張香春，吳勝杰，陳為鋼

（1.山東沾化熱電有限公司，山東 沾化 256800；2.華能日照電廠，山東 日照 276826）

0 引言

某發(fā)電公司3號機(jī)組為670 MW超臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐由上海鍋爐廠提供，汽輪發(fā)電機(jī)組由上海氣輪機(jī)廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)。DCS采用Industrial Symphony分散控制系統(tǒng)，由北京ABB貝利控制工程有限公司成套提供。鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用定—滑—定運(yùn)行方式，單爐膛、四角切向燃燒、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，設(shè)有兩臺50%容量的一次風(fēng)機(jī)提供一次熱、冷風(fēng)輸送煤粉。制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)，每爐配6臺磨煤機(jī)（5臺運(yùn)行，1臺備用），煤粉細(xì)度按200目篩通過量為82%。給水調(diào)節(jié)配置2×50%B-MCR調(diào)速汽動給水泵和一臺30%B-MCR容量的電動調(diào)速給水泵。汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)采用30%容量高、低壓串聯(lián)啟動旁路。除渣方式為水力噴射器+脫水倉除渣方案?？諝忸A(yù)熱器進(jìn)風(fēng)加熱方式為暖風(fēng)再循環(huán)。汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)，型號為：N670-24.2/566/566，最大連續(xù)出力為711 MW，額定出力670 MW。機(jī)組采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式，汽輪機(jī)具有八級非調(diào)整回?zé)岢槠?，汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。

RB（RUNBACK）快速降負(fù)荷是在鍋爐重要輔機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障，鍋爐最大出力低于給定功率時(shí)，通過協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及BMS系統(tǒng)、SCS系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)、相關(guān)子系統(tǒng)等的協(xié)同作用，快速將機(jī)組負(fù)荷降低到實(shí)際所能達(dá)到的相應(yīng)出力，并保證燃燒的穩(wěn)定，控制機(jī)組在允許參數(shù)范圍內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行。

該機(jī)組RB功能設(shè)計(jì)有送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、一次風(fēng)機(jī)RB，試生產(chǎn)后成功地進(jìn)行了RB試驗(yàn)，目前機(jī)組已經(jīng)投入了所有的RB功能，這對機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 RB試驗(yàn)項(xiàng)目與邏輯原理

1.1 引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)邏輯原理

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷>600 MW時(shí)，開始此項(xiàng)試驗(yàn)。

RB動作過程：機(jī)組負(fù)荷>600 MW時(shí)，運(yùn)行人員就地按下一側(cè)引風(fēng)機(jī)事故按鈕，引風(fēng)機(jī)跳閘，CCS將控制方式由協(xié)調(diào)方式自動轉(zhuǎn)入TF方式，汽機(jī)主控自動、鍋爐主控手動，燃料主控自動，主汽壓力自動將主汽壓設(shè)定值鎖定在合適的數(shù)值（18.5 MPa）；LDC（負(fù)荷指令計(jì)算機(jī)）的輸出減負(fù)荷到380 MW，并以此做為送風(fēng)量、給水、燃燒率及氧量校正信號；FSSS自動從上到下每隔10 s依次跳掉上層磨煤機(jī)，其對應(yīng)的一次風(fēng)關(guān)斷門、分離器出口門關(guān)閉，最終保留下三層磨煤機(jī)運(yùn)行。同時(shí)投入AB層油槍，按對角1324順序每隔5 s投入一只油槍。RB過程中關(guān)閉主再熱器減溫水門5 s。

1.2 給水泵RB試驗(yàn)原理

1.2.1 給水泵跳閘條件出現(xiàn)時(shí)機(jī)組負(fù)荷目標(biāo)值計(jì)算原理

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于400 MW小于550 MW時(shí)，且“跳一臺汽動給水泵且電泵未聯(lián)起RB”，RB機(jī)組負(fù)荷目標(biāo)值減到330 MW；跳一臺汽動給水泵且電泵聯(lián)起成功，此負(fù)荷段不發(fā)生RB。

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于550 MW時(shí)，不管電泵聯(lián)起是否成功，均發(fā)生RB，電泵聯(lián)起成功時(shí)機(jī)組負(fù)荷目標(biāo)值減到480 MW，電泵聯(lián)起不成功時(shí)RB負(fù)荷目標(biāo)值減到330 MW。

1.2.2 RB邏輯原理

機(jī)組負(fù)荷>600 MW時(shí)，運(yùn)行人員手動按下一側(cè)小機(jī)停機(jī)按鈕，小機(jī)跳閘，CCS將控制方式由協(xié)調(diào)方式自動轉(zhuǎn)入TF方式，汽機(jī)主控自動、鍋爐主控手動，燃料主控自動，主汽壓力自動將主汽壓設(shè)定值鎖定在合適的數(shù)值（18 MPa）；LDC（CCS 負(fù)荷指令中心）的目標(biāo)負(fù)荷給定輸出減負(fù)荷到330 MW，并以此做為送風(fēng)量、給水、燃燒率及氧量校正信號；FSSS自動從上到下每隔5s依次跳掉上層磨煤機(jī)，其對應(yīng)的一次風(fēng)關(guān)斷門、分離器出口門關(guān)閉，最終保留下三層磨煤機(jī)運(yùn)行。同時(shí)投入AB層油槍，按對角1324順序每隔5 s投入一只油槍。RB過程中關(guān)閉主再熱器減溫水門5 s。

1.3 一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)邏輯原理

機(jī)組負(fù)荷>600 MW時(shí)，運(yùn)行人員就地手動一側(cè)一次風(fēng)機(jī)事故按鈕，一側(cè)一次風(fēng)機(jī)跳閘，CCS將控制方式由協(xié)調(diào)方式自動轉(zhuǎn)入TF方式，汽機(jī)主控自動、鍋爐主控手動，主汽壓力自動將主汽壓設(shè)定值鎖定在合適的數(shù)值（18.5 MPa）；LDC（負(fù)荷指令計(jì)算機(jī)）的輸出減負(fù)荷到300 MW，并以此做為送風(fēng)量、給水、燃燒率及氧量校正信號；FSSS自動從上到下每隔5 s依次跳掉上層磨煤機(jī)，其對應(yīng)的一次風(fēng)關(guān)斷門、分離器出口門關(guān)閉，最終保留下三層磨煤機(jī)運(yùn)行。同時(shí)投入AB層油槍，按對角1324順序每隔5 s投入一只油槍。RB過程中關(guān)閉主再熱器減溫水門5 s。

2 試驗(yàn)過程

2.1 引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)

2.1.1 試驗(yàn)過程

1）檢查下列控制均處于“自動”狀態(tài)，而且其指令輸出值距輸出上、下限均有調(diào)節(jié)余量，磨容量風(fēng)、旁路風(fēng)擋板門開度在20%～70%之間。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動;

一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)自動；

過熱器溫度控制系統(tǒng)自動；再熱器溫度控制系統(tǒng)自動；除氧器水位控制系統(tǒng)自動。

2）爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)中A、B引風(fēng)機(jī)均在“自動”狀態(tài)，且控制狀況良好，每臺引風(fēng)機(jī)都有足夠的調(diào)節(jié)裕量。

3）送風(fēng)系統(tǒng)在“自動”狀態(tài)，A（B）送風(fēng)機(jī)的擋板開度為30%以上。主燃料系統(tǒng)在“自動”狀態(tài)，其指令輸出值距輸出上、下限均有調(diào)節(jié)余量。

（4）給水系統(tǒng)中汽泵三沖量控制系統(tǒng)處于“自動”狀態(tài)，其指令輸出值距上、下限均有調(diào)節(jié)余量。2.1.2 試驗(yàn)中常見問題

爐膛負(fù)壓高或低導(dǎo)致鍋爐MFT；水煤比失調(diào)使得鍋爐局部受熱面溫度超溫致鍋爐MFT。2.1.3 試驗(yàn)對策

1）單臺送引風(fēng)機(jī)跳閘后邏輯上設(shè)計(jì)聯(lián)跳同側(cè)送引風(fēng)機(jī)的動作，因此如果設(shè)備能正確動作，會同步抵消對爐膛負(fù)壓的影響。如果設(shè)備因故未能按要求跳閘時(shí)，期間爐膛負(fù)壓會突增或突降引起爐膛負(fù)壓高或低致鍋爐MFT。運(yùn)行中如發(fā)現(xiàn)單側(cè)引風(fēng)機(jī)（送風(fēng)機(jī)）跳閘后，就立即檢查爐膛負(fù)壓情況，若同側(cè)送引風(fēng)機(jī)未跳閘，應(yīng)迅速將送引風(fēng)指令降下來或直接將同側(cè)送引風(fēng)機(jī)停運(yùn)。調(diào)整爐膛負(fù)壓正常。

2）如送引風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖動作正常，爐膛負(fù)壓會很快穩(wěn)定，穩(wěn)定后應(yīng)及時(shí)將油槍退出。

3）RB動作后，應(yīng)加強(qiáng)對螺旋管出口及分離器出口溫度的監(jiān)視，同時(shí)注意應(yīng)加強(qiáng)對給水自動動作情況的監(jiān)視。如發(fā)現(xiàn)螺旋管出口及分離器出口溫度異常升高而給水自動動作不正常時(shí)，應(yīng)進(jìn)行必要

的手動干預(yù)，以確保螺旋管出口及分離器出口溫度在動作值范圍內(nèi)。

4）加強(qiáng)對運(yùn)行送引風(fēng)機(jī)的監(jiān)視，燃燒穩(wěn)定后，根據(jù)鍋爐氧量及負(fù)壓情況控制機(jī)組的負(fù)荷，減小電量損失。

5）查明送引風(fēng)機(jī)跳閘原因，若未發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)將引送風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行；若跳閘風(fēng)機(jī)存在故障，需長時(shí)間檢修時(shí)，應(yīng)先將同側(cè)送引風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行。

6）試驗(yàn)過程中觀察單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，一旦發(fā)生引風(fēng)機(jī)電流超限報(bào)警（402 A），立即解除引風(fēng)自動，降低風(fēng)機(jī)出力。

2.2 給水泵RB試驗(yàn)（汽泵跳閘電泵未聯(lián)起）

2.2.1 試驗(yàn)過程

1）機(jī)組負(fù)荷>600 MW，下列控制均處于“自動”狀態(tài)，而且其指令輸出值距輸出上、下限均有調(diào)節(jié)余量，磨容量風(fēng)、旁路風(fēng)擋板門開度在20%～70%之間。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動；

過熱器溫度控制系統(tǒng)自動；再熱器溫度控制系統(tǒng)自動；除氧器水位控制系統(tǒng)自動。

2）爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)中A、B引風(fēng)機(jī)均在“自動”狀態(tài)，且控制狀況良好，每臺吸風(fēng)機(jī)都有足夠的調(diào)節(jié)裕量。

3）送風(fēng)系統(tǒng)在“自動”狀態(tài)，主燃料系統(tǒng)在“自動”狀態(tài)，其指令輸出值距輸出上、下限均有調(diào)節(jié)余量。

4）給水系統(tǒng)中汽泵三沖量控制系統(tǒng)處于 “自動”狀態(tài)，其指令輸出值距上、下限均有調(diào)節(jié)余量。2.2.2 試驗(yàn)中常見問題

由于是汽泵跳閘，給水流量瞬間大幅下降，因此給水流量響應(yīng)鍋爐蓄熱特性能力較差。如果鍋爐快降負(fù)荷速率不是足夠大的話將產(chǎn)生水煤比失調(diào)使得鍋爐局部受熱面溫度超溫致鍋爐MFT。

在正常情況下，汽泵跳閘，電泵將聯(lián)啟，當(dāng)6 kV母線電壓較低時(shí)，有可能造成A、C、E磨跳閘，使?fàn)t內(nèi)燃燒急劇惡化，導(dǎo)致鍋爐MFT。

2.2.3 試驗(yàn)對策

1）由于汽泵跳閘使給水流量降低超前于鍋爐燃燒率的減弱，制粉系統(tǒng)跳閘后風(fēng)門不聯(lián)關(guān)，磨內(nèi)存繼續(xù)吹至爐內(nèi)燃燒，且RB使油槍投入，爐內(nèi)燃燒反而加強(qiáng)了。對此，汽泵跳閘后給水流量迅速降低，控制好分離器出口溫度及螺旋管出口溫度是處理的關(guān)鍵點(diǎn)。

2）機(jī)組RB動作后，AB層油槍會自動投入，制粉系統(tǒng)跳閘后風(fēng)門不聯(lián)關(guān)，爐膛負(fù)壓不會有太大波動，應(yīng)立即將油槍退出，降低鍋爐燃燒率。從目前煤質(zhì)情況來看，可立即將煤量減至130 t/h左右，在保證爐膛燃燒穩(wěn)定的情況下，也可將D磨短時(shí)停運(yùn)2 min左右，以控制RB動作初期分離器出口汽溫及螺旋管壁溫在保護(hù)動作值以內(nèi)，待電泵出水后，再將煤量加上，及時(shí)加負(fù)荷。

3）汽泵跳閘后，應(yīng)檢查電泵聯(lián)啟是否正常，未聯(lián)啟應(yīng)立即手動啟動，并快速增加電泵出力，提高給水流量。在汽泵跳閘的處理過程中，油槍退出的早晚及給水流量增加的速度是決定事故處理結(jié)果的關(guān)鍵所在。

4）機(jī)組RB動作后，機(jī)組控制方式會自動切至“鍋爐基礎(chǔ)”。在此方式下，大機(jī)的調(diào)門是單向動作的 （只是關(guān)調(diào)門不開調(diào)門），在小機(jī)跳閘后給水流量的降低必然導(dǎo)致汽壓的降低，此時(shí)程序動作關(guān)調(diào)門至主汽壓力21 Ma左右，隨后由于給水流量的增加主汽壓力必然會往回漲高的現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對主汽壓力的監(jiān)視，防止超壓或PCV閥動作，必要時(shí)可將大機(jī)調(diào)門切到OA方式進(jìn)行控制。

5）在增加電泵出力時(shí)，由于電泵轉(zhuǎn)速短時(shí)升速較快，應(yīng)加強(qiáng)電泵電流及轉(zhuǎn)速監(jiān)視，防止電泵過負(fù)荷跳閘，同時(shí)還應(yīng)注意電泵入口壓力的監(jiān)視，防止由于入口壓力低造成電泵跳閘，增加事故處理難度。

6）處理過程中應(yīng)加強(qiáng)對運(yùn)行汽泵的監(jiān)視，在查明汽泵跳閘原因后，及時(shí)將跳閘的泵掛閘沖轉(zhuǎn)，投入正常運(yùn)行。

3 結(jié)論

根據(jù)前述設(shè)計(jì)原理，以及試驗(yàn)過程和注意事項(xiàng)，某670 MW超臨界機(jī)組成功地進(jìn)行了給水泵和引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)，給水泵試驗(yàn)中備用電泵沒有聯(lián)起。試驗(yàn)結(jié)果見圖1和圖2所示。

與汽包爐相比，超臨界機(jī)組在給水泵跳閘后由于沒有汽包作為給水量的緩沖，極易產(chǎn)生煤水失衡造成鍋爐水冷壁和螺旋管超溫或給水流量低Ⅱ值鍋爐MFT事故。但一臺給水泵跳閘后，由于給水母管壓力的迅速下降，工作給水泵出口流量在給水泵轉(zhuǎn)速不變的情況下，給水流量也會迅速增大，通過合理設(shè)計(jì)給水泵RB邏輯，最大限度地保證煤、水平衡，給水泵RB的成功率是可以保證的。

圖1 給水泵RB試驗(yàn)過程記錄曲線

圖2 引風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)過程記錄曲線

［1］何毅，田翔，黃衛(wèi)劍.300 MW 機(jī)組給水泵 RUNBACK 試驗(yàn)［J］.華東電力，2003，31（1），52-53.

［2］黃衛(wèi)劍，陳世和.600MW機(jī)組快速減負(fù)荷試驗(yàn)成功的分析［J］.廣東電力，2007，20（3）:38-40.

［3］ 孫瑋.火電機(jī)組 RUNBACK 試驗(yàn)的研究［J］.華東電力，2004，32（4），10-12.