350MW機(jī)組RB功能綜述優(yōu)秀論文

　　摘 要：RB是現(xiàn)代化機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)的必備功能，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行具有非常重要的作用，本文詳細(xì)介紹了某發(fā)電廠兩臺(tái)350MW機(jī)組RB功能的范圍和內(nèi)容，并對(duì)RB發(fā)生后控制系統(tǒng)的動(dòng)作原理及邏輯動(dòng)作過程進(jìn)行了闡述，為RB功能的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。

　　關(guān)鍵詞：RB（RUNBACK）；輔機(jī)跳閘；協(xié)調(diào)控制

　　1 機(jī)組概況

　　某發(fā)電廠安裝有兩臺(tái)350MW燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐采用北京巴布科克.威爾科克斯有限公司制造的亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、固態(tài)排渣、單爐膛平衡通風(fēng)的自然循環(huán)汽包爐，配有五臺(tái)HP883中速磨煤機(jī)，采用直吹式制粉系統(tǒng)；汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的亞臨界、中間再熱、單軸雙排汽供熱凝汽式汽輪機(jī)，配有兩臺(tái)50%容量汽泵和一臺(tái)30%容量電泵；發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠制造，水氫氫冷卻方式，采用靜態(tài)勵(lì)磁方式，型號(hào)為QFSN-350-2。DCS系統(tǒng)采用GE上海新華控制工程有限公司的XDPS-400e分散控制系統(tǒng)，DCS/DEH/ETS一體化，單元機(jī)組采用協(xié)調(diào)控制，機(jī)組正常運(yùn)行中投入?yún)f(xié)調(diào)控制或AGC方式。

　　2 RUNBACK（輔機(jī)故障快速減負(fù)荷）功能介紹

　　運(yùn)行中的大型火電機(jī)組，當(dāng)主要輔機(jī)突然發(fā)生故障跳閘或手動(dòng)切除，造成鍋爐出力無(wú)法滿足機(jī)組負(fù)荷的要求，機(jī)組實(shí)發(fā)功率受到限制時(shí)，為了適應(yīng)運(yùn)行設(shè)備出力，機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組負(fù)荷迅速降到尚在運(yùn)行的輔機(jī)所能承受的目標(biāo)負(fù)荷值，從而使機(jī)組在一個(gè)較低的負(fù)荷點(diǎn)維持安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免停機(jī)或設(shè)備損壞事故的發(fā)生。這一過程稱為輔機(jī)故障快速減負(fù)荷（RUNBACK），簡(jiǎn)稱RB。RB負(fù)荷返回的速率以及所應(yīng)返回到的新的負(fù)荷水平與發(fā)生故障的輔機(jī)有關(guān)。

　　當(dāng)鍋爐重要輔機(jī)跳閘后，該廠RB功能直接按照一定的降負(fù)荷速率到達(dá)邏輯設(shè)計(jì)指定目標(biāo)負(fù)荷。在RB動(dòng)作過程中，F(xiàn)SSS按要求切磨投油，CCS根據(jù)RB目標(biāo)值計(jì)算出所需的燃料量送至鍋爐主控，同時(shí)協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)以確保運(yùn)行工況的'平衡過渡，汽機(jī)主控維持實(shí)際負(fù)荷（主汽流量）與機(jī)前壓力對(duì)應(yīng)的關(guān)系調(diào)節(jié)汽門。

　　在RB動(dòng)作的過程中保留鍋爐MFT跳閘保護(hù)功能，以保證爐膛的安全。

　　2.1 該廠五期工程的兩臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)的RB功能如下表所列

　　2.2 RB動(dòng)作時(shí)主汽流量與壓力對(duì)應(yīng)關(guān)系如下

　　RB發(fā)生時(shí)壓力控制方式自動(dòng)切為TF滑壓方式，滑壓數(shù)率設(shè)定為0.3MPa/min。

　　2.3 RB發(fā)生時(shí)目標(biāo)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的燃料量為

　　RB發(fā)生時(shí)目標(biāo)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的燃料量=RB實(shí)際燃料量÷RB瞬間主汽流量×RB目標(biāo)主汽流量。

　　2.4 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)邏輯

　　發(fā)生RB時(shí)，鍋爐主控切為手動(dòng)方式，CCS系統(tǒng)根據(jù)RB目標(biāo)負(fù)荷確定磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，并將切磨信號(hào)送至FSSS系統(tǒng)，仍然運(yùn)行的磨煤機(jī)保持自動(dòng)狀態(tài)，處于自動(dòng)工況的給煤機(jī)提高到最大出力，盡量減少燃料量失衡，30秒后維持最大可能出力。協(xié)調(diào)系統(tǒng)由RB發(fā)生前的CCBF方式切為TF方式，AGC功能切除；壓力控制方式由RB發(fā)生前的定壓或滑壓方式切為RB滑壓方式，壓力目標(biāo)值根據(jù)實(shí)際主汽流量計(jì)算得出；AGC控制由RB發(fā)生前的自動(dòng)或手動(dòng)方式切為手動(dòng)方式。

　　RB過程根據(jù)負(fù)荷與燃料量關(guān)系快速減負(fù)荷，當(dāng)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷達(dá)到或低于RB目標(biāo)值，RB過程結(jié)束。

　　2.5 FSSS跳磨煤投油

　　FSSS系統(tǒng)接收CCS系統(tǒng)發(fā)出的RB動(dòng)作信號(hào)，快速切除運(yùn)行中的磨煤機(jī)，對(duì)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行粗調(diào)。RB動(dòng)作后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)按從上到下E、C、B磨的動(dòng)作順序依次切除，僅保留相鄰層或同層兩臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，禁止磨煤機(jī)隔層運(yùn)行。如出現(xiàn)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和給水泵跳閘RB情況，切磨間隔時(shí)間為6秒，如上臺(tái)磨煤機(jī)沒有運(yùn)行，則直接切下一臺(tái)。如出現(xiàn)空預(yù)器、一次風(fēng)機(jī)跳閘RB情況，切磨間隔時(shí)間為3秒。

　　當(dāng)五臺(tái)磨都運(yùn)行時(shí)，單跳閘一臺(tái)磨煤機(jī)不發(fā)生RB，發(fā)生送引給水RB時(shí)先切C磨，延時(shí)6秒切E磨，延時(shí)6秒切B磨，一次風(fēng)空預(yù)器給水泵30%RB，切磨間隔為3秒；投入A層微油點(diǎn)火裝置。

　　同時(shí)，DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)有RB時(shí)D、B組大油槍和A、D組微油槍可自動(dòng)投油進(jìn)行爐膛穩(wěn)燃。即：如A磨運(yùn)行，RB發(fā)生時(shí)自動(dòng)投入A組微油槍；若A磨不運(yùn)行，D磨運(yùn)行，自動(dòng)投入D組大油槍和微油槍。若相應(yīng)需要投入的油槍不能在規(guī)定時(shí)間（60秒）內(nèi)自動(dòng)投入，運(yùn)行人員可手動(dòng)投入其它運(yùn)行磨組油槍進(jìn)行穩(wěn)燃。根據(jù)鍋爐燃燒運(yùn)行的實(shí)際情況，運(yùn)行人員可根據(jù)鍋爐燃燒的實(shí)際情況和負(fù)荷需要，考慮切除多余的油槍。

　　2.6 利用DEH RB接口實(shí)現(xiàn)快速降負(fù)荷。

　　當(dāng)RB發(fā)生后協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)切為TF滑壓方式，DEH調(diào)節(jié)機(jī)前壓力，設(shè)定值隨著機(jī)組負(fù)荷的下降而降低。為了防止DEH的調(diào)節(jié)閥向開啟的方向變化而導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷升高，在RB狀態(tài)下禁止開啟DEH調(diào)節(jié)閥。

　　3 RB功能實(shí)現(xiàn)具體特點(diǎn)分析

　　3.1 RB發(fā)生條件判斷及RB后的相應(yīng)指令

　　送、引、一次風(fēng)機(jī)、空預(yù)器、給水泵RB的發(fā)生條件判斷都類似，以一次風(fēng)機(jī)為例：

　　RB動(dòng)作條件：

　�。�1）機(jī)爐主控投入自動(dòng)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)處于CCBF方式

　�。�2）主汽流量大于530噸/小時(shí)

　　（3）兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，其中一臺(tái)跳閘

　　RB動(dòng)作后，可發(fā)出下列指令：

　　（1）CCS RB信號(hào)送至汽機(jī)主控，快速關(guān)小高壓缸調(diào)節(jié)門，控制RB目標(biāo)機(jī)前壓力值；送至鍋爐主控，減小投入爐膛的燃料量，降低機(jī)組主汽流量至RB目標(biāo)主汽流量

　�。�2） 切除AGC，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)切為TF滑壓方式，

　�。�3）CCS RB信號(hào)送至FSSS，按照預(yù)設(shè)邏輯切磨投油。

　�。�4）鍋爐主控按RB瞬間機(jī)組實(shí)際主汽流量和燃料量計(jì)算出RB目標(biāo)主汽流量對(duì)應(yīng)的燃料量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　（5）一次風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉控制按平衡塊的功能自動(dòng)把跳閘一次風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉指令加到運(yùn)行一次風(fēng)機(jī)上。 3.2 機(jī)組最大可能出力回路（RB功能在此實(shí)現(xiàn)）

　　根據(jù)鍋爐輔機(jī)的投入情況計(jì)算機(jī)組最大可能出力，如給水泵、送、引風(fēng)機(jī)、空預(yù)器、一次風(fēng)機(jī)等主要輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。最后把這些信號(hào)送至一個(gè)小值選擇器綜合，形成機(jī)組RB的最大能出力信號(hào)。我廠的甩負(fù)荷功能也在這里實(shí)現(xiàn)。例如一臺(tái)風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，把負(fù)荷指令降低至50%，汽機(jī)跳閘時(shí)，把負(fù)荷指令降低至30%，并給出相應(yīng)的降負(fù)荷變化速率（>10%）。

　　3.3 RB動(dòng)作后鍋爐主控和汽機(jī)主控的動(dòng)作過程

　　RB動(dòng)作后，機(jī)組控制將由CCBF方式切換為TF滑壓方式，此工況下是汽機(jī)跟隨方式，汽機(jī)主控制器在自動(dòng)狀態(tài)，鍋爐調(diào)節(jié)器在手動(dòng)狀態(tài)，并由機(jī)組最大可能出力（RB時(shí)）形成機(jī)組目標(biāo)主汽流量值；汽機(jī)主控制器維持機(jī)前壓力。

　　鍋爐主控：RB發(fā)生后，鍋爐所需的燃料量為根據(jù)輔機(jī)狀況計(jì)算的機(jī)組最大可能出力值，由此值形成機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷，計(jì)算出鍋爐所需的燃料量送至鍋爐主控，作為燃料量給定，在RB結(jié)束前，此燃料量一直保持不變。

　　汽機(jī)主控：RB發(fā)生后，汽機(jī)主控切至調(diào)壓方式，壓力的給定值由實(shí)際主汽流量與壓力所對(duì)應(yīng)曲線關(guān)系產(chǎn)生，汽機(jī)主控自動(dòng)用來(lái)維持機(jī)前壓力的穩(wěn)定，維持機(jī)爐的平衡。

　　由上分析可知，在RB發(fā)生后，鍋爐主控保持一定的燃料量；汽機(jī)主控按照滑壓曲線利用鍋爐動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢而汽機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，控制機(jī)前壓力的穩(wěn)定，盡可能地實(shí)現(xiàn)機(jī)組的平穩(wěn)過渡。

　　4 RB試驗(yàn)難點(diǎn)分析及應(yīng)注意問題

　　本文不再對(duì)該廠RB試驗(yàn)進(jìn)行贅述，只是針對(duì)RB試驗(yàn)提出以下五個(gè)方面需要注意的問題。

　　4.1 RB速率的確定

　　對(duì)于不同輔機(jī)的RB所產(chǎn)生的機(jī)組最大主汽流量應(yīng)不同，所采取RB降負(fù)荷速率也應(yīng)不同。RB降負(fù)荷速率決定了鍋爐減燃料的速度，速度過快或過慢均會(huì)造成機(jī)組參數(shù)的不穩(wěn)定。

　　4.2 RB結(jié)束回路設(shè)計(jì)

　　RB發(fā)生后，當(dāng)機(jī)組實(shí)際主汽流量達(dá)到或低于RB目標(biāo)主汽流量時(shí)，RB自動(dòng)結(jié)束�？紤]到給煤量煤質(zhì)變化可能與RB目標(biāo)負(fù)荷不完全相一致，在機(jī)組負(fù)荷控制中心畫面中應(yīng)設(shè)置有手動(dòng)退出按鈕。

　　4.3 應(yīng)注意協(xié)調(diào)控制方式下目標(biāo)負(fù)荷跟蹤功能

　　為保證RB結(jié)束后恢復(fù)過程中機(jī)組負(fù)荷不發(fā)生擾動(dòng)，在RB過程中，機(jī)組負(fù)荷控制中心指令應(yīng)跟蹤機(jī)組實(shí)際負(fù)荷（主汽流量），這樣RB結(jié)束后，機(jī)組就可以在當(dāng)前目標(biāo)負(fù)荷基礎(chǔ)上平緩無(wú)擾地恢復(fù)機(jī)組至正常運(yùn)行參數(shù)。

　　4.4 注意一些參數(shù)調(diào)整

　　負(fù)荷控制中心的目標(biāo)負(fù)荷應(yīng)以一定的速率變化到目標(biāo)負(fù)荷，鍋爐主控的負(fù)荷調(diào)整速率與FSSS的切磨投油速率設(shè)置應(yīng)基本保持一致，以減少爐膛的燃燒波動(dòng)。設(shè)置合理的RB滑壓曲線和降壓速率，在保證機(jī)組穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，DEH盡可能快地維持住機(jī)前壓力。

　　4.5 注意機(jī)組運(yùn)行方式

　　在做RB試驗(yàn)前，給水控制、風(fēng)量控制、爐膛負(fù)壓控制等子系統(tǒng)必須非常完善，控制系統(tǒng)要有變工況、變負(fù)荷的自適應(yīng)能力。機(jī)組運(yùn)行中注意機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及其子系統(tǒng)應(yīng)投入自動(dòng)，所有給煤機(jī)最好都處于自動(dòng)狀態(tài)，否則RB時(shí)會(huì)造成投入自動(dòng)的給煤機(jī)指令變化很大，而處于手動(dòng)的給煤機(jī)指令不變。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　機(jī)組RB控制是一項(xiàng)復(fù)雜的過程，牽涉到鍋爐、汽機(jī)多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作。RB功能的實(shí)現(xiàn)，給發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行提供了可靠保障，能夠避免運(yùn)行人員因機(jī)組故障處置不及時(shí)導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大或發(fā)生停機(jī)事件。所以，在大型發(fā)電機(jī)組中，RB功能反映了機(jī)組在輔機(jī)故障下的適應(yīng)能力，是衡量機(jī)組控制系統(tǒng)性能和功能的重要指標(biāo)，RB功能投入可以很大程度上提高機(jī)組的安全性能。

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