300MW直接空冷機組RB試驗過程及動態特性分析研究

袁俊文，宿海濤，曲雪瑩

(1.國網黑龍江省電力有限公司電力科學研究院，哈爾濱150030；2.杭州國電機械設計研究院有限公司,杭州 310000)

●能源及動力工程●

300MW直接空冷機組RB試驗過程及動態特性分析研究

袁俊文1，宿海濤1，曲雪瑩2

(1.國網黑龍江省電力有限公司電力科學研究院，哈爾濱150030；2.杭州國電機械設計研究院有限公司,杭州 310000)

闡述國投晉城熱電廠300MW直接空冷機組的RB控制策略，對該機組RB合理的負荷目標值和壓力給定值，及對RB觸發時機組控制方式的變化進行了分析。從RB試驗過程中機組主要參數變化曲線可以看出，提出的RB控制策略能自動、快速、穩定地降負荷，有效地提高了機組安全性和經濟性。

直接空冷機組；RB試驗；RB控制策略；壓力控制方式；動態特性分析

大型發電機組在重要輔機因故突然跳閘,若不能及時正確地處理,很可能會造成停機,導致事故擴大[1-3]。RB功能就是為滿足機組在重要輔機故障情況下，機組協調控制系統自動將機組負荷迅速降到還在運行的輔機所能承受的目標負荷值，并控制機組在允許參數范圍內繼續運行而不停爐。

1 RB控制策略

國投晉城熱電廠一期2 臺300 MW機組協調控制采用北京日立控制系統邏輯，RB控制結合MCS、FSSS、DEH三個控制系統的功能，在考慮各種工況的前提下，實現機組在自動狀態下完成整個RB過程。該機組設有送風機、引風機、一次風機、磨煤機及給水泵RB功能。

1.1 觸發RB動作的條件

機組運行在協調控制方式時，操作員在CRT上即可以手動投入RB功能。在機組負荷大于180 MW且輔機出力允許時，并列運行的任一輔機故障跳閘即可觸發RB。

1.2 各輔機最大出力允許的確定

在不低于機組最低穩燃負荷的基礎上，分別調整2臺電動給水泵的勺管開度(注意電動給水泵的電機不能過流)至機組穩定運行時負荷達到最大值；對于并列運行的送風機、引風機、一次風機，需要分別調整單臺設備運行時動葉開度(注意各個風機的電機不能過流)至機組穩定運行時負荷達到最大值。通常將同類設備的最大負荷值降低5%，選較小值作為RB動作時的目標負荷值[4]。該機組重要輔機RB動作時的目標負荷值見表1。

表1 各重要輔機RB動作時的目標負荷值Table 1 Targetload values ofevery major auxiliarymachinesin RB action MW

磨煤機RB目標負荷的確定應根據磨煤機發生RB前一刻鍋爐總的實際燃料量減去發生RB的磨煤機前一刻的煤量，再與RB發生前一刻每噸煤的發電量相乘，即可得出磨煤機RB目標負荷。磨煤機RB目標負荷確定邏輯圖如圖1所示。觸發磨煤機RB的條件：在汽機主控自動，發電機實際功率大于180 MW,CRT投入RB時，任一運行的磨煤機跳閘將觸發RB。

圖1 磨煤機RB目標負荷確定邏輯圖Fig.1 Logicdiagramof confirmation for coal millRBtarget load

1.3 RB動作時相關設備動作狀況

1.3.1 當送風機、引風機RB發生時，切除B磨，投A組油槍。

1.3.2 當一次風機、給水泵RB發生時，切除B磨及C磨(間隔4s)，投A組及D組油槍。

1.3.3 磨煤機RB發生時，不需要投油槍。

RB動作時，進行切磨投油，快速將燃料降到RB目標負荷所對應的燃料量。同時，由于燃料量的減少，根據磨煤機的停運臺數，通過函數分別折算出一次風機動葉、送風機動葉、引風機動葉開度的變化值，再經過限速后作為動葉開度的前饋信號。

1.4 RB動作時機組控制方式的變化

當RB發生時，機組協調控制系統切換控制方式：汽機主控處于自動狀態調節機前壓力；鍋爐主控由自動狀態切換為跟蹤狀態調節燃料量。

1.4.1 鍋爐主控

跟蹤的控制方式是一種開環控制，鍋爐主控輸出為RB動作后的目標燃料量。

由于煤質變化較大，RB目標負荷折算的煤量是由RB發生前一時刻的煤量與機組實際功率的比值，乘以RB目標負荷計算出來的，這樣可以有效避免煤質變化引起的RB目標煤量的偏差。為了防止磨煤機跳閘后，運行的磨煤機自動增加煤量的現象，在控制組態里作了邏輯判斷，RB期間目標燃料量與實際煤量經過小選作為鍋爐主控輸出，避免了這種情況的發生。RB觸發時鍋爐主控邏輯控制圖如圖2所示。

1.4.2 汽機主控

RB發生時，汽機主控由功率調節切換為機前壓力調節，同時切換到滑壓運行方式，壓力設定值根據滑壓曲線確定。由于RB發生后以降壓方式減負荷比較有利，以定壓方式成功率較低，原因是定壓運行造成汽機調門開度太小，不利于控制，特別是給水泵RB，不降壓會造成鍋爐上水困難，以致于可能由于鍋爐汽包水位低而觸發MFT。RB滑壓曲線應接近機組正常滑壓曲線，目標值要略高于同負荷下正常滑壓設定值，防止因降壓目標太低造成調門過開，使汽溫大幅下降。該機組正常滑壓曲線與RB動作時滑壓曲線數據見表2。

圖2 RB觸發時鍋爐主控邏輯控制圖Fig.2 Logic control diagramof boilermasterwhenRB is triggered

表2 正常滑壓曲線與RB動作時滑壓曲線數據Table 2 Data of slidingpressurecurvesin normal status and in RBaction

滑壓速率應設置適當，太快會導致汽機調門大幅開關，對主汽溫、汽包水位產生較大影響。同時，滑壓速率決定了機組主要參數能否控制在安全的范圍內。

為了防止RB發生后機組負荷反調，設計有調門禁開邏輯，在RB發生后的一定時間內讓壓力設定值不變，這樣調門就不會出現反調，等實際主汽壓力開始下降后再切到RB滑壓曲線[5-6]。

2 RB試驗過程

國投晉城熱電廠一期 2 臺300 MW 機組工程2號機組RB試驗項目包括：送風機RB、引風機RB、一次風機RB、磨煤機RB及給水泵RB。RB動作時，鍋爐減燃料速率為126 t/min；機組切換到滑壓運行模式，為了防止汽機調門反調，保持5 s壓力設定值不變，5 s后按照RB滑壓曲線減負荷，給水泵RB滑壓速率為0.3 MPa/min，非給水泵RB的滑壓速率為0.1 MPa/min。另外，給水泵RB時在原有RB滑壓曲線基礎上，設定值增加0.3 MPa，以加快RB進程。

2.1 引風機RB試驗

引風機RB發生前，機組負荷為289.5 MW，主蒸汽壓力為15.86 MPa，汽包壓力為17.14 MPa，汽包水位為12.7 mm，爐膛負壓為-69.4 Pa，鍋爐主控指令為123.805 t/h，2號送風機動葉指令反饋為57.855% ，1號引風機動葉開度反饋為53.661%，2號引風機動葉開度反饋為61.710%，汽機調門GV1和GV3閥位開度分別為34.911%和35.155%。試驗條件具備后，由運行人員在CRT上手動停止1號引風機(1號送風機聯鎖跳閘)，觸發RB過程。引風機RB過程中，機組主要參數變化曲線如圖3所示。

1—2號引風機動葉開度反饋，%；2—2號送風機動葉開度指令，%；3—汽包水位(補償后)，mm；4—實際總燃料量，t/h；5—爐膛壓力設定值，Pa；6—爐膛壓力實際值，Pa；7—1號引風機動葉開度反饋，%； 8—鍋爐主控指令，t/h。
圖3 引風機RB過程中機組主要參數變化曲線
Fig.3 Unit’s mainparameters change curves in the RB process of ID fan

2.2 給水泵RB試驗

給水泵RB發生前，機組負荷為291.1 MW，主蒸汽壓力為15.77 MPa，主蒸汽流量為896.1 t/h，汽包水位為90 mm，汽包壓力為17.14 MPa，爐膛負壓為-88 Pa，鍋爐主控指令為119.153 t/h，給水流量為1060.3 t/h，1號給水泵勺管開度反饋為64.217%，3號給水泵勺管開度反饋為63.948%，2號給水泵勺管開度反饋為0%。試驗條件具備后，由運行人員在CRT上手動停止1號給水泵(2號給水泵未投入備用狀態)，觸發RB過程。給水泵RB過程中，機組主要參數變化曲線如圖4所示。

1—3號給水泵勺管開度反饋，%；2—給水流量，t/h；3—主蒸汽壓力，MPa；4—主蒸汽流量，t/h；5—汽包水位設定值，mm；6—爐膛壓力實際值，Pa；7—汽包水位(補償后)，mm； 8—1號給水泵勺管開度反饋，%
圖4 給水泵RB過程中機組主要參數變化曲線
Fig.4 Unit’s main parameters change curveinthe RB process of feed water pump

3 試驗結果分析

RB試驗在2號機組試運行期間進行，從試驗結果曲線可以看出，各個主要參數變化趨勢合理的，變化范圍在允許的范圍之內，試驗期間沒有造成機組停機。另外，在RB試驗過程中，燃燒比較穩定，協調控制系統、燃燒調節系統、風煙系統、給水調節系統正常,動態特性良好,試驗過渡過程時間較短，RB試驗效果良好。

4 結 語

通過國投晉城熱電廠 2號 300 MW 亞臨界機組的 RB 動態試驗和試驗效果來看，采用的 RB 控制策略切實可行。主蒸汽沒有超溫，而且機組運行良好，避免了機組惡性事故的發生，提升了機組的安全性、經濟性。

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(編輯 李世杰)

Analysis on RB test process anddynamic characteristicsanalysis for 300MW direct air cooling unit

YUAN Junwen1，SU Haitao1，QU Xueying2

(1.Electric Power Research Institute,State GridHeilongjiang ElectricPower Co.,Ltd.,Harbin 150030,China;2.Hangzhou State Power Machinery Reserch&Design Institute Co.Ltd,Hangzhou 310000,Chian .)

In this paper,the RB control strategy of 300MW direct aircooling unit in Jincheng Thermal Power Plantis explained,and analysesare madeonRB’sreasonable load target value and given value of pressureforthe unitas well asthe change of unit control modewhenRB is triggered.It can be seen from unit’s main parameters change curve inRB test processthat the proposed RB control strategy can automatically,quickly and steadily reduce the load,and effectively improve the safety and economy of the unit.

direct aircooling unit; RB test; RB control strategy; pressure control mode; dynamic characteristic analysis

2017-05-11。

袁俊文(1982—)，男，碩士研究生，高級工程師，主要從事熱工自動化技術方面的研究工作。

TM621.6

A

2095-6843(2017)04-0343-04