660MW機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)旁路控制策略探討

李煬文

摘 要：岱海電廠三號(hào)機(jī)組為了響應(yīng)國(guó)家煤電節(jié)能減排政策，通過(guò)一系列的綜合升級(jí)改造，使機(jī)組發(fā)電煤耗降低、達(dá)到了超低排放的目的。岱海電廠三號(hào)機(jī)組升級(jí)改造后需進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)，主要目的是考核機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超速保護(hù)控制系統(tǒng)OPC在甩負(fù)荷時(shí)的控制性能，即能否控制機(jī)組轉(zhuǎn)速不超過(guò)危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速，且迅速穩(wěn)定至額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，同時(shí)測(cè)取機(jī)組甩負(fù)荷后的動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程特性曲線，并計(jì)算特征值。

關(guān)鍵詞：甩負(fù)荷；暖管；二次飛升；OPC

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）15-0182-02

本次甩負(fù)荷試驗(yàn)將采用常規(guī)法甩負(fù)荷。試驗(yàn)計(jì)劃分兩步：（1）50%額定出力常規(guī)法甩負(fù)荷試驗(yàn)，高、低加應(yīng)全部投入。（2）在上述試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，并確認(rèn)甩100%額定負(fù)荷的甩負(fù)荷試驗(yàn)具有安全保證的情況下進(jìn)行甩100%有功負(fù)荷的試驗(yàn)。甩負(fù)荷試驗(yàn)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為甩負(fù)荷后機(jī)組轉(zhuǎn)速不超過(guò)超速保護(hù)定值且機(jī)組不跳閘，其中50%額定出力甩負(fù)荷試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為汽機(jī)轉(zhuǎn)速限制3150RPM以下，100%額定出力甩負(fù)荷試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為汽機(jī)110%超速保護(hù)不動(dòng)作，在此基礎(chǔ)上機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程應(yīng)能迅速穩(wěn)定，試驗(yàn)后可有效的控制機(jī)組轉(zhuǎn)速，維持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

1 甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)的保護(hù)強(qiáng)制情況

1.1 保護(hù)及其他允許條件強(qiáng)制情況

（1）汽包水位高Ⅱ、Ⅲ鍋爐MFT保護(hù)。（2）汽包水位低Ⅱ、Ⅲ鍋爐MFT保護(hù)。（3）汽包水位高Ⅲ汽輪機(jī)跳閘保護(hù)。（4）汽輪機(jī)跳閘聯(lián)跳鍋爐保護(hù)。（5）發(fā)電機(jī)跳閘聯(lián)調(diào)汽機(jī)保護(hù)。（6）旁路跳閘保護(hù)。（7）功率負(fù)荷不平衡保護(hù)。（8）低旁溫度高跳低旁保護(hù)。（9）旁路自動(dòng)投自動(dòng)聯(lián)鎖。（10）5033斷路器DCS操作允許條件。

1.2 主輔機(jī)解自動(dòng)手調(diào)情況

（1）解除協(xié)調(diào)，汽機(jī)主控，鍋爐主控。（2）解除燃料主控。（3）解除減溫水自動(dòng)。（4）解除送風(fēng)、二次風(fēng)門自動(dòng)。（5）解除給水自動(dòng)。（6）PCV閥切手動(dòng)。

1.3 機(jī)組恢復(fù)啟動(dòng)時(shí)保護(hù)強(qiáng)制情況

（1）31、32引風(fēng)機(jī)油箱油溫高不允許啟動(dòng)條件。（2）32磨煤機(jī)火檢、風(fēng)量低保護(hù)。（3）三次點(diǎn)火失敗MFT保護(hù)。（4）電除塵全停鍋爐允許吹掃信號(hào)。

2 甩負(fù)荷試驗(yàn)步驟

（1）50%甩負(fù)荷試驗(yàn)前確認(rèn)機(jī)組左、右側(cè)PCV閥手動(dòng)門均開(kāi)啟備用狀態(tài)；分別進(jìn)行交直流油泵聯(lián)動(dòng)及高備泵啟動(dòng)試驗(yàn)、等離子拉弧試驗(yàn)、抽汽逆止門活動(dòng)試驗(yàn)、高壓主汽門20%行程活動(dòng)試驗(yàn)、中壓主汽門全行程活動(dòng)試驗(yàn)，并試驗(yàn)正常；爐側(cè)停運(yùn)一臺(tái)制粉系統(tǒng)，投入油槍、投入B磨等離子；機(jī)側(cè)精處理切旁路，凝泵工頻運(yùn)行，給水系統(tǒng)退出一臺(tái)電泵打循環(huán)，單電泵運(yùn)行，將給水切旁路；電氣將廠用電切至啟備變，將無(wú)功功率帶滿，CCS方式解至基本方式，解燃料主控自動(dòng)。（2）機(jī)組具備甩負(fù)荷條件后，機(jī)組帶滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行1～2小時(shí)，甩前將負(fù)荷降至330MW，主汽參數(shù)和凝汽器真空保持額定值，穩(wěn)定運(yùn)行0.5到1小時(shí)。（3）甩負(fù)荷前5～10分鐘，鍋爐適當(dāng)減少燃煤量，投入油槍；甩前20秒，開(kāi)始減少燃燒，燃燒控制切為手動(dòng)；甩前1s提前打開(kāi)PCV閥。（4）甩負(fù)荷前1分鐘，值長(zhǎng)通知網(wǎng)調(diào)。（5）按“甩負(fù)荷準(zhǔn)備5-4-3-2-1-甩！”的方式下令，發(fā)“甩”令時(shí)運(yùn)行人員拉開(kāi)發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)，測(cè)試人員提前啟動(dòng)測(cè)試儀器。（6）甩負(fù)荷后，鍋爐應(yīng)迅速將熱負(fù)荷減到維持機(jī)組空轉(zhuǎn)的水平，禁止高壓旁路投自動(dòng)，可適當(dāng)通過(guò)高壓旁路閥調(diào)整主蒸汽壓力參數(shù)，低壓旁路可適當(dāng)打開(kāi)，以加快再熱壓力的下降，使機(jī)組轉(zhuǎn)速能較快穩(wěn)定，但同時(shí)應(yīng)注意監(jiān)視排汽裝置壓力，PCV閥待鍋爐壓力無(wú)上升趨勢(shì)后關(guān)閉。（7）甩負(fù)荷后，如果調(diào)速系統(tǒng)控制機(jī)組空轉(zhuǎn)沒(méi)有問(wèn)題，應(yīng)待機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，再進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)的操作和再次并網(wǎng)的準(zhǔn)備，如不能立即并網(wǎng)應(yīng)盡快打閘停機(jī)，鍋爐手動(dòng)MFT。（8）甩負(fù)荷后，若發(fā)生調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)，不能有效控制機(jī)組轉(zhuǎn)速或機(jī)組發(fā)生振動(dòng)等問(wèn)題應(yīng)立即打閘停機(jī)。并按運(yùn)行規(guī)程有關(guān)規(guī)定進(jìn)行事故處理。（9）如果鍋爐滅火，一時(shí)不能恢復(fù)，主蒸汽溫度下降100℃或快速下降50℃（十分鐘之內(nèi)），應(yīng)立即停機(jī)。（10）根據(jù)330MW甩負(fù)荷試驗(yàn)的結(jié)果分析，確認(rèn)甩660MW負(fù)荷試驗(yàn)是可行的，機(jī)組帶滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行1小時(shí)后，可進(jìn)行甩100%負(fù)荷試驗(yàn)。

3 甩負(fù)荷試驗(yàn)過(guò)程高旁操作分析

（1）甩負(fù)荷時(shí)旁路主要是適當(dāng)通過(guò)高壓旁路閥調(diào)整主蒸汽壓力參數(shù)，低壓旁路可適當(dāng)打開(kāi)，以加快再熱壓力的下降，使機(jī)組轉(zhuǎn)速較快穩(wěn)定。（2）高、低壓旁路提前暖管：手動(dòng)備用，禁止高壓旁路投自動(dòng)，高旁開(kāi)度2%以下為死區(qū)，因此將高旁開(kāi)度指令設(shè)為3%，查高旁減溫水隔離閥、調(diào)閥開(kāi)啟，溫度自動(dòng)設(shè)定為閥后280℃，低旁開(kāi)度3%，低旁減溫水隔離閥、調(diào)閥開(kāi)啟，自動(dòng)設(shè)定閥后溫度85℃，開(kāi)始暖管。手動(dòng)設(shè)定高旁閥后溫度330℃，監(jiān)視閥后溫度先緩慢上升后平穩(wěn)，暖管10分鐘后，試驗(yàn)前緩慢將閥后溫度以10℃溫度降至280℃穩(wěn)定。試驗(yàn)過(guò)程中確保高旁后溫度低于360℃，防止高旁快關(guān)。每次開(kāi)大高旁前，確保閥后溫度不會(huì)突升，閥后達(dá)到330℃時(shí)應(yīng)暫停開(kāi)高旁，監(jiān)視低旁閥后溫度不超100℃，低旁后溫度高保護(hù)關(guān)已強(qiáng)制。

（1）50%甩負(fù)荷試驗(yàn)動(dòng)作前：高旁開(kāi)度5%、低旁開(kāi)度開(kāi)度10%，主汽壓力10.5MPa，熱再壓力1.746MPa。試驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)主、再熱壓力，高旁點(diǎn)動(dòng)從8%開(kāi)至13%，低旁由10%直接開(kāi)大至20%；甩負(fù)荷動(dòng)作后：汽機(jī)轉(zhuǎn)速最高升至3112RPM后下降至2994RPM，主汽壓力最高漲至11.53MPa，熱再壓力最高漲至1.837MPa后下降。（2）當(dāng)熱再壓力下降至0.823MPa時(shí)，中調(diào)門突開(kāi)至9%，汽機(jī)轉(zhuǎn)速由2997rpm突升至3095rpm，OPC再次動(dòng)作，中調(diào)門關(guān)閉，轉(zhuǎn)速下降。（3）由于鍋爐并未MFT仍保持燃燒，主汽壓力緩慢回升，同時(shí)汽輪機(jī)不進(jìn)汽且保持轉(zhuǎn)速，鼓風(fēng)摩擦導(dǎo)致高排溫度持續(xù)升高，手動(dòng)將高旁開(kāi)度由13%開(kāi)大至20%，低旁開(kāi)度由20%開(kāi)大至50%，繼續(xù)泄壓。（4）機(jī)組重新并網(wǎng)，此時(shí)高旁開(kāi)度22%，閥后溫度設(shè)定280℃，減溫水調(diào)閥開(kāi)度18%，閥后溫度基本穩(wěn)定在320℃，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程減溫水調(diào)門自動(dòng)調(diào)節(jié)正常，保證了閥后溫度小于360℃。并網(wǎng)后主汽壓力開(kāi)始下降，手動(dòng)關(guān)閉高旁、低旁帶負(fù)荷。如圖1所示。（5）660MW甩負(fù)荷試驗(yàn)前，保持高旁3%，低旁3%開(kāi)度暖管，此時(shí)主汽壓力15.731MPa，熱再壓力3.54MPa。甩負(fù)荷動(dòng)作后，主汽壓力最高升至17.673MPa后下降，高旁開(kāi)大至5%保持開(kāi)度，再熱壓力最高升至3.693MP下降，低旁手動(dòng)由5%開(kāi)大至80%，汽機(jī)轉(zhuǎn)速最高升至3225rpm后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3007rpm至2993rpm范圍內(nèi)，GV、IV開(kāi)度0%。如圖2所示。

4 分析結(jié)果

（1）試驗(yàn)前雖然強(qiáng)制了高旁自動(dòng)投自動(dòng)本身邏輯，高旁自動(dòng)投自動(dòng)去低旁投自動(dòng)通道未強(qiáng)制，但當(dāng)主汽壓力與高旁設(shè)定值大于0.8MPa，高旁自動(dòng)投自動(dòng)，低旁投自動(dòng)，低旁根據(jù)壓力設(shè)定值開(kāi)大到30%后又全關(guān)，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)解自動(dòng)，手動(dòng)開(kāi)大低旁。（2）若機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的103%或機(jī)組在負(fù)荷大于30%額定負(fù)荷時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，則OPC動(dòng)作，電磁閥打開(kāi)，使OPC母管油泄放，導(dǎo)致卸載閥快速開(kāi)啟，使高壓調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥、各抽汽逆止閥立即關(guān)閉，高排通風(fēng)閥打開(kāi)。延時(shí)7.5秒OPC復(fù)位，中調(diào)門恢復(fù)至2900r/min記憶開(kāi)度，當(dāng)冷再壓力降至0.828MPa中調(diào)開(kāi)始開(kāi)啟維持轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速的降低，電磁閥將關(guān)閉，高壓調(diào)節(jié)閥和再熱調(diào)節(jié)閥將重新開(kāi)啟，以控制汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。（3）50%負(fù)荷甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)汽機(jī)轉(zhuǎn)速二次飛升，主要是因?yàn)榭刂品绞胶瓦壿嫵跏荚O(shè)計(jì)不吻合，冷再門檻壓力為0.828MPa，當(dāng)冷再壓力小于0.828MPa時(shí)，中調(diào)回到上次2900rpm記憶開(kāi)度，上次是0.19MPa，中調(diào)記憶開(kāi)度9.6%，這次實(shí)際壓力是0.7MPa，當(dāng)中調(diào)開(kāi)度是9.6%，造成汽機(jī)轉(zhuǎn)速二次飛升。而100%甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，由于熱控人員修改了冷再壓力修正系數(shù)，即記憶壓力與實(shí)際壓力之比，原最小下限是1，現(xiàn)在修正系數(shù)下限放開(kāi)到0.2。這個(gè)限制是為了機(jī)組正常升速到并網(wǎng)時(shí)，保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。660MW甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，修正系數(shù)為0.19MPa/0.7MPa=0.27，中調(diào)開(kāi)度為9.6%*0.27=2.5%。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)參數(shù)分析，岱海電廠三號(hào)機(jī)甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果成功，但是兩次甩負(fù)荷試驗(yàn)高排溫度都比較高，這是啟動(dòng)方式和控制邏輯設(shè)定的，汽機(jī)回調(diào)定速時(shí)，只有中調(diào)在開(kāi)，中壓缸在進(jìn)汽，高調(diào)門開(kāi)度幾乎沒(méi)有，高壓缸鼓風(fēng)摩擦熱量無(wú)法帶走。僅僅靠高、低旁調(diào)節(jié)主再汽參數(shù)效果不明顯，由于660MW甩負(fù)荷時(shí)汽機(jī)定速較長(zhǎng)，更要注意高排參數(shù)。