一次調頻試運引起機組跳閘的原因分析及處理措施

摘 要：本文以300MW亞臨界機組為例，論述一起 DEH 投遙控時引起調門波動，最后造成機組跳閘的經過，通過對調門波動的原因進行了分析，最后提出處理措施。

關鍵詞：DEH；一次調頻；跳閘原因；處理措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.027

1 機組概況

我廠五號機組鍋爐系采用上海鍋爐廠生產的循環流化床鍋爐，是首批具有自主知識產權的循環流化床300MW鍋爐，其設計特點是為單爐膛、爐膛集中給煤、3個絕緣旋風分離器，具有區別于其他引進型鍋爐的新特性，設計燃用煤種為煙煤。對比國內引進型CFB鍋爐多為具有外置床，爐膛為褲衩腿的爐型而言，云浮C廠所采用的爐型在運行技術上沒有足夠的經驗參數可以遵循，一些普遍性的控制參數都是借鑒較接近類型機組的經驗，但由于爐型的不同、煤質的差異等等在很多方面都需要去自行摸索，特別是在一些關鍵操作和重要參數的控制方面，總結現場經驗更顯得尤為重要。

特別是在事故處理方面，鍋爐、汽輪機、電氣等專業各方面的配合尤其值得總結經驗和教訓，以下是一次機組調試過程中，由于一次調頻試驗導致機組跳閘的原因分析及應對措施。

2 事件經過

6月18日應調試所要求，云浮C廠由當班運行值長向中調申請五號機組進行一次調頻試驗，建模和PSS試驗。

21：17分，五號機組運行參數為：負荷N265MW 給煤量125.3噸/H，主蒸汽壓力14.11MPa/530℃，再熱蒸汽2，71MPa/532.調試所人員告知運行人員開始做機組一次調頻試驗，要求投入鍋爐陰風、一二次風自動，調試所及熱控專業人員在DEH頻差計算與負荷補償邏輯中，強制轉速差為8r/min，這時對應的一次調頻負荷修正目標量為4%（125MW）。

21：25分，機組給煤量一分鐘內從126.3噸t/h降至72.8噸，總風量從917，5KNM?/h，降至715 KNM?/h（其中一次風353.7 KNM?/h，二次風361.7 KNM?/h），#1二次風機電流151.6A降至123.9A，#2二次風機電流149.7A降至109.4A；#1一次風機電流233.9A降至196.7A；#2一次風機電流237.3A降至202.1A。爐膛壓力向負壓方向快速增大，引風自動退出，值班員發現后迅速調整引風，手動加煤至94噸/h，但爐膛壓力迅速降至至-2373pa，爐MFT動作，聯跳引風機、一二次風機。

21：28分，負荷降至N168MW，主蒸汽9.26MPa/500℃，再熱蒸汽1.82MPa/494d℃，“汽輪機高壓缸進汽溫度10分鐘內下降大于30℃”保護動作跳汽輪機、發電機，五號機組與系統解列，廠用電自動切換成功。

21：33啟動爐點火成功，21：38分，五號機組重新啟動風機組正常，點卓C角床上油槍，啟動給煤機開始投煤，鍋爐逐步增加熱負荷，控制爐膛溫降、穩定床溫，調整參數符合要求。

21：47機組各項參數符合要求，五號機組重新掛閘沖轉，22：04分機組定速，22：18五號機組順利與系統并列，檢查設備無異常逐步加負荷恢復正常運行。

3 原因分析

3.1 直接原因

一次調頻介入動作時，CCS中風煤比自動調節量太大，沒有設置低限制。經查閱歷史曲線記錄，當天及前一天進行的五號機組一次調頻試驗進行過程中，已經出現煤量及風量波動較大的情況，爐膛負壓多次出現報警值，運行值班員已就此存在問題向調試所人員提出疑問，并要求修正，給出一次調頻試驗時邏輯跟蹤的具體定值，以及給出應急預案，但由于自動控制仍能勉強跟上調節，調試所人員認為不需要做進一步的處理措施。

五號機組在做3008r/min一次調頻模擬試驗時，調試所人員未及時告知運行值班員試驗進入了另外一個層次，而該試驗相較之前所做的轉速高，一次調頻邏輯指令使機組協調系統動作幅度也是最大，當模擬的轉速達到3008r/min后，機組負荷未能及時跟上調整，一次調頻指令使五號機組給煤量一次往下減，而協調邏輯中二次風量跟蹤給煤量是最緊密的，煤量急劇下降令二次風量也同樣急劇降低，二次風機擋板開度關小至10%開度，遠遠不能滿足燃燒要求，同時使爐膛總風量減少太多，導致引風機動葉引負壓擾動大退出自動，爐膛壓力保護動作觸發MFT，此期間雖然煤量調整增加，但一次調頻邏輯指令一直動作，煤量、風量一直在執行減指令，爐膛負壓仍然低至-1720KPa，保護動作跳閘全部給煤機，因二次風擋板關閉后令風量監測滯后，爐膛總風量仍然往下走，引風機、一次風機接著跳閘。

由于鍋爐MFT動作全跳給煤機，鍋爐熱負荷瞬間損失太大，汽機側仍未來記得減去負荷，汽輪機高壓缸“10分鐘內溫降大于30℃”保護動作跳汽輪機。

3.2 次要原因

汽輪機側減負荷太慢，減負荷太慢主要是由于負荷控制中心設計不合理，在CCS退出后沒有聲光及顏色變化，DEH操作畫面紅色指示未消失，不能及時提示運行人員轉由DEH操作減負荷。在負荷控制中心未退出CCS前，減負荷指令幅度不能改變，每按一次只有1，不能起到快速減負荷的作用，只有在設定的控制畫面中直接設定閥門開度才能達到快速減負荷作用。

當負荷低于150MW，負荷控制中心自動切換為DEH操作，負荷畫面失去控制，在進行操作已經失效，此畫面暫未有詳細的培訓資料，運行值班員對此畫面的操作一知半解，調試所和熱工專業人員也未向運行人員進行技術交底，令運行人員誤判斷，而在事故處理過程當中也未能及時作出指導，以及提供有效建議，導致事故處理失去最佳時間，降低了事故處理的成功率。

4 存在問題

在整個事故處理過程中，大致上能順利按照規定參數及操作規程處理，但仍然遺留一些不足之處，值得好好總結和反思。

（1）機組跳閘后，高壓旁路開至19%后不能操作，使得鍋爐側汽壓上升較快，鍋爐側壓力上來后，導致高壓旁路前后壓差大，手動開啟也難操作，加劇了鍋爐汽壓的上升，令參數不可控，被迫開啟PVC閥泄壓。

（2）在機組重新掛閘后，由于再熱器保護喪失，再次令MFT保護動作，后經熱工強制后，才能再次掛閘，再熱器保護動作時間短，只有10秒，可以考慮優化。

（3）汽輪機定速后，同期并網裝置電視信號消失，延誤了并網時間。

（4）機組并網后，由于一次風機跳閘，導致全爐膛榻床，在加負荷過程中，發現爐膛左側流化異常，觀火孔觀察床料并未流化，對比右側有結塊現象，而且對應側有3支床上油槍不能投用，發現異常后，值班員馬上停止左側對應的給煤機，并且逐步增加流化風量，觀察床料流化逐步正常后，逐步恢復投煤。由于此階段延誤了2個小時左右，又受制于油槍不能投用，限制了機組增加負荷，使鍋爐管壁溫度超溫嚴重。

5 預防及應對措施

（1）為防止類似事故的發生，在進行重要試驗時，必須專業負責人到場，并且要進行重要的技術交底，對試驗可能存在的風險要辨識清楚，并應有應對的預控措施。

（2）試驗進行過程中，發現異常要及時停止，避免異常進一步擴大。

（3）運行值班員加強監盤的技術力量，提高監盤質量。

（4）針對事故處理過程中應注意的問題。1）機組跳閘后，汽泵汽源壓力低0.25MPa，提不上轉速，造成汽包水位低，手動啟動電泵后，要及時關再循環調整門，避免電泵超負荷，但要注意調整時電泵各參數不要超限；2）出現旁路卡澀不能開啟泄壓的情況時，要視乎鍋爐汽壓開啟PVC閥，避免汽包壓力過高，打不上水而導致汽包干鍋；3）若高壓旁路能夠順利開啟，要注意減溫水量的使用，不能投用太多，但也不能不用，要控制高壓缸排汽溫度不超保護定值得480℃。開啟旁路后要注意高排壓比，不能超限。二級旁路也要注意不要保護動作；4）機組跳閘后，由于凝汽器排汽量急劇減少，只有旁路帶來的少部分汽水，熱井水容易打空，凝結水泵容易跳閘，要注意開啟熱井補水，開啟再循環門，確保凝結水泵正常運行，凝結水壓力流量均正常，確保各路保護水的正確投用；5）除氧器水位不能維持時，要及時開出上水泵供水，并投用加熱，通知化學啟動大除鹽水泵，確保供水足夠；6）在鍋爐恢復風組運行后，應及時檢查各觀火孔，評估床料流化情況，在未投煤前，應先加大一次風量，確認建立流化后再適當減少風量，注意床溫的變化速率，及時投用油槍穩定燃燒，投煤初期，要適量控制煤量，注意搭配汽機負荷的加減，避免鍋爐超壓；7）參數符合要求后，電氣盡快并網，做好一切準備，并網后視熱負荷的情況增減機組負荷。

6 結語

此次一次調頻試驗導致機組跳閘是本廠首次出現高負荷跳閘跳機的情況，也是國產首臺擁有自主知識產權的300MW流化床鍋爐第一次出現類似事故，在處理事故過程中能夠確保重要設備的安全，并能順利恢復機組運行，為日后配套該型CFB鍋爐的機組事故處理提供豐富的經驗。

參考文獻：

[1]金春林，房芳，劉洪博.發電機組一次調頻試驗及應用[J].吉林電力，2012（05）.

[2]黃青松.洛河電廠一次調頻存在問題及解決對策[J].科技信息，2012（27）.

作者簡介：劉國衛（1980-），男，本科，工程師，主要從事火電廠運行技術管理工作。