670 MW超臨界機組RB試驗及常見問題分析

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

某發電公司3號機組為670 MW超臨界燃煤汽輪發電機組，鍋爐由上海鍋爐廠提供，汽輪發電機組由上海氣輪機廠設計生產。DCS采用Industrial Symphony分散控制系統，由北京ABB貝利控制工程有限公司成套提供。鍋爐為超臨界參數變壓直流爐，采用定—滑—定運行方式，單爐膛、四角切向燃燒、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型鍋爐，設有兩臺50%容量的一次風機提供一次熱、冷風輸送煤粉。制粉系統采用雙進雙出磨煤機制粉系統，每爐配6臺磨煤機（5臺運行，1臺備用），煤粉細度按200目篩通過量為82%。給水調節配置2×50%B-MCR調速汽動給水泵和一臺30%B-MCR容量的電動調速給水泵。汽輪機旁路系統采用30%容量高、低壓串聯啟動旁路。除渣方式為水力噴射器+脫水倉除渣方案?？諝忸A熱器進風加熱方式為暖風再循環。汽輪機是由上海汽輪機有限公司生產的超臨界、單軸、三缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機，型號為：N670-24.2/566/566，最大連續出力為711 MW，額定出力670 MW。機組采用復合變壓運行方式，汽輪機具有八級非調整回熱抽汽，汽輪機的額定轉速為3 000 r/min。

RB（RUNBACK）快速降負荷是在鍋爐重要輔機設備出現故障，鍋爐最大出力低于給定功率時，通過協調控制系統及BMS系統、SCS系統、DEH系統、相關子系統等的協同作用，快速將機組負荷降低到實際所能達到的相應出力，并保證燃燒的穩定，控制機組在允許參數范圍內繼續運行。

該機組RB功能設計有送風機、引風機、給水泵、一次風機RB，試生產后成功地進行了RB試驗，目前機組已經投入了所有的RB功能，這對機組的安全、可靠運行打下了堅實的基礎。

1 RB試驗項目與邏輯原理

1.1 引風機RB試驗邏輯原理

當機組負荷>600 MW時，開始此項試驗。

RB動作過程：機組負荷>600 MW時，運行人員就地按下一側引風機事故按鈕，引風機跳閘，CCS將控制方式由協調方式自動轉入TF方式，汽機主控自動、鍋爐主控手動，燃料主控自動，主汽壓力自動將主汽壓設定值鎖定在合適的數值（18.5 MPa）；LDC（負荷指令計算機）的輸出減負荷到380 MW，并以此做為送風量、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，其對應的一次風關斷門、分離器出口門關閉，最終保留下三層磨煤機運行。同時投入AB層油槍，按對角1324順序每隔5 s投入一只油槍。RB過程中關閉主再熱器減溫水門5 s。

1.2 給水泵RB試驗原理

1.2.1 給水泵跳閘條件出現時機組負荷目標值計算原理

當機組負荷大于400 MW小于550 MW時，且“跳一臺汽動給水泵且電泵未聯起RB”，RB機組負荷目標值減到330 MW；跳一臺汽動給水泵且電泵聯起成功，此負荷段不發生RB。

當機組負荷大于550 MW時，不管電泵聯起是否成功，均發生RB，電泵聯起成功時機組負荷目標值減到480 MW，電泵聯起不成功時RB負荷目標值減到330 MW。

1.2.2 RB邏輯原理

機組負荷>600 MW時，運行人員手動按下一側小機停機按鈕，小機跳閘，CCS將控制方式由協調方式自動轉入TF方式，汽機主控自動、鍋爐主控手動，燃料主控自動，主汽壓力自動將主汽壓設定值鎖定在合適的數值（18 MPa）；LDC（CCS 負荷指令中心）的目標負荷給定輸出減負荷到330 MW，并以此做為送風量、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，其對應的一次風關斷門、分離器出口門關閉，最終保留下三層磨煤機運行。同時投入AB層油槍，按對角1324順序每隔5 s投入一只油槍。RB過程中關閉主再熱器減溫水門5 s。

1.3 一次風機RB試驗邏輯原理

機組負荷>600 MW時，運行人員就地手動一側一次風機事故按鈕，一側一次風機跳閘，CCS將控制方式由協調方式自動轉入TF方式，汽機主控自動、鍋爐主控手動，主汽壓力自動將主汽壓設定值鎖定在合適的數值（18.5 MPa）；LDC（負荷指令計算機）的輸出減負荷到300 MW，并以此做為送風量、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，其對應的一次風關斷門、分離器出口門關閉，最終保留下三層磨煤機運行。同時投入AB層油槍，按對角1324順序每隔5 s投入一只油槍。RB過程中關閉主再熱器減溫水門5 s。

2 試驗過程

2.1 引風機RB試驗

2.1.1 試驗過程

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

協調控制系統自動;

一次風壓控制系統自動；

過熱器溫度控制系統自動；再熱器溫度控制系統自動；除氧器水位控制系統自動。

2）爐膛負壓控制系統中A、B引風機均在“自動”狀態，且控制狀況良好，每臺引風機都有足夠的調節裕量。

3）送風系統在“自動”狀態，A（B）送風機的擋板開度為30%以上。主燃料系統在“自動”狀態，其指令輸出值距輸出上、下限均有調節余量。

（4）給水系統中汽泵三沖量控制系統處于“自動”狀態，其指令輸出值距上、下限均有調節余量。2.1.2 試驗中常見問題

爐膛負壓高或低導致鍋爐MFT；水煤比失調使得鍋爐局部受熱面溫度超溫致鍋爐MFT。2.1.3 試驗對策

1）單臺送引風機跳閘后邏輯上設計聯跳同側送引風機的動作，因此如果設備能正確動作，會同步抵消對爐膛負壓的影響。如果設備因故未能按要求跳閘時，期間爐膛負壓會突增或突降引起爐膛負壓高或低致鍋爐MFT。運行中如發現單側引風機（送風機）跳閘后，就立即檢查爐膛負壓情況，若同側送引風機未跳閘，應迅速將送引風指令降下來或直接將同側送引風機停運。調整爐膛負壓正常。

2）如送引風機聯鎖動作正常，爐膛負壓會很快穩定，穩定后應及時將油槍退出。

3）RB動作后，應加強對螺旋管出口及分離器出口溫度的監視，同時注意應加強對給水自動動作情況的監視。如發現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，應進行必要

的手動干預，以確保螺旋管出口及分離器出口溫度在動作值范圍內。

4）加強對運行送引風機的監視，燃燒穩定后，根據鍋爐氧量及負壓情況控制機組的負荷，減小電量損失。

5）查明送引風機跳閘原因，若未發現異常，應及時將引送風機恢復運行；若跳閘風機存在故障，需長時間檢修時，應先將同側送引風機恢復運行。

6）試驗過程中觀察單側風機運行情況，一旦發生引風機電流超限報警（402 A），立即解除引風自動，降低風機出力。

2.2 給水泵RB試驗（汽泵跳閘電泵未聯起）

2.2.1 試驗過程

1）機組負荷>600 MW，下列控制均處于“自動”狀態，而且其指令輸出值距輸出上、下限均有調節余量，磨容量風、旁路風擋板門開度在20%～70%之間。

協調控制系統自動；

過熱器溫度控制系統自動；再熱器溫度控制系統自動；除氧器水位控制系統自動。

2）爐膛負壓控制系統中A、B引風機均在“自動”狀態，且控制狀況良好，每臺吸風機都有足夠的調節裕量。

3）送風系統在“自動”狀態，主燃料系統在“自動”狀態，其指令輸出值距輸出上、下限均有調節余量。

4）給水系統中汽泵三沖量控制系統處于 “自動”狀態，其指令輸出值距上、下限均有調節余量。2.2.2 試驗中常見問題

由于是汽泵跳閘，給水流量瞬間大幅下降，因此給水流量響應鍋爐蓄熱特性能力較差。如果鍋爐快降負荷速率不是足夠大的話將產生水煤比失調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，電泵將聯啟，當6 kV母線電壓較低時，有可能造成A、C、E磨跳閘，使爐內燃燒急劇惡化，導致鍋爐MFT。

2.2.3 試驗對策

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，制粉系統跳閘后風門不聯關，磨內存繼續吹至爐內燃燒，且RB使油槍投入，爐內燃燒反而加強了。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鍵點。

2）機組RB動作后，AB層油槍會自動投入，制粉系統跳閘后風門不聯關，爐膛負壓不會有太大波動，應立即將油槍退出，降低鍋爐燃燒率。從目前煤質情況來看，可立即將煤量減至130 t/h左右，在保證爐膛燃燒穩定的情況下，也可將D磨短時停運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動作值以內，待電泵出水后，再將煤量加上，及時加負荷。

3）汽泵跳閘后，應檢查電泵聯啟是否正常，未聯啟應立即手動啟動，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果的關鍵所在。

4）機組RB動作后，機組控制方式會自動切至“鍋爐基礎”。在此方式下，大機的調門是單向動作的 （只是關調門不開調門），在小機跳閘后給水流量的降低必然導致汽壓的降低，此時程序動作關調門至主汽壓力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象。此時應加強對主汽壓力的監視，防止超壓或PCV閥動作，必要時可將大機調門切到OA方式進行控制。

5）在增加電泵出力時，由于電泵轉速短時升速較快，應加強電泵電流及轉速監視，防止電泵過負荷跳閘，同時還應注意電泵入口壓力的監視，防止由于入口壓力低造成電泵跳閘，增加事故處理難度。

6）處理過程中應加強對運行汽泵的監視，在查明汽泵跳閘原因后，及時將跳閘的泵掛閘沖轉，投入正常運行。

3 結論

根據前述設計原理，以及試驗過程和注意事項，某670 MW超臨界機組成功地進行了給水泵和引風機RB試驗，給水泵試驗中備用電泵沒有聯起。試驗結果見圖1和圖2所示。

與汽包爐相比，超臨界機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速不變的情況下，給水流量也會迅速增大，通過合理設計給水泵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試驗過程記錄曲線

圖2 引風機RB試驗過程記錄曲線

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［2］黃衛劍，陳世和.600MW機組快速減負荷試驗成功的分析［J］.廣東電力，2007，20（3）:38-40.

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