660?MW機組運行方式切換導(dǎo)致機組跳閘原因分析

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）

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

600 MW機組；機組跳閘；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)。汽輪機為上海汽輪機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。2臺機組分別于2013年12月和2014 年4月投入商業(yè)運行。機組配置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）方式。

DEH的控制主要由啟動裝置控制回路、轉(zhuǎn)速負荷控制回路、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)門及補氣閥。其中，啟動裝置控制回路在汽機啟動階段起作用，轉(zhuǎn)速負荷控制回路中的轉(zhuǎn)速控制器自動給定暖機轉(zhuǎn)速值、目標轉(zhuǎn)速值及最初始的升速率。在機組并網(wǎng)后，DEH控制方式自動切換至負荷控制回路。壓力控制回路分為初壓和限壓2種方式，在機組啟動階段，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，汽輪機負責(zé)調(diào)節(jié)主汽壓力。

2　跳機事故過程

2015-07-06T07：27：12，機組負荷232.9 MW，機前主汽壓力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（記憶鍋爐點火時換算壓力）。DEH接收到壓力設(shè)定值變?yōu)?3.7 MPa，汽機調(diào)門逐漸關(guān)小。07：30：53，調(diào)門全關(guān)，逆功率保護動作，汽機跳閘。

3　壓力設(shè)定值突增原因分析

通過分析運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)高壓旁路進入B方式，邏輯回路中有2個Transfer切換功能塊發(fā)生切換（見圖1中2個加框部分）。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)上進行實際工況模擬時發(fā)現(xiàn)，在高壓旁路方式切換進B方式時，高旁壓力設(shè)定值確實發(fā)生了跳變。經(jīng)分析初步認為上述2個Transfer切換功能塊運算時序前后交錯，引起壓力突增，導(dǎo)致跳變的發(fā)生。

為了證實上述分析，分別模擬了實際工況下單個Transfer切換功能塊運算，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B方式的壓力設(shè)定值切換邏輯進行修改，增加1個切換功能塊，在切換時先保持當(dāng)前壓力設(shè)定時間值為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。

邏輯修改后進行了實際工況模擬，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，確保了機組的安全穩(wěn)定運行。

5　結(jié)束語

對高壓旁路控制邏輯優(yōu)化后，在機組的啟動過程中有效避免了壓力設(shè)定值的跳變現(xiàn)象。本次跳機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。