1000MW超超臨界機組甩負荷試驗分析

陳飛　呂康強　梁綱

摘 要：重要輔機發生故障跳閘，輔機出力低于給定功率時，自動控制系統將機組負荷快速降低至合適出力，是機組熱工自動控制系統性能和功能的體現，也是維護機組安全的一個重要保障。通過文章的分析，希望能夠對相關工作提供借鑒。

關鍵詞：1000MW機組；快速甩負荷；輔機故障；協調控制

引言

當機組主要輔機故障跳閘造成機組實發功率受到限制時，為適應設備出力，協調控制系統強制將機組負荷減到尚在運行的輔機所能承受的負荷目標值。協調控制系統的該功能稱為輔機故障甩負荷（RUNBACK），簡稱RB。通過RB試驗檢驗其控制功能、邏輯、時序等設計的合理性，同時該試驗將取得機組正常運行時不易取得的工況數據，對機組安全運行具有指導意義。

1 RB類型和目標負荷

浙江某電廠5號機組鍋爐為上海鍋爐廠引進法國阿爾斯通公司技術生產的SG3091/27.56-M54X超超臨界塔式直流爐，主要輔機配置為2臺送、引、一次風機以及2臺空預器，6臺HP-1163型中速磨煤機（5臺運行，1臺備用）。汽輪機是由上海汽輪機廠和德國SIEMENS公司聯合設計制造的N1000-26.25/600/600（TC4F）超超臨界機組，每臺機組設置兩臺50%容量的汽動給水泵組。主要輔機中任一臺故障，滿足條件觸發RB，RB觸發后將根據跳閘輔機類型來設定目標負荷和相應的控制程序。機組的最大允許出力切換為RB目標負荷，各RB類型判別和目標負荷如表1：

2 RB觸發條件

2.1 基本條件：燃料主控投自動、給水控制投自動、負荷大于500MW、RB功能子環投入。

2.2 RB判別回路：單元機組的功率，鍋爐主控指令，和鍋爐最大可能出力小選后減1，經過一個速率限制器輸出，當該輸出值大于機組最大可能出力時，比較器Max2端置1，觸發機組RB。

此回路能保證機組只有出現最大可能出力突然降低（輔機停運），才會觸發RB；當負荷或者鍋爐指令異常升高至大于機組最大可能出力時，不會導致RB誤動。簡單而言，只有機組出現輔機停運時，才會觸發RB，而譬如高加解列等造成負荷上升值超過最大可能出力值是不會觸發RB的。

2.3 減負荷速率和降壓速率

RB發生后，鍋爐將快速減負荷至尚在運行輔機所能承受的目標負荷，汽輪機控制主蒸汽降壓速率不超過某一限值，使機組平穩過渡到下一平衡點。減負荷速率和降壓速率由跳閘設備的特點所決定。各輔機RB時，鍋爐指令下降速率和主汽壓降壓速率限制如下：

燃料RB為50%和0.5Mpa/min

空預器、送風機、引風機RB為100%和1Mpa/min

一次風機和給水泵RB為200%和1.5Mpa/min

3 RB主要聯鎖

●機組由CCS方式切至TF方式，負荷指令跟蹤當前負荷值，負荷速率限制失效。

●主汽壓力設定值跟蹤實際壓力，經RB降壓速率限制器限速后送至DEH作為汽輪機壓力控制值，原變壓速率限制失效。

●鍋爐指令按RB減負荷速率降至目標負荷，并在RB復歸前不可控。

●除燃料RB不觸發跳磨外，其他RB均通過跳閘磨煤機實現快速減負荷，并最終保留3臺磨運行。RB觸發瞬間跳閘一臺制粉系統，間隔10秒后跳閘第二臺磨，10秒后跳閘第三臺磨（6臺磨運行時）。一次風機RB時，跳磨間隔為2秒。跳磨順序均為A-F-E。

●汽輪機控制由限壓方式切至初壓方式，DEH遙控自動撤出。

●機組一次調頻退出，高旁壓力設定值降低0.6MPa。

●停止熱值校正。

●氧量校正自動撤出，跟蹤實際氧量。

●延時7min后，給水焓值控制器閉鎖增焓（即不論焓值多低，均不會因焓值而減少給水）。

一次風機RB做了較多針對性設置，主要項目如下：

仍運行的一次風機動葉保護開；程控投C層油槍；B、C、D制粉系統風量低跳閘延時由3s改為30s；B、C、D、E制粉系統冷風調節擋板自動開10s；2min后增加給水約90T/H。

4 RB復歸

RB有手動和自動兩種復歸方式。手動復歸由運行人員在OT畫面上操作，但必須等到RB降壓速率限制器前后差壓小于0.2Mpa（主汽壓力穩定），且無RB條件存在后才允許復歸。當實際負荷與目標負荷偏差小于2%時RB自動復歸，但RB降壓速率限制器仍有效，直到RB降壓速率限制器前后差壓小于0.2Mpa，該限制器才失效。RB復歸后，機組恢復至正常TF方式，鍋爐主控恢復手動控制。一般而言，負荷和壓力的雙重穩定才算RB結束。

5 RB校驗（以燃料RUNBACK和送/引風機RUNBACK試驗為例）

5.1 試驗過程

接值長令，開始相關RB試驗，觸發RB，機組由CCS方式切至TF方式，限壓切為初壓方式，相關制粉系統跳閘動作正常，其它參數如下：

5.2 試驗分析

輔機RB后鍋爐主控指令：2臺制粉系統跳閘鍋爐主控指令降為63%，送、引風機RB后鍋爐主控指令為50%。隨著鍋爐主控的迅速下降，給水量快速減少，機爐側協調系統匹配較好，整個實驗過程沒有發生嚴重的水煤比失調。

爐膛負壓分析：送、引風機RB時爐膛負壓波動為-235/127Pa，2臺制粉系統RB時負壓波動更大，為-1196/650Pa，這主要是由于送/引風機RB時同側風機聯跳，在總體上保持了鍋爐爐膛進出工質的平衡。同時，送/引風機RB比燃料RB時引風機靜葉開度要大，引風機調節特性相對較好。

溫度分析：RB實際動作過程中，中間點溫度、過熱度波動較大，先下降，再迅速反彈，燃料RB時中間點溫度最高477℃，過熱度74℃；送、引風機RB時中間點溫度最高466℃，過熱度最高達到71℃。

6 結束語

通過燃料和送、引風機RB試驗校驗了本機組RB功能相關邏輯基本合理，當重要輔機故障時，能夠保證機組安全運行。試驗過程中的數據在機組正常運行時無法取得的，而這些數據對機組安全穩定運行及事故處理具有重大意義。

參考文獻

[1]岳建華.西門子T3000和TXP系統[M].北京：中國電力出版社，2012.

作者簡介：陳飛（1984-），男，內蒙古烏蘭察布人，助理工程師，從事發電廠集控運行工作。