三河電廠升級改造后RB功能優化及試驗分析

趙大偉 徐言賓

摘 要：介紹了三河電廠升級改造以后主要輔機故障減負荷（RB功能）的邏輯優化及試驗過程，在原三菱RB控制策略的基礎上，對切磨時間間隔、燃料主控切定值控制、大機調門閉鎖增、減溫水超馳關、爐膛壓力閉鎖送引風機邏輯等進行細致優化，并對試驗結果進行分析。通過實驗檢驗了協調系統及其他自動系統工作的性能，以及在輔機故障跳閘后的抗干擾能力，同時通過RB試驗對相關回路進行逐步的調整和優化，使控制系統在最佳的工況下運行，從而實現機組的全程負荷自動控制。

關鍵詞：三河發電廠 亞臨界 300MW汽包鍋爐 RB

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（b）-0075-02

1 機組快速甩負荷的含義

RB（run back）是機組分散控制系統（DCS）中的一種功能，即RB功能是一種機組工況突變的控制功能，當機組某寫重要輔機跳閘時，使鍋爐等有關設備，不能維持較高負荷運行時，根據協調控制系統RB 邏輯功能，快速將機組負荷降至規定負荷，并且保持機組運行參數在安全穩定范圍內，避免造成設備損壞或使機組故障停運。RB功能是機組實現單元機組集中控制，提高自動化水平的標志，是減少人為操作錯誤，造成機組停運的技術保障，對大機組集中控制保證機組安全穩定運行，具有安全穩定的重要作用。

2 設備及系統概述

三河發電有限責任公司#1鍋爐由日本三菱重工神戶造船所廠制造，型號為MB-FRR，最大出力：1175t/h；最大壓力：20MPag；蒸汽溫度：541℃。鍋爐為亞臨界控制循環燃煤汽包鍋爐，一次中間再熱、單爐膛、切圓燃燒、鋼架全懸吊結構、半露天布置、固態排渣。鍋爐汽包采用帶內襯套的雙層結構，鍋爐水冷壁采用氣密式焊接結構，直接吸收輻射熱的水冷壁管采用內螺紋管。鍋爐裝有三臺無軸封水浸式電動爐水循環泵，兩臺三分倉空氣預熱器。通風方式為平衡通風，兩臺雙速雙吸離心式引風機、兩臺動葉可調軸流式送風機、兩臺雙級動葉可調軸流式一次風機。每臺爐設置16只低NOX燃燒器，四角布置，分級配風，切圓燃燒。四臺雙進雙出磨煤機、八臺電子稱重式皮帶給煤機。鍋爐采用高能點火器、油槍、煤粉燃燒器兩級點火方式。共八只油槍，兩層布置。2009年完成1號爐微油點火改造。

#1機型汽輪機為三菱公司制造；電廠#1機組汽輪機額度出力為350MW，共設高、中壓調節門，主汽門共10個，其中高壓主汽門2個，高壓調節閥4個，中壓調節閥2個全都采用連續型控制，控制閥采用一拖二控制方式，中壓主汽門2個采用兩位型控制。每個閥門采用單獨的執行機構驅動。

過熱蒸汽溫度采用二級噴水減溫調節。再熱蒸汽溫度調節采用擺動式燃燒器，在再熱器入口的再熱汽管道上設有噴水減溫器，作為事故備用。當燃用設計煤種時，鍋爐不投油最低穩燃負荷為30%BMCR。

DCS采用美國MCS公司的MAX分散控制系統，實現DAS、MCS、BMS、SCS控制功能。系統主要由三大部分組成：MAXSTATION工作站、數據采集和控制機柜、高速數據通訊網。

3 RB功能邏輯設計

RB邏輯主要包括以下幾個公用部分及相關子系統的邏輯，公用邏輯有RB激活、目標負荷產生、協調方式切換邏輯、切粉邏輯、RB結束等邏輯。

3.1 RB啟動及邏輯復位邏輯

在負荷大于200MW且在操作員協調畫面RB投入允許的情況下，任一送風機、一次風機、引風機、汽動給水泵（且電泵未連啟）跳閘，觸發RB。RB具有自動恢復邏輯，在機組鍋爐負荷小于185MW（延時s）且主汽壓力偏差小于0.3（延時s）或RB觸發條件消失后，RB自動復位。

3.2 RB動作后各子系統的控制邏輯優化

3.2.1 CCS系統

機組RB發生后，觸發RB動作報警，鍋爐主控BM切位手動運行方式，燃料主控切為手動方式，總燃料指令為80，運行兩臺磨的一次風擋板指令各為40（速率限制后）。汽機式主控TM自動投入機跟隨（TF）模，自動投入滑壓模式，滑壓滑壓速率為0.15MPa/min。

RB觸發后，鍋爐負荷直線下降，汽溫下降較快，過熱器和再熱器減溫水調門超馳關6秒，PID處于自動方式。

為防止汽機調門波動最汽包水位、汽溫的影響，設計了汽機調門指令閉鎖增20s。氧量控制自動切為手動方式，二次風箱差壓自動切位手動方式，非一次風機RB時，關一次風機動葉（8%）。在送、引風機RB時，應將故障風機的動葉迅速關閉到0，利用平衡功能迅速打開另一側風機動葉到相應開度。

3.2.2 BMS系統

主要作用是根據機組的工況開完成燃料的投切，以達到快速降低鍋爐負荷的目的，使之與相應的輔機能力相適應。三河電廠配制4臺鋼球磨，RB切粉邏輯為：

①在多于三臺磨運行時且A磨運行時跳A磨。

②在4臺磨煤機運行時，A、B磨跳閘的時間間隔為5s。

③A、B、C磨運行時只跳A磨。

④為防止RB過程中一次風壓過低觸發磨煤機跳閘，將一次風壓低跳磨保護取消。

3.2.3 SCS系統

主要作用是保證在部分輔機故障的情況下，輔機所帶設備進行相應的處理，為保證送引風機RB時爐膛壓力的穩定，設計送、引風機單側互跳，來保證爐膛風量基本平衡。同時相關的出口、入口擋板要聯動關閉，完成風道隔離和協調系統的信號增益平衡。

4 各輔機RB工況的試驗情況及技術要點

在試驗前，協調控制系統及各分控制系統均經過認真調試，投入生產。自動投入率100%，各模擬量控制系統調節品質優良，經受了生產各種工況的檢驗。

4.1 一次風機RB

A、B、C、D磨運行，進行了12一次風機的RB試驗。運行人員從就地手動跳閘11一次風機，同時A磨跳閘，5s后B磨跳閘，機組協調控制方式由DEB自動切至機跟隨方式，自動滑壓運行，滑壓速率為0.15MPa/min，在整個過程中，一次風壓最低5.1kap，穩定后維持在6.2kap。爐膛壓力最低到-1260Pa，汽包水位最低-103mm，主汽溫最低517℃，再熱汽溫最低502℃，機組負荷最低166MW。

4.2 送、引風機RB

實現送、引風機的出發點是爐膛風量平衡原理。前提是保證爐膛壓力保護不能動作。下面以引風機RB試驗為例作簡要分析，試驗過程中機組的主要參數的變化曲線如圖-2。

A、B、C、D磨運行，運行人員從就地手動跳閘12引風機，12送風機聯鎖跳閘，同時A磨跳閘，5s后B磨跳閘，機組協調控制方式由DEB自動切至機跟隨方式，自動滑壓運行，滑壓速率為0.15MPa/min，由于引風機跳閘，使爐膛壓力減小，隨后由于同側的送風機連鎖跳閘，入爐風量減小，使爐膛負壓增大，主汽壓力、燃料量、風量下降，機前壓力在汽機調門的控制下最終維持在14.1，主汽溫度維持在530℃，由于主汽壓力和主汽流量的波動造成汽包水位的波動。整個過程中，燃料量最終維持在91t/h，功率維持在185MW左右。

4.3 給水泵RB（無電泵聯啟）

給水泵RB基本的出發點是物質平衡原理，及單泵最大出力時所保證的給水流量和鍋爐蒸發量之間的物質平衡。該工況對汽包水位影響最大，也是最直接的。

A、B、C、D磨運行，進行了11小機的RB試驗。運行人員從就地手動跳閘11小機，A磨跳閘，5s后B磨跳閘，機組協調控制方式由DEB自動切至機跟隨方式，自動切為定壓運行，在整個過程中，汽包水位最低-188mm，給水流量最低580T/h，主汽溫最低513℃，再熱汽溫最低502℃。

5 結論

在以上各項試驗中，機組始終處于協調運行方式，所有RB工況無需運行人員進行任何干預，試驗過程機組各項參數均為達到保護動作值，達到了機組在輔機意外跳閘時自動安全快速減負荷的目的。為機組運行的安全性和穩定性提供了保障。

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