350MW機組RB功能綜述

呂渤林（華電電力科學研究院, 杭州 310030）

350MW機組RB功能綜述

呂渤林
（華電電力科學研究院, 杭州 310030）

摘 要：RB是現代化機組自動控制系統的必備功能，對機組安全運行具有非常重要的作用，本文詳細介紹了某發電廠兩臺350MW機組RB功能的范圍和內容，并對RB發生后控制系統的動作原理及邏輯動作過程進行了闡述，為RB功能的設計和優化提供參考。

關鍵詞：RB(RUNBACK)；輔機跳閘；協調控制

1 機組概況

某發電廠安裝有兩臺350MW燃煤發電機組，鍋爐采用北京巴布科克.威爾科克斯有限公司制造的亞臨界參數、一次中間再熱、固態排渣、單爐膛平衡通風的自然循環汽包爐，配有五臺HP883中速磨煤機，采用直吹式制粉系統；汽輪機是由哈爾濱汽輪機廠制造的亞臨界、中間再熱、單軸雙排汽供熱凝汽式汽輪機，配有兩臺50%容量汽泵和一臺30%容量電泵；發電機為哈爾濱電機廠制造，水氫氫冷卻方式，采用靜態勵磁方式，型號為QFSN-350-2。DCS系統采用GE上海新華控制工程有限公司的XDPS-400e分散控制系統，DCS/ DEH/EΤS一體化，單元機組采用協調控制，機組正常運行中投入協調控制或ΑGC方式。

2 RUNBACK(輔機故障快速減負荷)功能介紹

運行中的大型火電機組，當主要輔機突然發生故障跳閘或手動切除，造成鍋爐出力無法滿足機組負荷的要求，機組實發功率受到限制時，為了適應運行設備出力，機組協調控制系統自動將機組負荷迅速降到尚在運行的輔機所能承受的目標負荷值，從而使機組在一個較低的負荷點維持安全穩定運行，避免停機或設備損壞事故的發生。這一過程稱為輔機故障快速減負荷（RUNBΑCK），簡稱RB。RB負荷返回的速率以及所應返回到的新的負荷水平與發生故障的輔機有關。

當鍋爐重要輔機跳閘后，該廠RB功能直接按照一定的降負荷速率到達邏輯設計指定目標負荷。在RB動作過程中，FSSS按要求切磨投油，CCS根據RB目標值計算出所需的燃料量送至鍋爐主控，同時協調各子系統以確保運行工況的平衡過渡，汽機主控維持實際負荷（主汽流量）與機前壓力對應的關系調節汽門。

在RB動作的過程中保留鍋爐MFΤ跳閘保護功能，以保證爐膛的安全。

2.1 該廠五期工程的兩臺機組設計的RB功能如下表所列

觸發條件　　目標主汽流量主汽流量　　設備跳閘磨煤機RB（4跳1）大于900t/h　4臺磨煤機跳閘1臺　800t/h磨煤機RB（3跳1）大于610t/h　3臺磨煤機跳閘1臺　530t/h RB名稱一次風機RB　大于530t/h　2臺一次風機跳閘1臺　500t/h送風機RB　大于610t/h　2臺送風機跳閘1臺　530t/h引風機RB　大于610t/h　2臺引風機跳閘1臺　530t/h 80%給水泵RB　大于960t/h　2臺汽泵跳閘1臺電泵聯啟　800t/h 50%給水泵RB　大于530t/h　2臺汽泵跳閘1臺電泵未聯啟　530t/h空預器RB　大于530t/h　2臺空預器跳閘1臺　500t/h

2.2 RB動作時主汽流量與壓力對應關系如下

RB發生時壓力控制方式自動切為ΤF滑壓方式，滑壓數率設定為0.3MPa/min。

2.3 RB發生時目標負荷對應的燃料量為

RB發生時目標負荷對應的燃料量=RB實際燃料量÷RB瞬間主汽流量×RB目標主汽流量。

2.4 協調控制系統邏輯

發生RB時，鍋爐主控切為手動方式，CCS系統根據RB目標負荷確定磨煤機運行臺數，并將切磨信號送至FSSS系統，仍然運行的磨煤機保持自動狀態，處于自動工況的給煤機提高到最大出力，盡量減少燃料量失衡，30秒后維持最大可能出力。協調系統由RB發生前的CCBF方式切為ΤF方式，ΑGC功能切除；壓力控制方式由RB發生前的定壓或滑壓方式切為RB滑壓方式，壓力目標值根據實際主汽流量計算得出；ΑGC控制由RB發生前的自動或手動方式切為手動方式。

RB過程根據負荷與燃料量關系快速減負荷，當機組實際負荷達到或低于RB目標值，RB過程結束。

2.5 FSSS跳磨煤投油

FSSS系統接收CCS系統發出的RB動作信號，快速切除運行中的磨煤機，對燃燒系統進行粗調。RB動作后，系統設計按從上到下E、C、B磨的動作順序依次切除，僅保留相鄰層或同層兩臺磨煤機運行，禁止磨煤機隔層運行。如出現送風機、引風機和給水泵跳閘RB情況，切磨間隔時間為6秒，如上臺磨煤機沒有運行，則直接切下一臺。如出現空預器、一次風機跳閘RB情況，切磨間隔時間為3秒。

當五臺磨都運行時，單跳閘一臺磨煤機不發生RB，發生送引給水RB時先切C磨，延時6秒切E磨，延時6秒切B磨，一次風空預器給水泵30%RB，切磨間隔為3秒；投入Α層微油點火裝置。

同時，DCS系統設計有RB時D、B組大油槍和Α、D組微油槍可自動投油進行爐膛穩燃。即：如Α磨運行，RB發生時自動投入Α組微油槍；若Α磨不運行，D磨運行，自動投入D組大油槍和微油槍。若相應需要投入的油槍不能在規定時間(60秒)內自動投入，運行人員可手動投入其它運行磨組油槍進行穩燃。根據鍋爐燃燒運行的實際情況，運行人員可根據鍋爐燃燒的實際情況和負荷需要，考慮切除多余的油槍。

2.6 利用DEH RB接口實現快速降負荷。

當RB發生后協調控制系統切為ΤF滑壓方式，DEH調節機前壓力，設定值隨著機組負荷的下降而降低。為了防止DEH的調節閥向開啟的方向變化而導致機組負荷升高，在RB狀態下禁止開啟DEH調節閥。

3 RB功能實現具體特點分析

3.1 RB發生條件判斷及RB后的相應指令

送、引、一次風機、空預器、給水泵RB的發生條件判斷都類似，以一次風機為例：

RB動作條件：

（2）主汽流量大于530噸/小時

（3）兩臺一次風機運行,其中一臺跳閘

RB動作后，可發出下列指令：

（1）CCS RB信號送至汽機主控，快速關小高壓缸調節門，控制RB目標機前壓力值；送至鍋爐主控，減小投入爐膛的燃料量，降低機組主汽流量至RB目標主汽流量

（2） 切除ΑGC，協調控制系統切為ΤF滑壓方式，

（3）CCS RB信號送至FSSS，按照預設邏輯切磨投油。

（4）鍋爐主控按RB瞬間機組實際主汽流量和燃料量計算出RB目標主汽流量對應的燃料量進行調節。

（5）一次風機導葉控制按平衡塊的功能自動把跳閘一次風機導葉指令加到運行一次風機上。

缺氮發生原因：首先，主要與土壤氮素供應狀況有關。我國幾乎所有種植柑橘的果園若只僅靠土壤供氮均會出現氮不足的問題。其次，與氣候條件有關。在多雨地區氮素易流失;土壤漬水或干旱等都會導致缺氮癥狀的發生。另外，氮肥施用量少或施用方法不當也會造成缺氮。

3.2 機組最大可能出力回路（RB功能在此實現）

根據鍋爐輔機的投入情況計算機組最大可能出力，如給水泵、送、引風機、空預器、一次風機等主要輔機的運行狀態。最后把這些信號送至一個小值選擇器綜合，形成機組RB的最大能出力信號。我廠的甩負荷功能也在這里實現。例如一臺風機跳閘時，把負荷指令降低至50%，汽機跳閘時，把負荷指令降低至30%，并給出相應的降負荷變化速率（＞10%）。

3.3 RB動作后鍋爐主控和汽機主控的動作過程

RB動作后，機組控制將由CCBF方式切換為ΤF滑壓方式，此工況下是汽機跟隨方式，汽機主控制器在自動狀態，鍋爐調節器在手動狀態，并由機組最大可能出力（RB時）形成機組目標主汽流量值；汽機主控制器維持機前壓力。

鍋爐主控：RB發生后，鍋爐所需的燃料量為根據輔機狀況計算的機組最大可能出力值，由此值形成機組目標負荷,計算出鍋爐所需的燃料量送至鍋爐主控，作為燃料量給定，在RB結束前，此燃料量一直保持不變。

汽機主控：RB發生后，汽機主控切至調壓方式，壓力的給定值由實際主汽流量與壓力所對應曲線關系產生，汽機主控自動用來維持機前壓力的穩定，維持機爐的平衡。

由上分析可知，在RB發生后，鍋爐主控保持一定的燃料量；汽機主控按照滑壓曲線利用鍋爐動態響應較慢而汽機動態響應快的特點進行動態調節，控制機前壓力的穩定，盡可能地實現機組的平穩過渡。

4 RB試驗難點分析及應注意問題

本文不再對該廠RB試驗進行贅述，只是針對RB試驗提出以下五個方面需要注意的問題。

4.1 RB速率的確定

對于不同輔機的RB所產生的機組最大主汽流量應不同，所采取RB降負荷速率也應不同。RB降負荷速率決定了鍋爐減燃料的速度，速度過快或過慢均會造成機組參數的不穩定。

4.2 RB結束回路設計

RB發生后，當機組實際主汽流量達到或低于RB目標主汽流量時，RB自動結束。考慮到給煤量煤質變化可能與RB目標負荷不完全相一致，在機組負荷控制中心畫面中應設置有手動退出按鈕。

4.3 應注意協調控制方式下目標負荷跟蹤功能

為保證RB結束后恢復過程中機組負荷不發生擾動，在RB過程中，機組負荷控制中心指令應跟蹤機組實際負荷（主汽流量），這樣RB結束后，機組就可以在當前目標負荷基礎上平緩無擾地恢復機組至正常運行參數。

4.4 注意一些參數調整

負荷控制中心的目標負荷應以一定的速率變化到目標負荷，鍋爐主控的負荷調整速率與FSSS的切磨投油速率設置應基本保持一致，以減少爐膛的燃燒波動。設置合理的RB滑壓曲線和降壓速率，在保證機組穩定的基礎上，DEH盡可能快地維持住機前壓力。

4.5 注意機組運行方式

在做RB試驗前，給水控制、風量控制、爐膛負壓控制等子系統必須非常完善，控制系統要有變工況、變負荷的自適應能力。機組運行中注意機組協調控制系統及其子系統應投入自動，所有給煤機最好都處于自動狀態，否則RB時會造成投入自動的給煤機指令變化很大，而處于手動的給煤機指令不變。

5 結束語

機組RB控制是一項復雜的過程，牽涉到鍋爐、汽機多個子系統的協調動作。RB功能的實現，給發電機組安全運行提供了可靠保障，能夠避免運行人員因機組故障處置不及時導致故障進一步擴大或發生停機事件。所以，在大型發電機組中，RB功能反映了機組在輔機故障下的適應能力，是衡量機組控制系統性能和功能的重要指標，RB功能投入可以很大程度上提高機組的安全性能。

參考文獻：

[1]XDPS-400e DCS設計資料[Z].GE新華公司,2010.

[2]朱北恒主編.火電廠熱工自動化系統試驗[M].中國電力出版社,2006.

作者簡介：呂渤林（1986-），黑龍江牡丹江人，助理工程師，從事自動化控制方面的工作。