朱永峰

（大唐臨清熱電有限公司，山東 臨清 252600）

0 引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力設(shè)備制造水平得到不斷提升，設(shè)備在機(jī)組各種工況下的可靠性和安全性也得到大幅度的提高。為達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本和減少能源浪費(fèi)的目的，單輔機(jī)配置的機(jī)組在國(guó)內(nèi)外已逐步出現(xiàn)。目前配置一臺(tái)引風(fēng)機(jī)、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)、一臺(tái)空預(yù)器的機(jī)組在單輔機(jī)應(yīng)用中占絕大多數(shù)，但配置兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)、一臺(tái)空預(yù)器的機(jī)組俗稱“兩引一送”單輔機(jī)配置的較為少見(jiàn)。某電廠兩臺(tái)350 MW機(jī)組采用此種機(jī)型，目前已投產(chǎn)運(yùn)行，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值［1］。

RB功能是指當(dāng)運(yùn)行中的機(jī)組主要輔機(jī)故障跳閘后，機(jī)組實(shí)際出力大于任一主要輔機(jī)的允許出力時(shí)，自動(dòng)將機(jī)組當(dāng)前負(fù)荷快速減到運(yùn)行輔機(jī)所能承受的目標(biāo)負(fù)荷，并且保證機(jī)組各參數(shù)在允許的范圍內(nèi)變化。針對(duì)“兩引一送”這一機(jī)型的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了磨煤機(jī)RB和引風(fēng)機(jī)RB。

1 RB控制策略概況

RB控制策略的合理設(shè)計(jì)和良好的控制性能可最大限度地保障機(jī)組安全，避免在不同工況下重要單輔機(jī)出現(xiàn)故障致使機(jī)組設(shè)備損壞，并且避免機(jī)組出現(xiàn)非停事故。由于“兩引一送”機(jī)型的特殊性，機(jī)組RB功能只設(shè)計(jì)了磨煤機(jī)RB和引風(fēng)機(jī)RB［2］。

機(jī)組在進(jìn)行RB試驗(yàn)前應(yīng)具備如下條件：CCS的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)、除氧器水位控制系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)、送風(fēng)控制系統(tǒng)、主燃料控制系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)、過(guò)熱器溫度控制系統(tǒng)、再熱器溫度控制系統(tǒng)、熱井水位控制系統(tǒng)，已經(jīng)運(yùn)行12 h以上。DEH在協(xié)調(diào)控制方式下運(yùn)行正常。且FSSS聯(lián)鎖試驗(yàn)，ETS聯(lián)鎖試驗(yàn)，機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)，機(jī)、爐、電大聯(lián)鎖試驗(yàn)均已成功。保證機(jī)組主要保護(hù)投入，鍋爐聯(lián)鎖和制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖以及風(fēng)機(jī)和其擋板的聯(lián)鎖動(dòng)作正常，主、輔機(jī)設(shè)備均無(wú)重大缺陷［3］。

2 磨煤機(jī)RB控制策略及試驗(yàn)過(guò)程

2.1 控制策略

當(dāng)負(fù)荷大于272.5 MW時(shí)且RB動(dòng)作請(qǐng)求發(fā)出（磨煤機(jī)4跳1），則目標(biāo)負(fù)荷為75%（262.5 MW）。負(fù)荷大于185MW時(shí)，RB動(dòng)作請(qǐng)求發(fā)出（磨煤機(jī)3跳1），則目標(biāo)負(fù)荷為50%（175 MW）。負(fù)荷大于97.5 MW時(shí)，RB動(dòng)作請(qǐng)求發(fā)出（磨煤機(jī)2跳1），則目標(biāo)負(fù)荷為25%（87.5 MW）。磨煤機(jī) RB 邏輯關(guān)系如圖 1所示［4］。

圖1 磨煤機(jī)RB控制策略邏輯關(guān)系

以D磨煤機(jī)故障跳閘為例，D磨煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)消失后延時(shí)3 s，D磨煤機(jī)停止信號(hào)，D磨煤機(jī)因故障緊急停止信號(hào)，D給煤機(jī)給煤量大于10 t／h信號(hào)消失延時(shí)5 s，4個(gè)條件相與后發(fā)出磨煤機(jī)RB請(qǐng)求，且RB請(qǐng)求信號(hào)30 s后磨煤機(jī)RB復(fù)位。邏輯關(guān)系如圖2所示。

磨煤機(jī)RB動(dòng)作過(guò)程為CCS將控制方式由協(xié)調(diào)方式自動(dòng)轉(zhuǎn)入TF方式，切到滑壓方式，中止AGC方式。汽機(jī)主控在自動(dòng)，燃料主控在自動(dòng)。BID輸出負(fù)荷指令至磨煤機(jī)RB目標(biāo)負(fù)荷，并以此作為送風(fēng)、給水、燃料率指令。根據(jù)瞬時(shí)跳閘磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)關(guān)小一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉到一定開(kāi)度［5－6］。

圖2 D磨煤機(jī)故障跳閘后RB邏輯關(guān)系

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

該電廠1＃機(jī)組于2016年12月12日進(jìn)行了磨煤機(jī)RB試驗(yàn)，試驗(yàn)前所有輔機(jī)運(yùn)行正常，鍋爐聯(lián)鎖和制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖以及風(fēng)機(jī)擋板聯(lián)鎖均已投入。12月12日23∶43，熱工人員強(qiáng)制D磨煤機(jī)跳閘條件，磨煤機(jī)RB信號(hào)發(fā)出，動(dòng)作正常。

在此過(guò)程中，機(jī)組各個(gè)主要參數(shù)變化趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 磨煤機(jī)RB機(jī)組主要參數(shù)變化趨勢(shì)

由圖3曲線可得到機(jī)組主要參數(shù)在磨煤機(jī)RB前后變化情況如表1所示。

2.3 試驗(yàn)分析

磨煤機(jī)RB試驗(yàn)中，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行影響最大的參數(shù)：爐膛壓力、主汽溫度、主汽壓力、給水流量和負(fù)荷的變化速度。試驗(yàn)過(guò)程中為防止鍋爐缺水，應(yīng)做好負(fù)荷協(xié)調(diào)和主汽壓力變化的關(guān)系，保障給水泵的上水能力。本試驗(yàn)中，爐膛壓力變化，遠(yuǎn)低于機(jī)組安全保護(hù)定值。由于機(jī)組一次風(fēng)機(jī)為軸流式風(fēng)機(jī)，要防止在磨煤機(jī)跳閘后，一次風(fēng)壓過(guò)高導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失速［7］。試驗(yàn)中主要控制系統(tǒng)工作正常，其他主要參數(shù)也都在安全范圍內(nèi)?？梢?jiàn)，在磨煤機(jī)跳閘時(shí)，本機(jī)組的RB功能能夠保證機(jī)組安全運(yùn)行［8］。

3 引風(fēng)機(jī)RB控制策略及試驗(yàn)

3.1 控制策略

機(jī)組負(fù)荷大于202.5 MW時(shí)，且引風(fēng)機(jī)A、引風(fēng)機(jī)B運(yùn)行，單臺(tái)引風(fēng)機(jī)因故障跳閘則發(fā)生引風(fēng)機(jī)RB請(qǐng)求信號(hào)，目標(biāo)負(fù)荷為192.5 MW。引風(fēng)機(jī)RB邏輯關(guān)系如圖4所示。

圖4 引風(fēng)機(jī)RB邏輯關(guān)系

當(dāng)引風(fēng)機(jī)RB請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)切換到汽機(jī)跟隨方式，由汽輪機(jī)控制主汽壓力。汽機(jī)主控自動(dòng)，鍋爐子系統(tǒng)控制站自動(dòng)。鍋爐主控輸出減負(fù)荷到192.5 MW，并以此作為送風(fēng)量、給水和燃燒率信號(hào)。FSSS按預(yù)定邏輯完成切磨、投等離子工作。保留3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，切磨順序?yàn)椋合惹蠩磨，延時(shí)12 s切D磨；自動(dòng)投入A、B層等離子，A層按照1-3-2-4的順序，間隔時(shí)間為10 s，B層按照2-4-1-3的順序，間隔時(shí)間為10 s。前提是A、B層等離子對(duì)應(yīng)角的磨煤機(jī)分離器出口快關(guān)門處于打開(kāi)狀態(tài)［9］。

另外，引風(fēng)機(jī)RB信號(hào)發(fā)生時(shí)直接給送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉增加相應(yīng)的前饋量，保證送風(fēng)機(jī)的出力和引風(fēng)機(jī)的出力更合理的匹配［10－11］。

3.2 試驗(yàn)過(guò)程

該電廠1＃機(jī)組于2017年06月11日進(jìn)行了RB試驗(yàn)，試驗(yàn)前所有輔機(jī)運(yùn)行正常，鍋爐聯(lián)鎖和制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖以及風(fēng)機(jī)擋板聯(lián)鎖均已投入。

引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)前機(jī)組工況如下：機(jī)組負(fù)荷為315.0 MW，控制方式為協(xié)調(diào)控制方式，制粉系統(tǒng)投入B層、C層、D層、E層，機(jī)前壓力為22.02 MPa。

06月11日23∶47，運(yùn)行人員就地按事故按鈕跳閘B引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)RB信號(hào)發(fā)出，動(dòng)作正常。在此過(guò)程中，機(jī)組各個(gè)主要參數(shù)變化值見(jiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，機(jī)組各主要參數(shù)的變化趨勢(shì)如圖5所示。

圖5 引風(fēng)機(jī)RB機(jī)組主要參數(shù)變化趨勢(shì)

由圖5曲線可得到機(jī)組主要參數(shù)在磨煤機(jī)RB前后變化情況如表2所示。

表2 引風(fēng)機(jī)RB前后機(jī)組主要參數(shù)變化

3.3 試驗(yàn)分析

引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)中，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行影響最大的參數(shù)是爐膛壓力，其次是主汽溫度、主汽壓力、給水流量和負(fù)荷的變化速度。由于該電廠1#機(jī)組采用的是一臺(tái)送風(fēng)機(jī)兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)，所以當(dāng)兩臺(tái)運(yùn)行的引風(fēng)機(jī)中的一臺(tái)出現(xiàn)跳閘時(shí)一定要匹配好運(yùn)行引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉和送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉在不同負(fù)荷的關(guān)系，在高低負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)的余量不同從而引起在高低負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作過(guò)程中對(duì)爐膛負(fù)壓的影響不同。

在本次315 MW引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)中，引風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作后爐膛出現(xiàn)812 Pa的正壓，但很快隨著鍋爐負(fù)荷的降低，爐膛壓力也隨之恢復(fù)至正常值。在整個(gè)過(guò)程中機(jī)組處于安全運(yùn)行，爐膛負(fù)壓值也遠(yuǎn)低于鍋爐跳閘值。另外在試驗(yàn)中，要設(shè)計(jì)好主汽壓力的變化速度，做到主汽壓力和負(fù)荷協(xié)調(diào)變化，防止主汽壓力變化太慢，而負(fù)荷變化太快，影響給水泵的上水能力，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐缺水。由于機(jī)組一次風(fēng)機(jī)為軸流式風(fēng)機(jī)，要防止在磨煤機(jī)跳閘后，一次風(fēng)壓過(guò)高導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失速。試驗(yàn)中主要控制系統(tǒng)工作正常，其他主要參數(shù)也都在安全范圍內(nèi)?？梢?jiàn)，在一臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，本機(jī)組的RB功能能夠保證機(jī)組安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)磨煤機(jī)RB和引風(fēng)機(jī)RB動(dòng)態(tài)試驗(yàn)證明，該電廠1＃機(jī)組RB系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)合理、功能完善、動(dòng)作正確，符合機(jī)組實(shí)際。機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)邏輯正確，參數(shù)合理，能夠經(jīng)受住工況劇烈變化的考驗(yàn)，爐膛壓力控制和一次風(fēng)壓力控制都較成功。該機(jī)組RB功能能夠保證機(jī)組在磨煤機(jī)跳閘和單臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘下安全運(yùn)行。

［1］張建國(guó)，張雷，朱傳鵬.某350 MW供熱機(jī)組單輔機(jī)配置控制可靠性研究及應(yīng)用［J］.國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，19（4）：55-59.

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［8］李麗君，韓建英，陳兵兵.鍋爐單列輔機(jī)配置對(duì)機(jī)組運(yùn)行可靠性研究［J］.電站系統(tǒng)工程，2015，31（3）：37-40.

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［10］王付生.電廠熱工自動(dòng)控制與保護(hù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.

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