tǒng)的邏輯，公用邏輯有RB激活、目標(biāo)負(fù)荷產(chǎn)生、協(xié)調(diào)方式切換邏輯、切粉邏輯、RB結(jié)束等邏輯。

3.1 RB啟動及邏輯復(fù)位邏輯

在負(fù)荷大于200MW且在操作員協(xié)調(diào)畫面RB投入允許的情況下，任一送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、汽動給水泵（且電泵未連啟）跳閘，觸發(fā)RB。RB具有自動恢復(fù)邏輯，在機(jī)組鍋爐負(fù)荷小于185MW（延時s）且主汽壓力偏差小于0.3（延時s）或RB觸發(fā)條件消失后，RB自動復(fù)位。

3.2 RB動作后各子系統(tǒng)的控制邏輯優(yōu)化

3.2.1 CCS系統(tǒng)

機(jī)組RB發(fā)生后，觸發(fā)RB動作報警，鍋爐主控BM切位手動運(yùn)行方式，燃料主控切為手動方式，總?cè)剂现噶顬?0，運(yùn)行兩臺磨的一次風(fēng)擋板指令各為40（速率限制后）。汽機(jī)式主控TM自動投入機(jī)跟隨（TF）模，自動投入滑壓模式，滑壓滑壓速率為0.15MPa/min。

RB觸發(fā)后，鍋爐負(fù)荷直線下降，汽溫下降較快，過熱器和再熱器減溫水調(diào)門超馳關(guān)6秒，PID處于自動方式。

為防止汽機(jī)調(diào)門波動最汽包水位、汽溫的影響，設(shè)計了汽機(jī)調(diào)門指令閉鎖增20s。氧量控制自動切為手動方式，二次風(fēng)箱差壓自動切位手動方式，非一次風(fēng)機(jī)RB時，關(guān)一次風(fēng)機(jī)動葉（8%）。在送、引風(fēng)機(jī)RB時，應(yīng)將故障風(fēng)機(jī)的動葉迅速關(guān)閉到0，利用平衡功能迅速打開另一側(cè)風(fēng)機(jī)動葉到相應(yīng)開度。

3.2.2 BMS系統(tǒng)

主要作用是根據(jù)機(jī)組的工況開完成燃料的投切，以達(dá)到快速降低鍋爐負(fù)荷的目的，使之與相應(yīng)的輔機(jī)能力相適應(yīng)。三河電廠配制4臺鋼球磨，RB切粉邏輯為：

①在多于三臺磨運(yùn)行時且A磨運(yùn)行時跳A磨。

②在4臺磨煤機(jī)運(yùn)行時，A、B磨跳閘的時間間隔為5s。

③A、B、C磨運(yùn)行時只跳A磨。

④為防止RB過程中一次風(fēng)壓過低觸發(fā)磨煤機(jī)跳閘，將一次風(fēng)壓低跳磨保護(hù)取消。

3.2.3 SCS系統(tǒng)

主要作用是保證在部分輔機(jī)故障的情況下，輔機(jī)所帶設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的處理，為保證送引風(fēng)機(jī)RB時爐膛壓力的穩(wěn)定，設(shè)計送、引風(fēng)機(jī)單側(cè)互跳，來保證爐膛風(fēng)量基本平衡。同時相關(guān)的出口、入口擋板要聯(lián)動關(guān)閉，完成風(fēng)道隔離和協(xié)調(diào)系統(tǒng)的信號增益平衡。

4 各輔機(jī)RB工況的試驗(yàn)情況及技術(shù)要點(diǎn)

在試驗(yàn)前，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及各分控制系統(tǒng)均經(jīng)過認(rèn)真調(diào)試，投入生產(chǎn)。自動投入率100%，各模擬量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)優(yōu)良，經(jīng)受了生產(chǎn)各種工況的檢驗(yàn)。

4.1 一次風(fēng)機(jī)RB

A、B、C、D磨運(yùn)行，進(jìn)行了12一次風(fēng)機(jī)的RB試驗(yàn)。運(yùn)行人員從就地手動跳閘11一次風(fēng)機(jī)，同時A磨跳閘，5s后B磨跳閘，機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式由DEB自動切至機(jī)跟隨方式，自動滑壓運(yùn)行，滑壓速率為0.15MPa/min，在整個過程中，一次風(fēng)壓最低5.1kap，穩(wěn)定后維持在6.2kap。爐膛壓力最低到-1260Pa，汽包水位最低-103mm，主汽溫最低517℃，再熱汽溫最低502℃，機(jī)組負(fù)荷最低166MW。

4.2 送、引風(fēng)機(jī)RB

實(shí)現(xiàn)送、引風(fēng)機(jī)的出發(fā)點(diǎn)是爐膛風(fēng)量平衡原理。前提是保證爐膛壓力保護(hù)不能動作。下面以引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)為例作簡要分析，試驗(yàn)過程中機(jī)組的主要參數(shù)的變化曲線如圖-2。

A、B、C、D磨運(yùn)行，運(yùn)行人員從就地手動跳閘12引風(fēng)機(jī)，12送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖跳閘，同時A磨跳閘，5s后B磨跳閘，機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式由DEB自動切至機(jī)跟隨方式，自動滑壓運(yùn)行，滑壓速率為0.15MPa/min，由于引風(fēng)機(jī)跳閘，使?fàn)t膛壓力減小，隨后由于同側(cè)的送風(fēng)機(jī)連鎖跳閘，入爐風(fēng)量減小，使?fàn)t膛負(fù)壓增大，主汽壓力、燃料量、風(fēng)量下降，機(jī)前壓力在汽機(jī)調(diào)門的控制下最終維持在14.1，主汽溫度維持在530℃，由于主汽壓力和主汽流量的波動造成汽包水位的波動。整個過程中，燃料量最終維持在91t/h，功率維持在185MW左右。

4.3 給水泵RB（無電泵聯(lián)啟）

給水泵RB基本的出發(fā)點(diǎn)是物質(zhì)平衡原理，及單泵最大出力時所保證的給水流量和鍋爐蒸發(fā)量之間的物質(zhì)平衡。該工況對汽包水位影響最大，也是最直接的。

A、B、C、D磨運(yùn)行，進(jìn)行了11小機(jī)的RB試驗(yàn)。運(yùn)行人員從就地手動跳閘11小機(jī)，A磨跳閘，5s后B磨跳閘，機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式由DEB自動切至機(jī)跟隨方式，自動切為定壓運(yùn)行，在整個過程中，汽包水位最低-188mm，給水流量最低580T/h，主汽溫最低513℃，再熱汽溫最低502℃。

5 結(jié)論

在以上各項(xiàng)試驗(yàn)中，機(jī)組始終處于協(xié)調(diào)運(yùn)行方式，所有RB工況無需運(yùn)行人員進(jìn)行任何干預(yù)，試驗(yàn)過程機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)均為達(dá)到保護(hù)動作值，達(dá)到了機(jī)組在輔機(jī)意外跳閘時自動安全快速減負(fù)荷的目的。為機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性提供了保障。

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