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        淺析某電廠四臺(tái)機(jī)組脫硫保護(hù)優(yōu)化

        2016-12-10 12:44:30溫建春
        關(guān)鍵詞:增壓風(fēng)機(jī)差壓導(dǎo)葉

        溫建春

        (南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司,河南 南陽(yáng) 473000)

        淺析某電廠四臺(tái)機(jī)組脫硫保護(hù)優(yōu)化

        溫建春

        (南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司,河南 南陽(yáng) 473000)

        本文主要通過(guò)對(duì)某電廠脫硫DCS控制系統(tǒng)并入主控系統(tǒng)過(guò)程中潛在和面臨的主要問(wèn)題的分析,提出相關(guān)的DCS保護(hù)邏輯優(yōu)化方案。進(jìn)而通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)、分析和實(shí)施,最終解決了這些影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行和主要設(shè)備異常狀態(tài)下影響機(jī)組接帶負(fù)荷能力的問(wèn)題,保證了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行,使系統(tǒng)處于良好穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

        脫硫系統(tǒng);DCS系統(tǒng);增壓風(fēng)機(jī);負(fù)荷

        伴隨著我國(guó)火力發(fā)電企業(yè)環(huán)境保護(hù)達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高,火力發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)逐漸融入機(jī)組的主控系統(tǒng)。其主要設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接與機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和接帶負(fù)荷能力掛鉤,重要程度不言而喻。這對(duì)該系統(tǒng)各主要設(shè)備的相關(guān)控制保護(hù)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

        一、現(xiàn)狀調(diào)查和問(wèn)題分析

        1.系統(tǒng)現(xiàn)狀

        某電廠四臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)2007年開(kāi)始建設(shè),2008年投入運(yùn)行,采用一爐一塔石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。

        每臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)煙道上均設(shè)有擋板系統(tǒng),包括原煙氣擋板,凈煙氣擋板和旁路煙氣擋板。在正常運(yùn)行時(shí),F(xiàn)GD進(jìn)、出口擋板開(kāi)啟,旁路擋板關(guān)閉。在故障情況下,開(kāi)啟煙氣旁路擋板門(mén),關(guān)閉FGD進(jìn)、出口擋板,煙氣通過(guò)旁路煙道繞過(guò)FGD系統(tǒng)直接排到煙囪。

        隨著環(huán)保要求的逐步提高,某廠適時(shí)取消了脫硫系統(tǒng)的旁路擋板。

        2.問(wèn)題分析

        (1)主機(jī)組安全運(yùn)行問(wèn)題

        脫硫系統(tǒng)跳閘,主機(jī)系統(tǒng)是否聯(lián)鎖跳閘,各方意見(jiàn)不一。

        (2)脫硫系統(tǒng)安全運(yùn)行問(wèn)題

        脫硫系統(tǒng)以前的安全保護(hù)設(shè)計(jì)已不能滿足要求,需要重新設(shè)計(jì)并升級(jí)。

        二、對(duì)策制定

        1.針對(duì)主機(jī)的安全運(yùn)行問(wèn)題,有兩種方案:

        A.脫硫跳閘,主機(jī)組聯(lián)鎖跳閘;

        B.脫硫跳閘,主機(jī)組RB動(dòng)作。

        方案A:在脫硫系統(tǒng)跳閘后,主機(jī)組聯(lián)鎖跳閘。在安全性上比較穩(wěn)妥,但必須考慮到,主機(jī)組跳閘,對(duì)于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性影響較大,故作為后備方案。

        方案B:可以使運(yùn)行人員針對(duì)具體的故障原因,必要的判斷和反應(yīng)時(shí)間,是我們可以優(yōu)先考慮的方案。但此方案由于牽扯設(shè)備太多(包括增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、脫硫煙道內(nèi)襯;引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、給煤機(jī)、油槍系統(tǒng)、給水泵等等主輔設(shè)備),系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,技術(shù)難度較高,改造的技術(shù)要求全面而龐雜。針對(duì)該方案,技術(shù)人員首先詳細(xì)討論、分析了工藝、設(shè)備的相關(guān)參數(shù),理論上具有可行性。同時(shí)考慮到機(jī)組的安全性,改造后必須進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),最終確認(rèn)是否可行。該方案充分考慮到機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性,故作為優(yōu)選方案。

        2.針對(duì)新的脫硫系統(tǒng)安全運(yùn)行要求,優(yōu)化方案如下:

        (1)FGD保護(hù)相關(guān)邏輯全部取消,改報(bào)警。

        (2)增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)相關(guān)邏輯進(jìn)保留油站重故障保護(hù),其他全部取消,改報(bào)警。

        三、對(duì)策實(shí)施

        1.脫硫跳閘后主機(jī)RB動(dòng)作,確定了兩大步試驗(yàn)方案:

        1.1預(yù)備性試驗(yàn)

        (1)增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn),機(jī)組最大出力。

        (2)增壓風(fēng)機(jī)帶負(fù)荷啟動(dòng)試驗(yàn)。

        (3)增壓風(fēng)機(jī)跳閘試驗(yàn)。

        1.2RB試驗(yàn)

        90%負(fù)荷以上增壓風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)。

        2.在對(duì)相關(guān)控制邏輯進(jìn)行充分討論和研究后,進(jìn)行了控制邏輯和相關(guān)保護(hù)的大范圍修改。相關(guān)邏輯修改完成后,進(jìn)入試驗(yàn)階段。

        3.試驗(yàn)過(guò)程

        3.1增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn),機(jī)組最大出力試驗(yàn)

        (a)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        機(jī)組冷態(tài)運(yùn)行,兩臺(tái)送風(fēng)機(jī),兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī),兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)均運(yùn)行,增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)。引風(fēng)機(jī)在自動(dòng)方式運(yùn)行,逐漸增加送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)送風(fēng)量,使引風(fēng)機(jī)接近最大出力。

        (1)檢查鍋爐相關(guān)系統(tǒng)具備正常啟動(dòng)運(yùn)行條件。撈渣機(jī)水封已建立正常,投入火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)、鍋爐輸灰系統(tǒng)、省煤器輸灰系統(tǒng)、脫硫漿液循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行、增壓風(fēng)機(jī)油站運(yùn)行、增壓風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

        (2)檢查脫硫通道(增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度100%)及鍋爐煙風(fēng)通道建立正常,啟動(dòng)鍋爐A側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行,檢查各部參數(shù)正常,引風(fēng)機(jī)靜葉投自動(dòng),手動(dòng)增加送風(fēng)機(jī)動(dòng)調(diào)至20%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (3)啟動(dòng)鍋爐B側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行,檢查各部參數(shù)正常,并入引風(fēng)機(jī)后靜葉投自動(dòng),手動(dòng)增加送風(fēng)機(jī)動(dòng)調(diào)至20%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (4)手動(dòng)增加A、B送風(fēng)機(jī)動(dòng)調(diào)至30%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (5)手動(dòng)增加A、B送風(fēng)機(jī)動(dòng)調(diào)至40%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        逐漸增加送風(fēng)量,使煙氣量達(dá)到最大,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (b)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及改進(jìn)措施

        由于冷態(tài)運(yùn)行與熱態(tài)有較大的差別,冷態(tài)時(shí)阻力很小,故冷態(tài)數(shù)據(jù)只能作為參考。熱態(tài)試驗(yàn)具體試驗(yàn)方法如下。

        機(jī)組在負(fù)荷400MW時(shí),引風(fēng)自動(dòng)方式運(yùn)行,記錄增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出差壓和引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓,增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉逐漸關(guān)小,引風(fēng)自動(dòng)開(kāi)大,直到引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓等于試驗(yàn)前增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出差壓與引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓之和。

        如果引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓等于試驗(yàn)前增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出差壓與引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓之和時(shí),引風(fēng)機(jī)還未達(dá)到最大出力,可以通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口壓差和引風(fēng)機(jī)余量適當(dāng)增加發(fā)電功率得到增壓風(fēng)機(jī)RB最大出力;否則引風(fēng)機(jī)已達(dá)到最大出力且引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓小于試驗(yàn)前增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出差壓與引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓之和時(shí),則減小發(fā)電功率使引風(fēng)機(jī)接近最大出力且引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓等于試驗(yàn)前增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出差壓與引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口差壓之和,

        3.2增壓風(fēng)機(jī)帶負(fù)荷啟動(dòng)試驗(yàn)

        (a)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        機(jī)組冷態(tài)運(yùn)行時(shí),兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)運(yùn)行,兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)作,兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行,增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)。

        調(diào)整增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度,觀察增壓風(fēng)機(jī)入口壓力。

        (1)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度由100%調(diào)至90%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (2)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度調(diào)至80%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (3)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度調(diào)至70%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (4)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度調(diào)至60%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (5)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度調(diào)至50%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (6)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度調(diào)至40%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (7)手動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度調(diào)至30%,記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

        (b)啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī),觀察增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流和爐膛壓力。

        (1)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度30%,啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī),記錄相關(guān)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)表略。

        (c)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及改進(jìn)措施

        為了防止6kV電機(jī)頻繁啟動(dòng),在送風(fēng)量接近60%負(fù)荷,增壓風(fēng)機(jī)開(kāi)度在30%時(shí),增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)成功。在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)此數(shù)據(jù)只能作為參考,由于熱態(tài)時(shí)煙氣密度較小,在同樣開(kāi)度啟動(dòng)電流可能有所降低。

        3.3增壓風(fēng)機(jī)跳閘試驗(yàn)

        (a)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        機(jī)組冷態(tài)運(yùn)行,總風(fēng)量約為90%負(fù)荷對(duì)應(yīng)的風(fēng)量,將增壓風(fēng)機(jī)跳閘,觀察增壓風(fēng)機(jī)對(duì)爐膛壓力、總風(fēng)量等參數(shù)的影響,記錄相關(guān)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)表略。

        (b)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及改進(jìn)措施

        在增壓風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)引風(fēng)機(jī)開(kāi)度超馳到當(dāng)時(shí)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的開(kāi)度,是否開(kāi)到最大或者在原基礎(chǔ)上增加多少?zèng)]有具體數(shù)據(jù),故試驗(yàn)后修改為增壓風(fēng)機(jī)跳閘后將引風(fēng)機(jī)開(kāi)度增加4%,增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)引風(fēng)機(jī)開(kāi)度減少4%,此回路作為粗調(diào),爐膛壓力控制PID作為細(xì)調(diào),保證爐膛壓力在正常波動(dòng)范圍。

        4.進(jìn)一步的改進(jìn)措施

        4.1RB發(fā)生后運(yùn)行人員監(jiān)控注意事項(xiàng)

        (1)密切監(jiān)視爐膛壓力變化,避免出現(xiàn)發(fā)散振蕩和大幅度波動(dòng),出現(xiàn)這些情況要及時(shí)手動(dòng)調(diào)整。

        (2)密切監(jiān)視引風(fēng)機(jī)出口、增壓風(fēng)機(jī)入口壓力,試驗(yàn)時(shí)最大達(dá)到2.5kPa,當(dāng)出現(xiàn)壓力較大超出報(bào)警值后及時(shí)手動(dòng)干預(yù),防止煙道撕裂。

        (3)密切監(jiān)視引風(fēng)機(jī)出力,如果達(dá)到最大值并且長(zhǎng)時(shí)間爐膛壓力大于200Pa,就要及時(shí)手動(dòng)調(diào)整,減少給煤量,降低負(fù)荷。

        (4)注意避免發(fā)生風(fēng)機(jī)喘振。

        (5)注意監(jiān)視中間點(diǎn)溫度、主汽溫度、再熱汽溫,以及除氧器、高加、低加、凝汽器的水位。

        4.2邏輯修改

        (1)增加增壓風(fēng)機(jī)跳閘觸發(fā)RB邏輯,RB目標(biāo)值360MW。

        (2)設(shè)增壓風(fēng)機(jī)RB切磨數(shù)量選擇開(kāi)關(guān)。

        (3)增加增壓風(fēng)機(jī)跳閘超馳送風(fēng)動(dòng)葉開(kāi)度邏輯,超馳到22%開(kāi)度與送風(fēng)機(jī)指令選小值。

        (4)增加增壓風(fēng)機(jī)帶負(fù)荷啟動(dòng)時(shí),減小引風(fēng)調(diào)節(jié)一定開(kāi)度(5%)邏輯;增壓風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)增加引風(fēng)調(diào)節(jié)一定開(kāi)度(5%)。

        (5)增加送風(fēng)引風(fēng)調(diào)節(jié)抗積分飽和邏輯。

        (6)增壓風(fēng)機(jī)停止,超馳增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉全開(kāi)。

        (7)修改增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度小于42%允許啟動(dòng)。

        四、效果檢查與驗(yàn)證

        通過(guò)試驗(yàn),主要檢驗(yàn)了系統(tǒng)的控制功能、邏輯、時(shí)序等設(shè)計(jì)的合理性及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可靠性及特性。試驗(yàn)過(guò)程中,先后進(jìn)行了3項(xiàng)冷態(tài)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后機(jī)組各主要參數(shù)都維持在正常范圍內(nèi),滿足機(jī)組正常運(yùn)行要求,試驗(yàn)取得了成功。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,在機(jī)組運(yùn)行時(shí)增壓風(fēng)機(jī)RB功能可以投入。

        隨后,我們分別在其他機(jī)組進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),試驗(yàn)都非常成功。

        結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)實(shí)驗(yàn)和改造,完善了脫硫系統(tǒng)并入主控系統(tǒng)后的相關(guān)控制缺陷,進(jìn)一步保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,為我們以后的類似工作也提供了較為科學(xué)合理的解決方案。

        [1]集控運(yùn)行規(guī)程南陽(yáng)天益發(fā)電有限責(zé)任公司[Z].

        [2]電業(yè)安全工作規(guī)程(熱力和機(jī)械部分)[S].

        [3]李鱗章,霍耀光.熱工自動(dòng)化600MW火力發(fā)電機(jī)組培訓(xùn)教材第2版[M].北京:中國(guó)電力出版社,2006.

        TU823

        A

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