600 MW超臨界機組并網調節閥全開原因分析及處理

吳學理，王衛濤

(1.湖北華電襄陽發電有限公司，湖北 襄陽 441000；2.湖北省電力試驗研究院，武漢 430077)

600 MW超臨界機組并網調節閥全開原因分析及處理

吳學理1，王衛濤2

(1.湖北華電襄陽發電有限公司，湖北 襄陽 441000；2.湖北省電力試驗研究院，武漢 430077)

以湖北華電襄陽發電有限公司MAXDNA控制系統中的數字電液控制系統(DEH)為對象，對一起并網后調節閥突然全開的處理過程進行總結，并提出快速處理的方法，對同類電廠控制系統異常事件處理具有較好的參考價值。

DEH；并網；調節閥全開；控制系統

1 機組概況

湖北華電襄陽發電有限公司(以下簡稱襄發公司)2臺600 MW機組為上海汽輪機廠生產的N600-24.2/566/566型汽輪機，機組為反動式、超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、凝汽式汽輪機組，采用高中壓聯合啟動的方式。配套鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG1913/25.4-M957型超臨界直流鍋爐。分散控制單元(DCS)采用美國美卓自動化MAX控制系統公司生產的MAXDNA控制系統。

2 DEH并網異常事件

2015年7月2日#6機組啟動，機組轉速在3 000 r/min時并網。并網后，高壓調節閥(GV)開度突然由13%增至100%，機組初負荷達到60 MW，嚴重影響鍋爐燃燒和汽輪機運行安全。

機組并網后的初負荷一般為3%～5%額定負荷(30 MW左右)，初負荷過低可能造成發電機逆功率保護動作，過高則易造成汽輪機振動、差脹、軸位移及熱應力變化過大。當機組并網時，數字電液控制系統(DEH)將從轉速控制模式切換為負荷控制模式；切換后，負荷設定值(REFDEM)信號由2路信號疊加而成，1路為并網前GV流量，1路為帶初負荷增加的流量。

2015年7月2日#6機組并網前，GV流量指令(FDEM)為25.243 0%，主蒸汽壓力為2 MPa，定壓修正因子為4，并網后的負荷設定值應為284 MW，閥門流量信號為34.470 0%，對應GV的開度指令為22%，而實際開度卻為100%。因此，GV開度過大，機組運行明顯異常。

3 原因追查

2015年7月2日#6機組異常GV開度數據如圖1所示。由圖1可知，05:33:17，#6機組并網；1.0 s后，GV指令全開；2.0 s后，反饋到達。

并網前，轉速6模塊輸出指令為25.243 0%，汽輪機單閥運行，#4 GV控制指令設定為8.048 6%，轉速設置為3 000 r/min；并網信號到達后，目標跟蹤信號(DEMDTRK)由0至1，調節閥保持指令(HOLD GVS)同時由0至1。

3.1 DEH仿真數據分析

通過進行DEH仿真歷史數據，分析出現類似現象的33張趨勢圖，有以下異常情況。

(1)DEMDTRK由1至0時，負荷指令(REFDMD)突然由284 MW增至770 MW。REFDMD正常狀態為284 MW且不變化。

(2)GV在并網信號到達1.1 s后，開度突然由8%變至100%，正常狀態為并網信號到達4.0 s后，GV開度變至16%。

(3)DEMDTRK動作時間為2.0 s，正常為1.1 s。

(4)并網脈沖(BRCL)時間為2.0 s，正常為1.1 s 。

(5)HOLD GVS 時間為4.0 s，正常為3.0 s 。

(6)REFDEM指令變化到GV指令時間為4.0 s，時間過長。

3.2 數據分析

根據上海汽輪機有限公司，600 MW超臨界機組DEH系統邏輯圖：REFDMD數值正常為284MW(運算過程：25.243 0%×650+120=284 (MW))；異常數據為770 MW(運算過程：100.000 0%×650+120=770 (MW))；其中，25.243 0%為當時調節閥流量指令，650為運算系數，120 MW為初負荷，FDEM為100.000 0%。

圖1 高壓調節閥異常全開數據

時間同步檢測的最大允許誤差時間為0.4 s；如果誤差時間大于0.4 s，時間同步將異常；若增大最大允許誤差時間，將會有較長的通信延遲，從而降低時間同步精度[1]。經圖1分析，由于REFDMD出現錯誤，導致DEH從轉速控制模式切換至負荷控制模式后，GV開度突然由8%變化至100%。

4 DEH并網異常事件的處理及改進建議

4.1 處理措施

根據DEH仿真結果的分析，采取了下列處理措施。

(1)將GV1～GV4中ForcedVel的強制值由0改為100，將調節閥IV1-IV4中ForcedVel的強制值由100改為20。

(2)將程序中TIMESYNC的同步時間改為0.4 s。

(3)在DEH邏輯中增加中壓調節閥的ATAG數據點，由此導致增加1個運算頁和運算塊，其運算時間為0.1 s；DEH邏輯運算周期為0.5 s，當DEH中邏輯在0.5 s內沒有運算完成時，DEH會重新從起始頁進行運算，因此造成多次運算情況。為此，將邏輯頁模塊時間周期重新選擇為40 ms。

4.2 改進建議

DEH出現異常事件的原因復雜而繁瑣，特別是時序問題需經過反復仿真才能確認。因此對DEH系統邏輯工作要加強管理，有以下建議。

(1)邏輯或參數修改，要事先確認，涉及DEH要有異動通知單或工作票，修改完成后，要再次進行DEH仿真確認。

(2)邏輯修改前后均要完善備份。對操作員站、工程師站、歷史站和各個過程控制站的時間同步進行定期檢查，確保DEH動作正常。

5 結束語

本文根據DEH仿真歷史數據篩選出典型的DEH異常事件，結合2015年7月2日#6機組DEH并網過程中出現的異常事件，提出了避免異常的處理措施及改進建議。經過改進，2015年7月13日#6機組再次啟動并網后，帶3%額定負荷情況正常。后續幾次并網GV開度均正常，異常現象再沒有出現。此次改進，為類似項目改造提供了有益借鑒。

[1]鄭曉舟,王剛,王哲,等.大型汽輪機組DEH系統電液伺服閥的應用及維護[J].中國電力, 1999, 32(7):12-13.

(本文責編：劉炳鋒)

2017-02-13；

2017-04-02

TK 325

B

1674-1951(2017)04-0030-02

吳學理(1975—)，男，湖北襄陽人，助理工程師，從事火電廠熱力系統自動化檢修與維護方面的工作(E-mail:wuxueli@chd.com)。

王衛濤(1972—)，男，江蘇南京人，高級工程師，工學碩士，從事熱力系統自動化協調方面工作(E-mail:wwt_fuzz@hotmail.com)。