吳利寧

（內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司，呼倫貝爾 021000）

輔機(jī)故障減負(fù)荷（Run Back，RB）是指當(dāng)機(jī)組發(fā)生部分主要輔機(jī)故障跳閘使機(jī)組最大理論出力低于當(dāng)前實(shí)際負(fù)荷時(shí)，機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)將機(jī)組負(fù)荷快速降到所有輔機(jī)實(shí)際所能達(dá)到的相應(yīng)出力，并能控制機(jī)組參數(shù)在允許范圍內(nèi)保持機(jī)組持續(xù)運(yùn)行。RB功能的實(shí)現(xiàn)為機(jī)組在高度自動(dòng)化運(yùn)行方式下的安全性提供了保障。

隨著超臨界機(jī)組投產(chǎn)的日益增多，機(jī)組的穩(wěn)定可靠會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全帶來(lái)較大影響。RB控制策略是否優(yōu)良，對(duì)機(jī)組處于事故狀態(tài)時(shí)的調(diào)節(jié)能力和處理故障能力具有重要作用，可有效減少對(duì)重要設(shè)備的損壞和非停次數(shù)，保證機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。本文通過(guò)對(duì)某600 MW超臨界火電機(jī)組開展RB控制策略分析，并根據(jù)Run Back試驗(yàn)驗(yàn)證了RB各項(xiàng)功能指標(biāo)是否完整可靠。

1 機(jī)組RB控制策略

1.1 機(jī)組概述

國(guó)家能源集團(tuán)某電廠2×600 MW機(jī)組鍋爐為褐煤超臨界鍋爐，鍋爐型號(hào)為HG1950/25.4—HM15型超臨界、單爐膛、一次中間再熱、墻式切圓燃燒、帶啟動(dòng)循環(huán)泵的變壓運(yùn)行直流鍋爐。汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。單元機(jī)組配置2臺(tái)送風(fēng)機(jī)、2臺(tái)引風(fēng)機(jī)、2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)，3臺(tái)35%MCR電動(dòng)給水泵和6臺(tái)直吹式中速磨煤機(jī)。DCS型號(hào)為L(zhǎng)N-2000。DEH型號(hào)為DEH-V數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。RB功能設(shè)計(jì)有送/引風(fēng)機(jī)RB、給水泵RB和一次風(fēng)機(jī)RB[1]。

1.2 機(jī)組RB控制策略

RB控制策略通過(guò)模擬量控制系統(tǒng)（Modulation Control System，MCS）和燃燒器管理系統(tǒng)（Furnace Safeguard Supervisory System，F(xiàn)SSS）合作實(shí)現(xiàn)此功能[2]。模擬量控制系統(tǒng)（MCS）包含機(jī)組最大出力計(jì)算、負(fù)荷指令變化率設(shè)定、協(xié)調(diào)控制方式切換、主汽壓力控制方式切換以及壓力變化率等RB控制回路，同時(shí)包括相應(yīng)輔機(jī)的快速控制，保證鍋爐不發(fā)生主燃料跳閘（Main Fuel Trip，MFT）。

1.3 RB投入條件

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于335 MW且協(xié)調(diào)投入時(shí)，2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生1臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘，觸發(fā)一次風(fēng)機(jī)RB；當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于360 MW且協(xié)調(diào)投入時(shí)，2臺(tái)送/引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生1臺(tái)送/引風(fēng)機(jī)跳閘，觸發(fā)送/引風(fēng)機(jī)RB；當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于460 MW且協(xié)調(diào)投入時(shí)，3臺(tái)給水泵運(yùn)行時(shí)發(fā)生1臺(tái)給水泵跳閘，觸發(fā)給水泵RB[3]。

1.4 RB動(dòng)作過(guò)程

機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中如果發(fā)生RB工況，將會(huì)執(zhí)行下列動(dòng)作[4]：

（1）CCS控制系統(tǒng)將由協(xié)調(diào)控制方式（或AGC控制方式）自動(dòng)切換到TF方式（汽機(jī)跟隨控制方式）；

（2）目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定跟蹤機(jī)組實(shí)際負(fù)荷；

（3）一次調(diào)頻退出；

（4）主汽壓設(shè)定值將瞬間跟蹤當(dāng)前壓力，RB方式壓力變化速率設(shè)為0.2 MPa·min-1；CCS側(cè)汽機(jī)主控自動(dòng)切換至TF方式，由汽機(jī)調(diào)門控制壓力等于設(shè)定壓力；

（5）主蒸汽、再熱蒸汽減溫水調(diào)節(jié)關(guān)閉；

（6）送風(fēng)機(jī)入口動(dòng)葉切至手動(dòng)；

（7）電泵再循環(huán)調(diào)閥切至手動(dòng)。

不同設(shè)備的RB發(fā)生時(shí)，磨煤機(jī)的停止順序如下[5-7]。

（1）發(fā)生送/引風(fēng)機(jī)RB時(shí)，F(xiàn)SSS自動(dòng)判斷當(dāng)4臺(tái)以上磨運(yùn)行時(shí)，立即跳掉最上層磨，然后間隔10 s跳掉第2臺(tái)磨，保持4臺(tái)磨運(yùn)行；

（2）發(fā)生一次風(fēng)機(jī)RB時(shí)，F(xiàn)SSS自動(dòng)判斷當(dāng)5臺(tái)以上磨運(yùn)行時(shí)，立即跳掉最上層磨，然后間隔5 s跳掉第2臺(tái)磨，再間隔5 s跳掉第3臺(tái)磨，保持3臺(tái)磨運(yùn)行；

（3）發(fā)生給水泵RB時(shí)，F(xiàn)SSS自動(dòng)判斷當(dāng)4臺(tái)以上磨運(yùn)行時(shí)，立即跳掉最上層磨，然后間隔5 s跳掉第2臺(tái)磨，保持4臺(tái)磨運(yùn)行。

2 機(jī)組RB靜態(tài)試驗(yàn)

在機(jī)組停運(yùn)的情況下，模擬RB控制邏輯發(fā)生條件進(jìn)行RB功能模擬試驗(yàn)。進(jìn)行RB試驗(yàn)的輔機(jī)動(dòng)力電源開關(guān)在試驗(yàn)位置。按照RB試驗(yàn)卡內(nèi)容，逐步驗(yàn)證RB控制策略[8]。檢查RB的觸發(fā)條件，不同原因的RB發(fā)生時(shí)，DI通道的動(dòng)作應(yīng)正確。MCS中相關(guān)RB的控制邏輯正確，控制方式切換功能正常（CCS切TF方式），控制參數(shù)正確設(shè)定。不同原因的RB發(fā)生時(shí)，輔機(jī)之間控制上的設(shè)置正確，如引風(fēng)機(jī)跳閘聯(lián)鎖送風(fēng)機(jī)跳閘。檢查控制系統(tǒng)CCS與DEH信號(hào)的通信是否正確。

3 機(jī)組RB動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

在完成靜態(tài)試驗(yàn)并驗(yàn)證邏輯無(wú)誤后，開展RB功能的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。試驗(yàn)前先試投A層和B層的等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，確認(rèn)其功能是否正常，投入機(jī)組CCS運(yùn)行方式，投入RB的功能按鈕，逐項(xiàng)開展每一項(xiàng)的輔機(jī)RB試驗(yàn)。

3.1 送/引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

2018年1月31日13：58，機(jī)組主控處于協(xié)調(diào)控制，機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在533 MW，主汽壓設(shè)定值23.81 MPa，主汽壓實(shí)際值22.93 MPa，主汽溫度547 ℃。2018年1月31日13：58，A引風(fēng)機(jī)就地打閘，RB觸發(fā)。觸發(fā)RB動(dòng)作后，機(jī)組主控由協(xié)調(diào)控制方式切換至汽機(jī)跟隨方式，壓力調(diào)節(jié)切換至滑壓方式，主汽壓設(shè)定值將瞬間跟蹤當(dāng)前壓力，RB方式壓力變化速率設(shè)為0.2 MPa·min-1。另一臺(tái)運(yùn)行電泵增大出力，立即跳掉最上層F磨，然后間隔5 s跳掉第2臺(tái)磨，保持4臺(tái)磨運(yùn)行。過(guò)熱器、再熱器減溫水調(diào)節(jié)門超馳關(guān)30 s后開始恢復(fù)自動(dòng)調(diào)整，啟動(dòng)F層油槍點(diǎn)火程控。RB動(dòng)作過(guò)程中，機(jī)組負(fù)荷最低降到383 MW，主汽壓降到22.57 MPa，過(guò)熱汽溫降到534 ℃，爐膛負(fù)壓降到-190 Pa，一次風(fēng)壓最高升到12.71 kPa，機(jī)組的主要參數(shù)變化穩(wěn)定，見圖1。

圖1 送/引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)結(jié)果

3.2 給水泵RB試驗(yàn)

2018年1月31日18：02，機(jī)組主控處于協(xié)調(diào)控制，機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在532 MW，主汽壓設(shè)定值22.93 MPa，主汽壓實(shí)際值22.93 MPa，主汽溫度539 ℃。2018年1月31日18：02，B電動(dòng)給水泵就地打閘，RB觸發(fā)。觸發(fā)RB動(dòng)作后，機(jī)組主控由協(xié)調(diào)控制方式切換至汽機(jī)跟隨方式，壓力調(diào)節(jié)切換至滑壓方式。另一臺(tái)運(yùn)行電泵增大出力，立即跳掉最上層F磨，然后間隔5 s跳掉第2臺(tái)磨，保持4臺(tái)磨運(yùn)行。過(guò)熱器、再熱器減溫水調(diào)節(jié)門超馳關(guān)30 s后開始恢復(fù)自動(dòng)調(diào)整，啟動(dòng)F層油槍點(diǎn)火程控。RB動(dòng)作過(guò)程中，機(jī)組負(fù)荷最低降到419 MW，主汽壓降到21.53 MPa，過(guò)熱汽溫降到533 ℃，爐膛負(fù)壓降到-714 Pa，一次風(fēng)壓最高升到11.38 kPa，機(jī)組的主要參數(shù)變化穩(wěn)定，見圖2。

3.3 一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

2018年1月31日20：18，機(jī)組主控處于協(xié)調(diào)控制，機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在407 MW，主汽壓設(shè)定值20.05 MPa，主汽壓實(shí)際值20.05 MPa，主汽溫度548 ℃。2018年1月31日20：18，A一次風(fēng)機(jī)就地打閘，RB觸發(fā)。觸發(fā)RB動(dòng)作后，機(jī)組主控由協(xié)調(diào)控制方式切換至汽機(jī)跟隨方式，壓力調(diào)節(jié)切換至滑壓方式，主汽壓設(shè)定值將瞬間跟蹤當(dāng)前壓力，RB方式壓力變化速率設(shè)為0.2 MPa·min-1。另一臺(tái)運(yùn)行一次風(fēng)機(jī)增大出力，立即跳掉最上層F磨，然后間隔5 s跳掉第2臺(tái)磨，再間隔5 s跳掉第3臺(tái)磨，保持3臺(tái)磨運(yùn)行。過(guò)熱器、再熱器減溫水調(diào)節(jié)門超馳關(guān)30 s后開始恢復(fù)自動(dòng)調(diào)整，啟動(dòng)F層油槍點(diǎn)火程控。RB動(dòng)作過(guò)程中，機(jī)組負(fù)荷最低降到289 MW，主汽壓降到19.41 MPa，過(guò)熱汽溫降到538 ℃，爐膛負(fù)壓降到-506 Pa，一次風(fēng)壓最高升到11.59 kPa，機(jī)組的主要參數(shù)變化穩(wěn)定，見圖3。

圖2 給水泵RB試驗(yàn)

圖3 一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

4 RB試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)開展機(jī)組主要輔機(jī)的RB動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)，可驗(yàn)證RB功能是否良好，確認(rèn)機(jī)組在發(fā)生RB動(dòng)作時(shí)是否能將運(yùn)行的主要參數(shù)控制在允許誤差范圍內(nèi)，達(dá)到突發(fā)主要輔機(jī)跳閘工況時(shí)機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)快速安全降負(fù)荷的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)機(jī)組RB試驗(yàn)表明，在發(fā)生重要輔機(jī)跳閘時(shí)，不需運(yùn)行人員干預(yù)，通過(guò)RB功能即可將主要的運(yùn)行參數(shù)控制在允許范圍內(nèi)，有效保障機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。通過(guò)投入RB功能，不僅保障了機(jī)組安全可靠，還大大減少了非停次數(shù)，緩解了運(yùn)行人員的壓力。機(jī)組RB控制策略的闡述及動(dòng)態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)也能為同類型機(jī)組在設(shè)計(jì)RB功能時(shí)提供相關(guān)參考和數(shù)據(jù)。