葉福南，莊 偉

(1.廣東省能源集團有限公司 廣東珠海電廠，廣東珠海 519050；2.上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，上海 200240)

風(fēng)煙系統(tǒng)是火力發(fā)電廠主要系統(tǒng)之一，其中涉及的風(fēng)機、閥門等設(shè)備較多，啟停過程包含大量操作。風(fēng)煙系統(tǒng)全自動啟動控制方案以順序控制為依托，結(jié)合模擬量調(diào)節(jié)回路、設(shè)備控制模式的自動投切及置值等回路的穿插運用，從而實現(xiàn)啟停機組過程中風(fēng)煙系統(tǒng)的全程自動。運行人員只需點擊風(fēng)煙系統(tǒng)啟動操作面板，程序?qū)⒆詣油瓿蓡蝹?cè)風(fēng)煙系統(tǒng)啟動到第二臺一次風(fēng)機啟動期間的所有操作，大大減輕了運行人員的操作強度。

1 系統(tǒng)概況

某電廠鍋爐采用平衡通風(fēng)方式，每臺鍋爐設(shè)有2臺三分倉容克式空氣預(yù)熱器、2臺動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機、2臺動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機和2臺動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機，為防止空氣預(yù)熱器低溫腐蝕，每臺送風(fēng)機和一次風(fēng)機出口處各裝有1臺蒸汽暖風(fēng)器。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)工況下，空氣預(yù)熱器一次風(fēng)壓降為0.735 kPa，空氣預(yù)熱器二次風(fēng)壓降為0.956 kPa，爐膛到空氣預(yù)熱器出口壓降為2.867 kPa。鍋爐設(shè)計煤種為準(zhǔn)格爾礦煤，校核煤種為內(nèi)蒙古納林廟東勝煤，采用中速磨煤機冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器采用四角布置切向燃燒方式。燃燒器共設(shè)置6層煤粉噴嘴，鍋爐配置6臺ZGM123G中速磨煤機，每臺磨煤機的出口由4根煤粉管接至爐膛四角的同一層煤粉噴嘴，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(MCR)和鍋爐額定蒸發(fā)量(ECR)負荷時均投5層，另1層備用。主燃區(qū)燃燒器共有二次風(fēng)擋板14組，均由電動執(zhí)行器單獨操作，同時配備7層分離燃盡風(fēng)(SOFA)風(fēng)門以降低爐膛出口的NOx排放量。風(fēng)煙全程控制涉及的主要設(shè)備包括2臺空氣預(yù)熱器及相應(yīng)的擋板，六大風(fēng)機本體及其油站、風(fēng)煙擋板系統(tǒng)，56個二次風(fēng)擋板，24個SOFA風(fēng)門。

2 方案組成

風(fēng)煙系統(tǒng)全自動啟動控制方案包括單側(cè)送、引風(fēng)機啟動功能組，第一臺一次風(fēng)機啟動功能組，第二套送、引風(fēng)機啟動功能組，第二臺一次風(fēng)機啟動功能組。

2.1 單側(cè)送、引風(fēng)機啟動控制策略

2.1.1 單側(cè)風(fēng)煙啟動功能組設(shè)計流程

單側(cè)風(fēng)煙啟動流程圖見圖1。單側(cè)風(fēng)煙啟動功能組主要包括：

(1)空氣預(yù)熱器子組啟動。

(2)風(fēng)煙通道建立(開2臺空氣預(yù)熱器出入口風(fēng)煙擋板，開2臺送風(fēng)機出口擋板，開2臺送風(fēng)機動葉，開56個二次風(fēng)擋板，開24個SOFA風(fēng)擋板)。

(3)引風(fēng)機子組啟動(啟動預(yù)選側(cè)引風(fēng)機的油站及軸冷風(fēng)機，開出口擋板，關(guān)入口擋板及動葉，啟動引風(fēng)機，開入口擋板，投動葉自動)。

(4)送風(fēng)機子組啟動(啟動預(yù)選側(cè)送風(fēng)機油站，關(guān)送風(fēng)機出口擋板及動葉，啟動送風(fēng)機，開送風(fēng)機出口門，關(guān)對側(cè)送風(fēng)機出口擋板及動葉，開送風(fēng)機聯(lián)絡(luò)門，送風(fēng)機動葉以5 %/min的速率開大直到鍋爐總風(fēng)質(zhì)量流量大于800 t/h，風(fēng)量投自動)。

圖1 單側(cè)風(fēng)煙啟動流程圖

2.1.2 爐膛負壓穩(wěn)定策略

根據(jù)工藝，首臺送風(fēng)機啟動前應(yīng)關(guān)閉出口擋板、送風(fēng)機動葉，此時整個爐膛只有1臺引風(fēng)機運行，容易造成爐膛負壓大幅波動[1]，為此專門設(shè)計1套送風(fēng)機動葉超馳開邏輯，即在送風(fēng)機出口門關(guān)反饋消失10 s后，提前以5 %/min的速率開大送風(fēng)機動葉，加入此程序后，可以有效改善爐膛負壓的控制品質(zhì)，具體邏輯見圖2。

圖2 送風(fēng)機動葉超馳開邏輯

2.1.3 爐膛負壓及風(fēng)量控制全程自動

根據(jù)程序設(shè)計，引風(fēng)機功能組啟動完畢，即投入爐膛負壓設(shè)定塊自動，設(shè)定值為-150 Pa，為此，筆者專門設(shè)計1套適用于機組啟動階段及低負荷運行的爐膛負壓控制程序及相應(yīng)的參數(shù)，具體邏輯見圖3。

為配合全程風(fēng)煙自動程序的實現(xiàn)，送風(fēng)機功能組啟動后，以5 %/min的速率逐漸開大送風(fēng)機動葉，直到鍋爐總風(fēng)質(zhì)量流量大于800 t/h，風(fēng)量投自動。

圖3 引風(fēng)機動葉變比例、積分邏輯圖

2.2 第一臺一次風(fēng)機啟動控制策略

在判斷磨煤機組通風(fēng)臺數(shù)≥2時，風(fēng)煙系統(tǒng)全程控制系統(tǒng)的上層邏輯將自動調(diào)用第一臺一次風(fēng)機啟動功能組。

2.2.1 第一臺一次風(fēng)機啟動功能組設(shè)計流程

第一臺一次風(fēng)機啟動流程見圖4。

圖4 第一臺一次風(fēng)機啟動流程圖

單側(cè)風(fēng)煙啟動功能組主要包括：

(1)密封風(fēng)機子組啟動。

(2)熱態(tài)則啟動通風(fēng)磨煤機對應(yīng)油槍投入，冷、溫態(tài)跳過此步驟。

(3)一次風(fēng)機子組啟動(啟動預(yù)選側(cè)一次風(fēng)機的油站，開出口冷風(fēng)擋板，關(guān)一次風(fēng)機出口擋板及動葉，啟動一次風(fēng)機，開出口擋板及聯(lián)絡(luò)擋板)。

(4)緩慢開大預(yù)選側(cè)一次風(fēng)機動葉，監(jiān)視預(yù)選側(cè)一次風(fēng)機電流、出口風(fēng)壓變化情況(0～3 kPa，間隔5 s，開大2%；3.0～5.5 kPa，間隔5 s，開大5%，若爐膛負壓高于300 Pa，則間隔10 s，開大3%)，直至空氣預(yù)熱器出口一次風(fēng)壓在5.5 kPa左右。

(5)投入預(yù)選側(cè)一次風(fēng)機動葉自動，設(shè)定一次風(fēng)壓為5.9 kPa。

(6)待一次風(fēng)壓調(diào)整穩(wěn)定后，投入通風(fēng)磨煤機熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板自動，設(shè)定磨煤機入口一次風(fēng)質(zhì)量流量為75 t/h，冷、溫態(tài)B磨煤機投暖風(fēng)器調(diào)節(jié)閥自動(熱態(tài)跳過此步驟)。

2.2.2 防止一次風(fēng)機喘振的程序設(shè)計

一次風(fēng)機啟動后，緩慢開大動葉的過程可能會造成風(fēng)機喘振，為此專門設(shè)計相應(yīng)的程序來避免此種情況(電流緩慢上升無突增，風(fēng)壓緩慢上升，監(jiān)視風(fēng)機任一振動值達6.3 mm/s；電動機線圈任一溫度大于120 ℃，電動機軸承任一溫度大于80 ℃或風(fēng)機軸承任一溫度大于85 ℃；喘振測點發(fā)喘振(PED)報警；以上任一報警觸發(fā)，停止該功能子組并發(fā)出報警)。

2.3 第二臺送、引風(fēng)機啟動控制策略

第二套送引風(fēng)、一次風(fēng)系統(tǒng)的啟動涉及并風(fēng)機的操作，操作強度和難度較大，電廠一般都會安排有經(jīng)驗的運行人員進行風(fēng)機的并退操作。為此，筆者專門設(shè)計1套風(fēng)機的并退回路及電流平衡回路，從而實現(xiàn)風(fēng)機并退的全程自動。機組并網(wǎng)前，在判斷鍋爐總風(fēng)質(zhì)量流量≥1 400 t/h時，風(fēng)煙系統(tǒng)全程控制系統(tǒng)的上層邏輯將自動調(diào)用第二套送、引風(fēng)機啟動功能組。

如表2，40例患者中有15例為TIA發(fā)作患者，29例梗塞患者，ASL灌注區(qū)與MRA血管狹窄一致患者為37例，不一致患者3例，一致率為92.5%，兩組數(shù)據(jù)對比差異具有一致性（P＞0.05）。

2.3.1 第二臺送、引風(fēng)機啟動功能組設(shè)計流程

第二臺送、引風(fēng)機啟動流程見圖5。

圖5 第二臺送、引風(fēng)機啟動流程圖

第二套送、引風(fēng)機啟動功能組包括：

(1)將運行切手動，并開大運行送風(fēng)機動葉3%，停止30 s，風(fēng)量控制置跟蹤位，循環(huán)執(zhí)行到引風(fēng)機動葉開度大于30%。

(2)將爐膛負壓設(shè)定值設(shè)為-50 Pa。

(3)啟動預(yù)選側(cè)引風(fēng)機啟動功能子組。

(4)并引風(fēng)機。

(5)啟動預(yù)選側(cè)送風(fēng)機啟動功能子組，并關(guān)閉聯(lián)絡(luò)風(fēng)門。

2.3.2 并引風(fēng)機程序設(shè)計

并引風(fēng)機采用以電流為基準(zhǔn)的設(shè)計理念，即開啟預(yù)選的引風(fēng)機動葉3%，停止30 s，循環(huán)進行，直至2臺引風(fēng)機電流偏差小于5 A，投入預(yù)選側(cè)引風(fēng)機動葉自動投入且設(shè)定爐膛負壓為-100 Pa。

2.3.3 并送風(fēng)機程序設(shè)計

并送風(fēng)機采用以電流為基準(zhǔn)的設(shè)計理念，即以當(dāng)前總風(fēng)量為基準(zhǔn)風(fēng)量，投正常運行送風(fēng)機自動，并逐步增大預(yù)選側(cè)送風(fēng)機動葉開度至電流差小于5 A，投預(yù)選側(cè)送風(fēng)機自動。風(fēng)量跟隨負荷曲線(投自動有最小風(fēng)量要求，當(dāng)前風(fēng)量小于最小風(fēng)量，當(dāng)投自動時，風(fēng)機可能會開大，所以閉鎖最小風(fēng)量要求)，并送、引風(fēng)機的程序設(shè)計見圖6。

圖6 并送、引風(fēng)機邏輯圖(以引風(fēng)機為例)

2.3.4 風(fēng)機電流平衡程序設(shè)計

電流平衡回路以2臺風(fēng)機的電流分別作為PID調(diào)節(jié)器的設(shè)定值和過程量，始終保持2臺風(fēng)機出力平衡，可以有效防止并風(fēng)機過程中待并風(fēng)機出力過大的現(xiàn)象(見圖7)。

圖7 送、引風(fēng)機電流自平衡邏輯圖(以引風(fēng)機為例)

2.4 第二臺一次風(fēng)機啟動控制策略

第二臺一次風(fēng)機啟動流程見圖8。第二臺一次風(fēng)機啟動功能組包括：

(1)確認(rèn)至少3臺磨煤機通風(fēng)(保證一次風(fēng)機始終處于安全工作區(qū)域)。

(2)啟動預(yù)選的一次風(fēng)機啟動功能組。

(3)關(guān)一次風(fēng)機聯(lián)絡(luò)擋板。

(4)投入正常運行的一次風(fēng)機動葉自動，保證一次風(fēng)機出口風(fēng)壓設(shè)定值為當(dāng)前值，一次風(fēng)壓按照設(shè)定好的壓力曲線調(diào)節(jié)。

(5)并一次風(fēng)機(開啟預(yù)選側(cè)一次風(fēng)機動葉3%，停止20 s，循環(huán)進行，監(jiān)視2臺一次風(fēng)機電流變化情況，并機過程中若爐膛負壓高于200 Pa，則將停止間隔的時間延長40 s，直至2臺一次風(fēng)機電流偏差小于5 A，投入預(yù)選側(cè)一次風(fēng)機動葉自動)。

圖8 第二臺一次風(fēng)機啟動流程圖

3 風(fēng)煙全程控制系統(tǒng)投用效果分析

圖9為單側(cè)送、引風(fēng)機啟動功能組的投用效果曲線。由圖9可以看出：采用單側(cè)風(fēng)煙啟動功能組啟動送、引風(fēng)機時，耗時≤10 min，整個單側(cè)風(fēng)煙啟動過程中爐膛負壓的波動范圍為±200 Pa。

圖9 單側(cè)風(fēng)煙啟動功能組投用效果

圖10為第一臺一次風(fēng)機啟動功能組的投用效果曲線。由圖10可以看出：采用第一臺一次風(fēng)機啟動功能組啟動一次風(fēng)機時，耗時≤9 min，整個單側(cè)風(fēng)煙啟動過程中爐膛負壓的波動范圍為±100 Pa。

圖10 第一臺一次風(fēng)機啟動功能組投用效果

圖11為第二套送、引風(fēng)機啟動功能組的投用效果曲線。從圖11可以看出：第二套送、引風(fēng)機啟動功能組的啟動耗時≤8 min，啟動風(fēng)機及并風(fēng)機的過程中爐膛負壓的波動范圍為±200 Pa，且無風(fēng)機出力過頭的現(xiàn)象。

圖11 第二套送、引風(fēng)機啟動功能組投用效果曲線

圖12是第二臺一次啟動功能組的投用效果曲線。從圖12可以看出：第二臺一次啟動功能組的啟動耗時≤6 min，啟動風(fēng)機及并風(fēng)機的過程中爐膛負壓的波動范圍為±200 Pa，一次風(fēng)壓基本無波動。

圖12 第二臺一次風(fēng)機啟動功能組投用效果曲線

4 結(jié)語

(1)風(fēng)煙全程控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的快速啟動，大大減輕運行人員的操作強度。

(2)風(fēng)煙全程控制系統(tǒng)中啟動過程中的2臺送、引風(fēng)機及一次風(fēng)機并退的程序設(shè)計簡單、安全可靠、投用效果良好。

(3)風(fēng)煙系統(tǒng)啟?？刂撇粌H可以實現(xiàn)機組冷態(tài)啟動過程對風(fēng)煙系統(tǒng)的全程，還可以實現(xiàn)機組熱態(tài)啟動時快速啟動風(fēng)煙系統(tǒng)的要求；同時針對風(fēng)煙系統(tǒng)啟動過程中的一些突發(fā)情況，如一次風(fēng)機喘振等，程序中還設(shè)置相應(yīng)的自動干預(yù)邏輯，確保設(shè)備安全。