鍋爐二次風(fēng)量突變?yōu)椤傲恪钡脑蚍治黾跋到y(tǒng)優(yōu)化研究

程孝峰 徐西俊 孫亞偉

摘? 要：在電廠鍋爐運(yùn)行中，為了保證鍋爐的安全，必須投入鍋爐主燃料跳閘保護(hù)（MFT），主燃料跳閘保護(hù)根據(jù)需要設(shè)置跳閘保護(hù)項(xiàng)目，鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行參數(shù)一旦超過(guò)設(shè)定值就會(huì)引起鍋爐機(jī)組跳閘，停止鍋爐的運(yùn)行，以保證鍋爐設(shè)備的安全。然而實(shí)際情況是，有些擾動(dòng)導(dǎo)致的參數(shù)的瞬間突變狀況即使達(dá)到保護(hù)值也不會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)行！其中，總風(fēng)量小于30%就是符合上述情況的一種保護(hù)，并且是鍋爐MFT的重要保護(hù)之一?？傦L(fēng)量的絕大多數(shù)是二次風(fēng)量，二次風(fēng)量測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)于鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行有重大意義。本文就是找到機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中二次風(fēng)量會(huì)異常突變?yōu)椤傲恪钡脑颍治霾⑻岢鱿嚓P(guān)改進(jìn)措施進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，確保鍋爐總風(fēng)量瞬時(shí)小于30%控制系統(tǒng)保護(hù)不動(dòng)作，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)風(fēng)量恢復(fù)到正常值之前保證鍋爐正常運(yùn)行，使控制判斷邏輯更加合理和智能。

關(guān)鍵詞：二次風(fēng)量突變? MFT? 爐膛壓力? 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TK223? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（b）-0065-03

Abstract： In the operation of power plant boiler， in order to ensure the safety of the boiler， the main fuel trip protection （MFT） must be input， the main fuel trip protection according to the need to set up trip protection project， boiler operation process， operating parameters exceed the set value will cause the boiler unit trip， stop the operation of the boiler， in order to ensure the safety of boiler equipment. However， the actual situation is that the sudden change of parameters caused by some disturbances will not affect the safe operation of the unit even if it reaches the protection value！ Among them， the total air flow less than 30% is in line with the above situation， and is one of the important protections of boiler MFT. The accuracy of secondary air flow measurement is of great significance for the safe and stable operation of boilers. This text is to find out the reason why the secondary air volume will mutate abnormally to zero in the unit operation process， analyze and put forward relevant improvement measures to optimize the system， ensure that the total air volume of the boiler is less than 30% instantaneously， ensure that the control system protection does not act， ensure the normal operation of the boiler before the air volume is restored to normal value within the set time， and make the control judgment logic more reasonable and intelligent.

Key Words： Secondary air; Mutation ;MFT; Furnace pressure; Optimization

總風(fēng)量小于30%是鍋爐MFT的重要保護(hù)之一，占絕大多數(shù)的二次風(fēng)量測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)于鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行有重大意義[1]。因此，及時(shí)有效分析機(jī)組運(yùn)行時(shí)二次風(fēng)量異常突變?cè)?，提出相關(guān)優(yōu)化改進(jìn)措施，保證即使二次風(fēng)量突變?yōu)椤傲恪睍r(shí)，鍋爐總風(fēng)量小于30%保護(hù)也不動(dòng)作，大大提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

2018年1月22日，某廠某機(jī)組在停運(yùn)B磨煤機(jī)時(shí)，發(fā)生磨煤機(jī)爆燃現(xiàn)象。在磨煤機(jī)爆燃前風(fēng)量差壓在50Pa左右，由于B磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)爆燃，在22時(shí)21分36秒時(shí)，爐膛負(fù)壓變大，風(fēng)量差壓三個(gè)測(cè)點(diǎn)均突變?yōu)榱悖s兩秒后，差壓開始逐漸恢復(fù)直至正常，由于對(duì)該廠已經(jīng)根據(jù)本文的研究進(jìn)行了風(fēng)量小于30%保護(hù)優(yōu)化，增加了5s延時(shí)，沒(méi)有觸發(fā)鍋爐MFT動(dòng)作，避免了機(jī)組跳閘惡性事故的發(fā)生。

1? 二次風(fēng)量異常突變?yōu)榱愕脑?/p>

管道風(fēng)量由風(fēng)道差壓、風(fēng)道靜壓和風(fēng)道溫度通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算得出，風(fēng)道靜壓對(duì)風(fēng)道差壓的測(cè)量起至關(guān)重要的作用，靜壓直接影響差壓負(fù)壓側(cè)測(cè)量，而二次風(fēng)道和爐膛相連，爐膛壓力影響著風(fēng)道靜壓，風(fēng)道風(fēng)量測(cè)量裝置差壓一般在40～200Pa左右，差壓非常小，爐膛壓力波動(dòng)較大時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響風(fēng)道風(fēng)量測(cè)量裝置差壓的測(cè)量。

通過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，下述現(xiàn)象均會(huì)導(dǎo)致二次風(fēng)量突變現(xiàn)象的發(fā)生。

1.1 測(cè)量裝置本身引起的差壓異常突變?yōu)椤傲恪?/p>

二次風(fēng)是通過(guò)空預(yù)器后再進(jìn)風(fēng)量測(cè)量裝置，二次風(fēng)含塵量較高[2]，正常情況下不會(huì)發(fā)生同時(shí)掉落異物的現(xiàn)象。可當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化劇烈、送風(fēng)管道壓力擾動(dòng)過(guò)大時(shí)，就可能存在附著物同時(shí)脫落的情況，一旦時(shí)序吻合就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)量突降到“零”的現(xiàn)象。

1.2 鍋爐工況的變化

鍋爐吹灰、掉焦、局部燃燒不穩(wěn)、二次燃燒等會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入爐膛內(nèi)的二次風(fēng)量隨爐膛壓力的波動(dòng)而產(chǎn)生較大的波動(dòng)，二次風(fēng)量變化引起爐膛熱負(fù)荷變化進(jìn)一步加劇爐膛負(fù)壓的變化，造成風(fēng)道差壓異常突變?yōu)椤傲恪薄?/p>

1.3 一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉或變頻控制回路設(shè)計(jì)不合理

爐膛負(fù)壓的波動(dòng)所引起引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)，會(huì)使一次風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉或變頻跟隨一起調(diào)節(jié)，造成一次風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)和引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)相耦合，造成爐膛壓力控制振蕩并發(fā)散，甚至向下突變?yōu)椤傲恪薄?/p>

1.4 爐膛負(fù)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在大擾動(dòng)情況下調(diào)節(jié)品質(zhì)不佳

鍋爐引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)匹配不好，引風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路中，采用總風(fēng)量信號(hào)作為爐膛壓力調(diào)節(jié)前饋[3]，當(dāng)擾動(dòng)來(lái)自鍋爐爐膛內(nèi)部壓力變化時(shí)，總風(fēng)量的測(cè)量信號(hào)將發(fā)生相應(yīng)的變化，此時(shí)總風(fēng)量前饋在回路中將引起引風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路中起反作用，盡管這個(gè)前饋回路的作用很小，但在大擾動(dòng)的情況下，也會(huì)加劇爐膛壓力調(diào)節(jié)振蕩，爐膛壓力影響風(fēng)道靜壓造成風(fēng)道差壓異常突變?yōu)椤傲恪薄?/p>

2? 改進(jìn)措施

（1）對(duì)二次風(fēng)壓力、燃燒器系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，提高二次風(fēng)母管壓力，可降低鍋爐內(nèi)工況變化對(duì)爐膛壓力的影響，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)調(diào)節(jié)控制策略的改進(jìn)。

（2）對(duì)爐膛壓力調(diào)節(jié)和一次風(fēng)壓力控制回路進(jìn)行重新整定，取得更加合理的給定值。

（3）對(duì)爐膛壓力調(diào)節(jié)前饋回路進(jìn)行優(yōu)化，送風(fēng)投自動(dòng)一般對(duì)風(fēng)量進(jìn)行了濾波處理，濾波本身就是一種數(shù)據(jù)傳遞延時(shí)，應(yīng)將爐膛壓力調(diào)節(jié)前饋中風(fēng)量引用濾波前的風(fēng)量信號(hào)。在送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)和引風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)中，保證引風(fēng)調(diào)節(jié)速度大于送風(fēng)調(diào)節(jié)速度，以提高爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的抗干擾能力。

（4）對(duì)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制策略進(jìn)行改進(jìn)，將由原被調(diào)量由一次風(fēng)壓力改為一次風(fēng)壓/爐膛壓力。

（5）對(duì)鍋爐總風(fēng)量參數(shù)進(jìn)行修正，并增加總風(fēng)量低于30%鍋爐MFT動(dòng)作保護(hù)加5～10s的延時(shí)[4]。

3? 邏輯優(yōu)化后的驗(yàn)證試驗(yàn)

模擬三個(gè)二次風(fēng)流量均為“好質(zhì)量點(diǎn)”工況。在就地用三個(gè)信號(hào)源加信號(hào)，仿真流量高低值，查看總風(fēng)量高低MFT信號(hào)能否發(fā)出[5];模擬風(fēng)量保護(hù)有兩個(gè)“好質(zhì)量點(diǎn)”的工況。將其中任一個(gè)流量信號(hào)線斷開，用另外兩個(gè)點(diǎn)仿真二次風(fēng)流量的高低值，查看MFT信號(hào)能否發(fā)出。再依次將另外兩個(gè)流量信號(hào)線斷開，做同樣的現(xiàn)場(chǎng)仿真模擬實(shí)驗(yàn);模擬二次風(fēng)流量有一個(gè)“好質(zhì)量點(diǎn)”的工況。將其中任兩個(gè)流量信號(hào)線斷開，用另外一個(gè)點(diǎn)仿真流量的高低值，查看MFT信號(hào)能否發(fā)出。再依次將對(duì)另外的兩點(diǎn)做同樣的仿真模擬實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，該優(yōu)化完全滿足各項(xiàng)既定要求。

4? 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，不同的鍋爐可以根據(jù)需要靈活設(shè)置保護(hù)項(xiàng)目甚至創(chuàng)新保護(hù)項(xiàng)目[6]。本文所述內(nèi)容就是對(duì)保護(hù)項(xiàng)目的一種創(chuàng)新！把總風(fēng)量控制邏輯單獨(dú)拿出來(lái)進(jìn)行了優(yōu)化和驗(yàn)證，使系統(tǒng)全面落實(shí)了25項(xiàng)反措有關(guān)保護(hù)邏輯的要求，同時(shí)消除了導(dǎo)致參數(shù)突變?yōu)椤傲恪钡乃矔r(shí)擾動(dòng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量保護(hù)邏輯準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定和具有一定選擇性的動(dòng)作，保證了機(jī)組安全、可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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