660MW超臨界機組一次風機RB控制策略優化

摘要：輔機故障減負荷功能是大型火電機組不可缺少的重要安全保障。文章針對馬鞍山當涂發電有限公司一期工程的兩臺660MW超臨界直流燃煤機組的RB功能不全，如一次風機RB動作不成功，造成機組非計劃停機等問題，提出了一次風機RB控制系統的優化控制策略，并通過450MW和600MW一次風機RB試驗，證明了一次風機RB控制系統優化后取得良好的效果。

關鍵詞：超臨界機組；輔機故障減負荷；一次風機；優化控制；RB試驗 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK323 文章編號：1009-2374（2015）23-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.017

1 概述

馬鞍山當涂發電有限公司一期為兩臺660MW超臨界直流燃煤機組，鍋爐為SG-2090/25.4-M968型直流爐；汽輪機為CLN660-24.2/566/566型凝汽式汽輪機，機組控制系統采用上海美卓自動化公司生產的MAXDNA DCS。煤粉燃燒器布置為自下而上A-F層六層四角切圓燃燒，A層布置等離子，一次風機控制系統包含兩臺50%的一次風機，當運行中的兩臺一次風機任一臺跳閘，且RB功能投入，機組負荷大于350MW，即發一次風機RB動作，依次從上向下跳閘磨煤機：磨煤機F→磨煤機E→磨煤機D，直至三臺運行的給煤機切至手動狀態帶原有煤量

運行。

2 機組RB功能設計

2.1 RB功能

RB（RUN BACK）功能即輔機故障減負荷功能，主要是指機組設備能力突然部分喪失，即實際負荷大于機組設備發電能力后，機組控制系統自動快速減負荷達到新的平衡的功能。

2.2 RB功能組成

目前我公司兩臺660MW機組設計包含了機組輔機故障后自動減負荷（RB）功能。通過現場試驗，我們已成功實現了送風機、引風機、給水泵、燃料的RB功能。通過對一次風機RB存在問題的分析，對一次風機RB控制策略進行優化，實現一次風機RB功能的可靠投入。

3 機組一次風機RB功能試驗

3.1 一次風機RB控制策略

當一次風機RB動作，鍋爐主控自動切至手動，CCS切至TF控制方式，自動投入等離子，F磨跳閘，延時5秒后E跳閘，再延時5秒D磨跳閘，送、引風自動調節，至機組400MW，RB信號結束。

3.2 一次風機RB試驗

優化前一次風機RB試驗，在機組負荷550MW時，RB試驗開始，一次風機A停止，爐膛壓力迅速拉至爐膛壓力低低跳閘值，觸發爐膛壓力低保護動作，鍋爐MFT，一次風機RB試驗失敗。

3.3 一次風機RB存在的問題

（1）單臺一次風機的參數和裕度，大型機組，單臺一次風機一般按50%機組負荷設計。設計容量越大，對實現一次風機RB功能越有利，但對節能不利，運行參數證明，一次風機設計容量偏小；（2）運行中，當一次風機跳閘時，一次風壓力迅速下降至3.54kPa，一次風機出口電動門關閉時間過長；（3）送風機風量控制指令采用跟負荷控制方式，在一次風機RB動作時，風量減小比較緩慢，而送風控制指令作為引風控制的前饋，相應也減小緩慢；（4）一次風機RB動作后，爐膛負壓維持不住，迅速下降至鍋爐保護值，造成鍋爐MFT，試驗不能成功。

4 一次風機RB功能控制策略優化

4.1 一次風機RB控制策略優化

針對一次風機RB存在問題，經過詳細分析和研究，對原控制策略進行優化：（1）一次風機出口增加氣動快關隔絕門，防止風機停止后出現倒轉，并增加一次風機出口氣動快關隔絕門控制邏輯，氣動門由全開到全開行程時間為4秒；（2）優化送風機風量控制指令，采用風跟煤控制方式。采用先加風后加煤，先減煤后減風，并加入適度延時，使鍋爐風量和氧量控制更加精確、快速；（3）引風機控制前饋加入一個超馳控制算法，當一次風機RB動作，觸發超馳控制算法動作，迅速超馳關小引風機靜葉一定開度，該開度通過試驗得到，由機組負荷通過折線函數對應相應開度；（4）磨煤機一次風量低時，原跳磨煤機的邏輯改為跳給煤機，且加入適量的延時，防止因風量測量管堵粉保護誤動，提高系統穩定性；（5）當一次風機RB發生后，一次風壓迅速減小，運行中的一次風機動葉超馳開大至95%。

優化后的一次風機RB控制策略，在一次風機RB動作時，根據當時負荷，通過折線函數算出一定的開度，該開度為引風機靜葉超馳關小的指令，即一次風機RB動作時，引風機靜葉超馳關小一定開度，防止爐膛負壓迅速拉至壓力低低保護值，保證RB動作成功。

4.2 優化后一次風機RB試驗

4.2.1 機組負荷460MW一次風機RB試驗。70%負荷一次風機RB試驗時，MCS自動全部投入，磨煤機A、B、C、D、E五臺磨運行，機組負荷460MW，主汽壓力19.84MPa，實際燃料量208.7T/H，給水流量1383.1T/H，總風量1783.9T/H，主汽溫度562.3℃，爐膛壓力-34.1Pa，A一次風機動葉執行器開度73.1%。B一次風機動葉執行器開度79.6%。A引風機靜葉執行器開度50.2%，B引風機靜葉執行器開度47.6%，一次風母管壓力9.98KPa。手動跳閘A一次風機，待機組負荷穩定后，機組負荷310MW，主汽壓力14.1MPa，煤量135.8T/H，給水流量953.5T/H，主汽溫513℃，爐膛壓力最低-956.8Pa。機組70%負荷一次風機RB試驗成功。

4.2.2 機組負荷600MW時一次風機RB試驗。90%負荷一次風機RB試驗時，MCS自動全部投入，磨煤機A、B、C、D、E、F六臺磨運行，機組負荷600MW，主汽壓力23.4MPa，實際燃料量270.1T/H，給水流量1846.8T/H，總風量2304.7T/H，主汽溫度563.2℃，爐膛壓力-16.1Pa，A一次風機動葉執行器開度85.7%，B一次風機動葉執行器開度90.0%。A引風機靜葉執行器開度68.0%，B引風機靜葉執行器開度64.6%，一次風母管壓力10.26KPa。手動跳閘B一次風機，待機組負荷穩定后，機組負荷315MW，主汽壓力14.8MPa，煤量134.5T/H，給水流量1047.5T/H，主汽溫495℃，爐膛壓力最低-1333.7Pa。機組90%負荷一次風機RB試驗成功。如圖1，為600MW負荷時一次風機RB試驗時參數曲線。

4.2.3 兩次試驗的結果分析。通過上述兩次試驗，結果均獲得成功，在460MW和600MW工況下，當一臺一次風機跳閘后，機組能快速降負荷至安全運行值，且引風機靜葉超馳動作及時、正確，配合運行一次風機動葉進行調整爐膛負壓和一次風母管壓力，快速穩定值一次風機跳閘前的設定值，避免因一次風機跳閘而導致機組跳閘。但存在一次風機RB時爐膛壓力下降較多、一次風母管壓力降低較多等問題，針對這些問題，下一步對該方案進行深度優化，將參數控制得更為平穩，保證機組安全運行。

5 結語

通過加裝一次風機出口氣動門，實現出口門快關，并且優化了送風機風量控制指令和引風機負壓控制前饋；增加一次風機RB時，運行的一次風機動葉超馳開至95%，引風機靜葉超馳關小功能。在上述優化方式下，660MW超臨界機組一次風機RB試驗成功完成，實現一次風機RB功能可靠投入，此舉在提高機組自動化水平的同時，也提高了機組運行的安全性及經濟性，從熱控專業角度為“降非停”提供一道有力的安全屏障。

參考文獻

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作者簡介：衛平寶（1981-），男，安徽六安人，馬鞍山當涂發電有限公司高級工程師。

（責任編輯：周 瓊）