660?MW機(jī)組運(yùn)行方式切換導(dǎo)致機(jī)組跳閘原因分析

2016-09-09 03:31:15付文龍蔡建飛李萬軍

電力安全技術(shù) 2016年7期

付文龍，蔡建飛，李萬軍

（淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽淮南 232098）

付文龍，蔡建飛，李萬軍

（淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽淮南 232098）

針對(duì)某電廠660 MW超超臨界機(jī)組在并網(wǎng)初期機(jī)組運(yùn)行方式切換時(shí)機(jī)組跳閘的事故，分析了事故過程，找出主汽壓力設(shè)定值突增使汽機(jī)調(diào)門關(guān)閉是最終導(dǎo)致機(jī)組跳閘的原因，提出修改壓力定值切換邏輯的解決方案，并驗(yàn)證了方案的效果。

600 MW機(jī)組；機(jī)組跳閘；高壓旁路；初壓方式；主汽壓力

0　引言

某發(fā)電廠2期工程為2×660 MW超超臨界機(jī)組。鍋爐采用上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，為單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、Π型露天布置、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠有限公司采用西門子技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)。2臺(tái)機(jī)組分別于2013年12月和2014 年4月投入商業(yè)運(yùn)行。機(jī)組配置100 % BMCR容量的高壓旁路和65 % BMCR容量的低壓旁路，100 % BMCR容量的高壓旁路布置在鍋爐過熱器出口。DCS系統(tǒng)為上海西屋控制系統(tǒng)有限公司基于W indow s 7操作系統(tǒng)的OVATION 3.3.1分散控制系統(tǒng)。

1　高壓旁路和DEH控制方式

機(jī)組啟停過程中高壓旁路方式主要有A 1（高壓旁路全關(guān)）、A 2（高壓旁路最小閥位）、A 3（高壓旁路升壓）、B（高壓旁路壓力跟蹤）、C（高壓旁路溢流）及D/E（停機(jī)）方式。

DEH的控制主要由啟動(dòng)裝置控制回路、轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制回路、壓力控制回路3部分構(gòu)成。上述3回路換算出的指令經(jīng)過小選器后得出的指令，再同高排溫度控制的限值及調(diào)閥閥位限值取小后，控制高中壓調(diào)門及補(bǔ)氣閥。其中，啟動(dòng)裝置控制回路在汽機(jī)啟動(dòng)階段起作用，轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制回路中的轉(zhuǎn)速控制器自動(dòng)給定暖機(jī)轉(zhuǎn)速值、目標(biāo)轉(zhuǎn)速值及最初始的升速率。在機(jī)組并網(wǎng)后，DEH控制方式自動(dòng)切換至負(fù)荷控制回路。壓力控制回路分為初壓和限壓2種方式，在機(jī)組啟動(dòng)階段，當(dāng)旁路關(guān)閉后，DEH壓力控制方式選擇初壓方式，壓力控制回路起作用，汽輪機(jī)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)主汽壓力。

2　跳機(jī)事故過程

2015-07-06T07：27：12，機(jī)組負(fù)荷232.9 MW，機(jī)前主汽壓力11.46 MPa，DEH主汽壓力設(shè)定值12.12 MPa，高壓旁路壓力設(shè)定值12.12 MPa，協(xié)調(diào)系統(tǒng)主汽壓力設(shè)定值（跟隨鍋爐主控煤量指令函數(shù)的變化）9.91 MPa。07：27：13，高壓旁路閥開度為0，DEH切換至初壓控制方式（DEH控制主汽壓力）。07：27：14，旁路控制切至B方式，高壓旁路壓力設(shè)定值由12.1 MPa突變到13.7 MPa（記憶鍋爐點(diǎn)火時(shí)換算壓力）。DEH接收到壓力設(shè)定值變?yōu)?3.7 MPa，汽機(jī)調(diào)門逐漸關(guān)小。07：30：53，調(diào)門全關(guān)，逆功率保護(hù)動(dòng)作，汽機(jī)跳閘。

3　壓力設(shè)定值突增原因分析

通過分析運(yùn)行方式切換過程中相關(guān)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，高旁控制邏輯在切換至B方式后，高壓旁路壓力設(shè)定值突增1.6 MPa，導(dǎo)致DEH壓力設(shè)定值快速增至13.7 MPa；而實(shí)際主汽壓力為11.46 MPa，導(dǎo)致DEH的控制邏輯回路切換至壓力控制回路。壓力控制回路因采用初壓方式控制主汽壓力，實(shí)際主汽壓力為11.46 MPa，低于設(shè)定值（13.7 MPa），DEH快速關(guān)小調(diào)門來調(diào)節(jié)壓力。又因高壓旁路在B方式下，DEH壓力設(shè)定值跟隨實(shí)際主汽壓力不斷上升，形成死循環(huán)，最終調(diào)門全關(guān)，汽機(jī)跳閘。

從上述分析可知，高旁控制邏輯切換后高壓旁路壓力設(shè)定值突增是跳機(jī)的誘因。高壓旁路壓力傳遞邏輯回路如圖1所示，當(dāng)高壓旁路進(jìn)入B方式，邏輯回路中有2個(gè)Transfer切換功能塊發(fā)生切換（見圖1中2個(gè)加框部分）。框1中切換跟蹤速率為TRR1（YES）=2.5 MPa/s，TRR2（NO）=2.5 MPa/s，框2中切換跟蹤速率為TRR1（YES）=0.005 MPa/s，TRR2（NO）=1 MPa/s，高旁壓力設(shè)定值跟蹤框2的Transfer切換功能塊輸出。

在原邏輯基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際工況模擬時(shí)發(fā)現(xiàn)，在高壓旁路方式切換進(jìn)B方式時(shí)，高旁壓力設(shè)定值確實(shí)發(fā)生了跳變。經(jīng)分析初步認(rèn)為上述2個(gè)Transfer切換功能塊運(yùn)算時(shí)序前后交錯(cuò)，引起壓力突增，導(dǎo)致跳變的發(fā)生。

為了證實(shí)上述分析，分別模擬了實(shí)際工況下單個(gè)Transfer切換功能塊運(yùn)算，模擬結(jié)果顯示壓力傳遞速率正常，沒有出現(xiàn)突增現(xiàn)象。由此證明以上判斷正確。

4　解決措施

基于上述分析，對(duì)B方式的壓力設(shè)定值切換邏輯進(jìn)行修改，增加1個(gè)切換功能塊，在切換時(shí)先保持當(dāng)前壓力設(shè)定時(shí)間值為2 s，2 s后再以0.005 MPa/s的速率從當(dāng)前壓力設(shè)定值切換至B方式的壓力設(shè)定值，避免切換過程中產(chǎn)生設(shè)定值跳變。邏輯修改如圖2所示。

邏輯修改后進(jìn)行了實(shí)際工況模擬，模擬結(jié)果顯示該措施有效避免了壓力傳遞過程中的跳變現(xiàn)象，確保了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5　結(jié)束語

對(duì)高壓旁路控制邏輯優(yōu)化后，在機(jī)組的啟動(dòng)過程中有效避免了壓力設(shè)定值的跳變現(xiàn)象。本次跳機(jī)事故的分析解決過程表明，電廠熱工專業(yè)人員不但要熟悉電廠的熱力系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，還要熟練掌握DCS邏輯及其功能塊在控制邏輯中的正確應(yīng)用。