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              300MW機組RB試驗性能分析及策略優化
              發布日期:2018-09-13 來源:  瀏覽次數:

              張少男

              (華潤電力(漣源)有限公司)

                要:本文介紹了華潤漣源電廠原RB控制策略,針對RB試驗過程中暴露出的主要問題,分析了原因,并對RB控制策略進行了優化。經試驗驗證,改進后的RB功能能夠滿足機組的運行需求。

              關鍵詞:燃煤機組;RB功能;異常分析;邏輯優化

               

              1.設備及系統概述

              華潤電力(漣源)有限公司2×300MW亞臨界機組,采用“W”型火焰燃燒,18個雙旋風煤粉燃燒器分前后墻布置;制粉系統采用雙進雙出鋼球磨煤機正壓冷一次風機直吹式系統,每臺鍋爐配3臺磨煤機(不設置備用);配有兩臺動葉可調軸流式送風機,兩臺靜葉可調軸流式引風機;給水系統采用250%容量的汽動給水泵,150%容量的電動給水泵,正常投運2臺汽動給水泵,電動給水泵作為啟動及汽泵事故備用。

              機組主要輔機在運行中跳閘是突發事件,此時若僅靠運行人員操作,由于操作量大、人為因素多,難以確保機組安全運行。因此RunBackRB)功能是否完善是考察MCS等控制系統功能、性能的重要指標,完善RB控制策略,做到對內協調MCS各子系統以確保運行工況的平穩過渡,對外協調FSSS、DEH、SCS等控制系統快速地使負荷降低到機組出力允許范圍內。

              2.原RB控制策略

              1)當機組負荷大于200MW發生送風機RB或引風RB時,送風機RB和引風機RB互為閉鎖;送、引風切手動,未跳閘送風機動葉以3%/s的速率聯開到55%,已跳閘送風機動葉置0;聯跳同側引風機,未跳閘引風機變頻器3秒脈沖指令直接置為90%;延時3s后,自動跳C磨;自動關一、二減溫水調門20s,20s后恢復自動調節;兩臺一次風機變頻器指令直接-1%(即總指令前饋處-2%);爐膛壓力過高(大于500Pa)閉鎖送風機增、引風機減,爐膛壓力過低(小于-500Pa)閉鎖引風機增、送風機減邏輯。

              2)當機組負荷大于200MW發生一次風機RB時,一次風機切手動;未跳閘一次風機切手動并以3%/s的速率強制到90%,開度維持3s后保持,但可由運行人員手動控制;跳閘一次風機開度以脈沖置0;兩臺引風機變頻器指令直接-3%,一次風機RB結束后才緩慢恢復為PID運算指令;一次風機RB后直接跳C磨;自動全關一、二減溫水調門20s,20s后恢復自動調節。

              3)當機組負荷大于200MW發生給水泵RB時,給水自動切除;延時3s后,自動跳C磨;兩臺一次風機變頻器指令直接-2%,RB結束后,前饋緩慢(變化率0.2/s)恢復為0;未跳閘的給水泵指令直接置為原指令的105%,并且不超出95%自動調節上限。

              4)增加各風機、變頻器電流過流閉鎖增保護邏輯,任意RB后,所有容量風擋板指令均立刻減去原指令的10%;聯鎖投B組油槍穩燃:延時1秒后每隔8秒程控投入2只油槍,直至6只油槍全部投入;機組控制方式自動改為TF(機跟爐)方式,自動切除鍋爐主控及燃料主控,并自動投入滑壓運行方式;如果滑壓曲線產生的主汽壓設定值(SP)-當前主汽壓(PV>0.3MPa時,由RB2通道向DEH發出一個5s的脈沖,以75MW/min的速率快速減負荷;汽機主控增閉鎖。

              5)原RB動作均是在負荷小于180MW或手動復位時結束的。

              3RB性能存在的問題

              1)送、引風匹配問題

              送、引風RB動作過程中,送風機和引風機由于動態特性不匹配,單臺送風機出力遠大于單臺引風機出力,導致爐膛一直冒正壓,同時脫硫入口煙氣壓力降低至-800Pa,增壓風機手動調節無法及時滿足RB突發情況,因此增壓風機必須投入自動運行。

              爐膛壓力閉鎖值和各風機電流閉鎖值與閉鎖方式不合理,試驗過程中,爐膛壓力最高達到接近700Pa,很明顯閉鎖未及時起作用(見圖1)。

              300MW機組RB試驗性能分析及策略優化

              送引風不匹配及電流過流未閉鎖

              原因分析:邏輯設計采用的是調節器置位功能,即動作指令以脈沖的形式,一次性觸發出去,這一置位功能的級別超越于聯鎖超馳和閉鎖的級別,屬于MAXDNADCS控制系統最高控制級,結果設備在RB過程中不會受其它閉鎖邏輯限制。                    

              2RB動作后滑壓運行方式存在重大缺陷

              在進行給水泵RB時,系統自動切除鍋爐主控及燃料主控,機組正常切為TF滑壓方式運行,RB發生后主機高調門就連續關閉,主汽壓力不但不下降反而持續上升,最高達到17.2MPa,對機組構成嚴重威脅(見圖2、3)。

              原因分析:當RB發生后,系統會自動閉鎖汽機主控增。由于maxDNA系統功能塊的特性,汽機主控(10P1PT_CSL)閉鎖增是通過閉鎖上一控制級,即機前壓力PID調節器的設定值下降來實現的。因此設定值一直處于RB動作時刻的滑壓定值而不再下降,同時由于主汽壓的持續下降,而設定值并未跟隨負荷下降,使得汽機高壓調節門在PID作用下持續關閉,導致主汽壓最終反而上升,形成這一對機組構成危險的局面。

              300MW機組RB試驗性能分析及策略優化 

              2  RB后滑壓運行方式 

              300MW機組RB試驗性能分析及策略優化

              3汽機主控邏輯SAMA

               

              3)給水泵出力不足且汽溫有超溫趨勢

              給水泵RB發生后總給水流量瞬間由850t/h快速下降到480t/h,對汽包水位構成巨大威脅,運行人員不得已啟動電動給水泵并加快提高轉速,通過干擾措施,總給水流量得以及時提高,穩定住汽包水位(見圖4)。

              在這一過程中,減溫水調節量下降不足,導致高過出口蒸汽溫度有汽溫超溫趨勢。

              原因分析:RB過程中,鍋爐側熱負荷下降過于緩慢,加之單臺給水泵出力有限,并且由于滑壓定值方式存有隱患使得主汽壓持續偏高,這些因素都對汽包水位的穩定造成較大影響,不能滿足機組穩定運行。 

              300MW機組RB試驗性能分析及策略優化

              4給水泵RB過程中出力不足

              4)機組無空預器RB邏輯

              機組無空預器RB邏輯,設計單臺空預器跳閘后,兩臺一次風機變頻器指令減至73%,單個容量風門開度關至50%,聯鎖關閉跳閘側空預器出口一次風、二次風擋板和入口煙氣擋板,超馳關跳閘側過、再熱煙氣調節擋板。

              空預器RB存在有區別于引風機RB的動作結果,因此需要建立獨立的空預器RB功能。

              4RB控制策略優化

              1)針對RB過程中機組爐膛壓力及各風機電流過流閉鎖未起作用的問題,細致優化邏輯完善閉鎖值,凡涉及到閉鎖條件的操作器均將置位功能均改為超馳功能,滿足機組RB動作機理的前提下,閉鎖條件能夠及時作用。

              2)針對送、引風匹配問題,單臺送風機實際出力能夠滿足較大負荷區間,將送風機RB的負荷條件改為大于230MW時起作用,送風機動葉變化速率下調至2%/s并聯開到70%,送風機RB不再聯跳同側引風機,而是關閉兩側引風機靜葉擋板至50%,5秒后滿足-150Pa<爐膛壓力<150Pa系統將聯鎖投入引風機變頻自動調節,通過這種方式來降低引風機出力,滿足送風、引風動態平衡。

              3)針對RB動作后汽機主控切為滑壓方式系統存在設定值無法下降的問題,首先取消汽機主控閉鎖增條件,采用自適應方式對機前壓力調節器中的比例增益進行處理,當實際主汽壓力高于滑壓設定值時,令比例參數趨近于很小的值,PID輸出基本保持不變,只有主汽壓力低于滑壓定值時,PID才恢復正常調節,當主汽壓力上升時,調節器偏差會減小,汽機主控會有增加,但這一過程不會持續很久,對負荷的影響也很有限,最主要能夠穩住機前壓力始終在滑壓定值的范圍內變化。

              4)針對給水泵出力不足問題,根據汽泵實際出力,進一步提高未跳汽泵的輸出指令,提高量為之前的115%。并且一次性降低A、B磨煤機容量風門的出力至50%,將延時停磨改為直接停磨,一次風壓,送、引風調節量均快速下降,延長減溫水下降調節時間,避免主汽溫超溫,聯鎖開鍋爐兩側再熱煙氣調節擋板,設置獨立適合于給水泵RB的滑壓定值曲線。由于單臺給水泵出力有限,將給水泵RB的復位條件由之前的180MW改為150MW,更加適合于給水泵的出力。

              5.結語

              經過多項控制策略的改進優化,解決了送引風不匹配、閉鎖功能未及時起作用、主汽溫下降過低、主汽壓力升高、高調門下降過快和給水泵出力不足等問題,經試驗證明,各RB條件動作后,設備動作正常,各項參數符合預期,RB控制策略的優化,提高了機組輔機故障情況下自動處理事故的能力,確保了機組安全經濟可靠運行。

               

              參考文獻:

              [1]中國動力工程學會火力發電設備技術手冊第三卷自動控制北京:機械工業出版社,2000 

              [2]王付生主編電廠熱工自動控制與保護北京:中國電力出版社,2005 

              [3]美國DNA公司. MaxDNA設計資料上海:上海自動化儀表股份有限公司,2005

               

              作者簡介:

              張少男,1983.12,吉林四平,初級工程師,本科學歷,現在華潤電力(漣源)有限公司技術支持部工作,任熱控高級工程師崗位,負責熱控專業技術工作。2007年畢業于東北電力大學自動化工程學院自動化專業,畢業后一直從事電廠熱工自動控制與保護工作。

              工作單位:華潤電力(漣源)有限公司

              單位地址:湖南省婁底市漣源市渡頭塘華潤電力(漣源)有限公司;郵編:417100

              聯系電話:18975699866    E-mailNicholas2010@163.com   傳真號:0738-4162600

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