亞臨界600MW火電機(jī)組“滅火不停機(jī)”的探索與實現(xiàn)

摘 要：某廠通過機(jī)、爐控制邏輯保護(hù)的優(yōu)化，不斷總結(jié)運(yùn)行操作技巧，在亞臨界600MW機(jī)組上多次成功實現(xiàn)“滅火不停機(jī)”，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，認(rèn)為只要牢牢把握能夠確保安全的關(guān)鍵原則，在大型火電機(jī)組上實現(xiàn)“滅火不停機(jī)”，控制“非停”是可行的選擇。

關(guān)鍵詞：邏輯保護(hù)；滅火不停機(jī)；安全；非停

1 概述

按大型火電機(jī)組常規(guī)控制設(shè)計原則，鍋爐MFT后，為防止正處于高速、高溫轉(zhuǎn)速狀態(tài)的轉(zhuǎn)子因急劇冷卻而受嚴(yán)重?fù)p傷。汽機(jī)應(yīng)立即聯(lián)鎖打閘停機(jī)。然而，大型機(jī)組跳閘后恢復(fù)時間較長，綜合考慮機(jī)組且恢復(fù)過程中油耗和電量的巨大損失以及“非停”對社會和企業(yè)的負(fù)面影響。那么，在確保汽輪機(jī)設(shè)計壽命范圍內(nèi)主設(shè)備安全的前提下，探索“滅火不停機(jī)”的可能性是有較大現(xiàn)實意義的。

2 設(shè)備概況

汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、凝汽式600MW汽輪機(jī)。采用高中壓缸合缸雙層缸結(jié)構(gòu)，低壓缸為雙流反向布置、三層缸結(jié)構(gòu)。鍋爐采用東方鍋爐股份公司DG2030/17.6-Ⅱ3型“W”火焰鍋爐。設(shè)計為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、雙拱爐膛、中間一次再熱、尾部雙煙道、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣爐。爐膛前、后拱各布置18只配雙旋風(fēng)煤粉燃燒器。配置6臺冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)，型號：QFSN-600-2YHG，全封閉、強(qiáng)制潤滑、水/氫/氫冷卻、整體合金鋼轉(zhuǎn)子、三相交流隱極式同步發(fā)電機(jī)。

3 “滅火不停機(jī)”汽機(jī)側(cè)主要保護(hù)措施和自動聯(lián)鎖

“滅火不停機(jī)”實際是一個快速降負(fù)荷和升負(fù)荷過程，汽輪機(jī)將受到急劇冷卻和加熱過程，造成主設(shè)備壽命消耗。為保證汽機(jī)主設(shè)備的安全，“滅火不停機(jī)”過程必須對汽輪機(jī)進(jìn)行完善的保護(hù)，根據(jù)廠家設(shè)計曲線和其他廠經(jīng)驗對機(jī)組控制邏輯進(jìn)行以下優(yōu)化和變更。

（1）保留鍋爐汽包水位高三值聯(lián)跳汽機(jī)，MFT其他條件不聯(lián)跳

汽機(jī)。（2）增加主蒸汽低汽溫保護(hù)：MFT動作且鍋爐未運(yùn)行，主汽溫低于450℃或主汽溫度過熱度在主汽壓力10MPa以上低于110℃，主汽壓力10MPa以下低于80℃時，汽機(jī)跳閘。主汽溫度測點取鍋爐兩側(cè)的低點。（3）增加主蒸汽低汽溫保護(hù)自動投入和退出邏輯：機(jī)組負(fù)荷240MW以上自動投入主蒸汽低汽溫保護(hù)（即負(fù)荷240MW以上，如主汽溫低于450℃，汽機(jī)跳閘），負(fù)荷低于240MW以下，該保護(hù)自動退出。（4）人機(jī)界面中增加MFT聯(lián)跳A汽泵和B汽泵按鈕，由運(yùn)行人員根據(jù)運(yùn)行參數(shù)確定投入?yún)?shù)較差的汽泵的聯(lián)鎖。（5）鍋爐MFT動作后通過DEH“快減負(fù)荷”自動降負(fù)荷，目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定為30MW，降負(fù)荷率200MW/min；30MW后由運(yùn)行人員根據(jù)汽溫和汽壓情況手動控制；并在DEH中增加 “手動RB”按鈕：“手動RB”投入時，負(fù)荷以200MW/min的降負(fù)荷率自動減負(fù)荷至30MW，減負(fù)荷過程中如退出“手動RB”，則負(fù)荷保持在當(dāng)前負(fù)荷。（6）鍋爐MFT后，汽機(jī)調(diào)門閥位運(yùn)行方式自動轉(zhuǎn)換為“單閥”運(yùn)行方式。

4 “滅火不停機(jī)”鍋爐側(cè)主要邏輯變更和自動聯(lián)鎖

鍋爐側(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和熱控元件穩(wěn)定性較差，常造成鍋爐不能及時吹掃和點火，可在不違反技術(shù)規(guī)范的原則規(guī)定下，簡化邏輯或用替代邏輯的方式解決現(xiàn)場一次設(shè)備不可靠帶來的問題。

（1）根據(jù)現(xiàn)場實際，將鍋爐MFT后爐膛吹掃條件進(jìn)行如下修

改：

a.將“全爐無火焰”修改為：所有火檢有火數(shù)量≤3個且進(jìn)回油流量差≤0.4t/h。b.“所有油燃燒器油閥關(guān)”修改為：所有油燃燒器油閥非關(guān)≤3支。c.“所有磨煤機(jī)和給煤機(jī)停，磨溫風(fēng)門和出口門關(guān)”修改為：所有磨煤機(jī)非運(yùn)行。d.將“鍋爐風(fēng)量≥25%”修改為：鍋爐風(fēng)量≥25%。

（2）人員界面中“啟動吹掃”按鈕的功能改為強(qiáng)制吹掃，即當(dāng)吹掃條件不滿足時，按下該按鈕，邏輯會強(qiáng)制啟動吹掃。“啟動吹掃”按鈕允許條件為：所有火檢有火數(shù)量≤3個且進(jìn)回油流量差≤0.4t/h。鍋爐MFT后若所有吹掃條件成立，邏輯立即實現(xiàn)自動吹掃，否則運(yùn)行人員應(yīng)對吹掃條件進(jìn)行檢查，確認(rèn)吹掃條件實際已滿足，但由于設(shè)備狀態(tài)不對導(dǎo)致某一吹掃條件無法滿足時，可以按下“啟動吹掃”按鈕，強(qiáng)制啟動吹掃。

（3）油槍點火允許條件中“油母管正常”取消其中的“吹掃蒸汽壓力不低”。

5 實際操作中必須注意的問題

（1）汽包水位的控制。600MW汽包鍋爐其蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過汽包的有效容積，當(dāng)鍋爐MFT后，鍋爐汽包水位必然出現(xiàn)嚴(yán)重的虛假水位現(xiàn)象，此時如給水量控制不穩(wěn)定，造成汽包水位大幅波動，更易引起運(yùn)行人員對汽包水位的誤判。出現(xiàn)低水位甚至無水位點火情況，威脅蒸發(fā)受熱面安全。故給水量的控制一定要平衡，切忌大開大關(guān)。提前分析動態(tài)過程，先完成主、旁路的切換，在主/旁路切換過程中，根據(jù)給水壓差、汽包水位，通過旁路調(diào)整門平穩(wěn)控制適當(dāng)?shù)慕o水流量，待電泵轉(zhuǎn)速正常，逐漸降低汽泵出力。而不要急于手動跳閘汽泵，人為增加控制難度。此時還應(yīng)根據(jù)汽包壓力的下降速度（以鍋爐不超壓為限），盡快降低電負(fù)荷以減小汽包壓力的變化，達(dá)到減少“虛假水位”的疊加效應(yīng)目的。只有當(dāng)主旁路切換完畢，電泵已能替代汽泵承擔(dān)負(fù)荷，才考慮手動停止汽泵更適當(dāng)。

（2）鍋爐熱負(fù)荷控制。在實現(xiàn)“滅火不停機(jī)”過程中運(yùn)行人員易出現(xiàn)急迫恢復(fù)的緊張心理，在此心理驅(qū)使下，短時間了大量增加鍋爐熱負(fù)荷，造成受熱面超溫，之后又同時采取大幅調(diào)整減溫水、大幅改變熱負(fù)荷，造成主汽溫度“波浪形”變化，甚至失控。對此問題需加強(qiáng)運(yùn)行人員對大型機(jī)組熱慣性的把握，規(guī)范制粉系統(tǒng)操作，避免單純依靠減溫水控制溫度的方式，而以穩(wěn)定的熱負(fù)荷調(diào)整為中心，以減溫水調(diào)整進(jìn)行修正，以“汽機(jī)跟隨方式”進(jìn)行機(jī)組控制精度最高，操作質(zhì)量更有保障，工作量最小。

（3）汽機(jī)高排溫度的控制。600MW汽輪機(jī)在低負(fù)荷時由于蒸汽通流量低，排汽不暢，易造成高排溫度超標(biāo)，可以根據(jù)高排溫度開啟高壓缸通風(fēng)閥增加蒸汽通流量，并通過調(diào)節(jié)高低旁路來維持較低的冷再壓力以解決排汽不暢問題。

（4）機(jī)組軸封汽源的保證。降負(fù)荷時，應(yīng)立即檢查軸封汽源動作情況和軸封汽溫的變化，檢查軸封汽源自動切換應(yīng)正常，否則應(yīng)手動切換。若輔汽和冷再汽源均不穩(wěn)定，維持不了時，可以適當(dāng)投入高旁，兼顧高排溫度，適當(dāng)提高冷再壓力，并注意監(jiān)視高旁后溫度。負(fù)荷下降過程中還應(yīng)注意除氧器壓力低于0.15MPa時，檢查除氧器備用汽源應(yīng)自動投入，否則應(yīng)手動投入，維持除氧器壓力在0.15Mpa，注意低壓缸排汽溫度及疏擴(kuò)溫度變化情況，當(dāng)?shù)蛪焊着牌麥囟然蚴钄U(kuò)溫度升高至規(guī)定（或設(shè)定）值時，檢查低壓缸噴水調(diào)節(jié)門、疏擴(kuò)減溫水調(diào)節(jié)應(yīng)聯(lián)開正常，否則應(yīng)手動開啟。

6 結(jié)束語

通過上述方式，已多次在600MW機(jī)組實現(xiàn)“滅火不停機(jī)”。實踐表明實現(xiàn)“滅火不停機(jī)”的安全的重點在于汽機(jī)側(cè)的完善保護(hù)，能否實現(xiàn)的關(guān)鍵在于鍋爐側(cè)的及時吹掃、安全快速點火。

參考文獻(xiàn)

[1]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，1998，05.

[2]華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會.汽機(jī)設(shè)備及其系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2001.

作者簡介：黃凱（1968-），男，漢族，湖南人，專科，從事電廠汽機(jī)技術(shù)管理工作。