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300MW机组非协调方式下RB功能的实现

纳雍发电总厂装机容量8×300mw,1、2号机组为哈尔滨三大主机厂生产,dcs采用上海foxboro公司的i/a系列,deh为新华控制工程有限公司生产的deh-iiia。每台锅炉设有4层共16只煤粉燃烧器。主要辅助设备有:2台50%容量动叶可调轴流式送风机;2台50%容量静叶可调轴流式引风机;2台50%容量离心式一次风机;2台50%容量回转式空气预热器;主给水系统由两台50%b-mcr容量的汽动给水泵(正常运行)和一台50%b-mcr容量的电动调速给水泵(启动与备用)组成。
纳电1、2号机组是国内真正使用四角切园燃烧无烟煤的300mw机组。当运行中发生辅机设备故障跳闸时,由于rb功能未投入,使得这种工况下的运行操作调整量很大,加上运行经验等各种因素,经常发生因辅机跳闸后参数调整不当而影响机组稳定运行,甚至发生机组解列事故。因此,投入rb功能对提高机组运行可靠性具有积极的意义。
一、rb的功能及策略
rb即runback的缩写,是指机组主要辅机故障跳闸造成机组实发功率受到限制时,为适应设备出力,控制系统强制将机组负荷减到尚在运行辅机所能承受的负荷目标值,此功能称为辅机故障减负荷。
完善的rb控制策略是建立在协调控制系统稳定投入的基础上,应做到对内(即协调控制系统)协调各子系统,以确保运行工况的平衡过渡;对外协调fsss、deh、scs控制系统,做到快速、平稳地把负荷降低到机组出力允许范围内。
纳电2号机组协调控制系统虽然尚未投入,但deh功率自动稳定,燃烧、给水、负压、汽温等自动控制系统也能长期投入,在此基础上设计了rb控制策略。rb功能由scs、deh、mcs、fsss配合完成:scs系统实现rb指令的生成、闭锁、以及rb以后的相关设备联锁动作;deh通过rb接口接收到rb指令后,以预先设定的目标值和减负荷速率自动进行;mcs完成相关自动系统的调节,保证rb过程的平稳;fsss完成自动切除给粉机和投入油枪的功能。
2号机组设计的rb项目有以下5项:
(1)负荷大于270mw,两台空预器运行中发生一台空预器跳闸。
(2)负荷大于270mw,两台送风机运行中发生一台送风机跳闸。
(3)负荷大于270mw,两台引风机运行中发生一台引风机跳闸。
(4)负荷大于250mw,两台一次风机运行中发生一台一次风机跳闸。
(5)负荷大于250mw,发生单台给水泵运行时间超过2s。
二、2号机组rb试验简介
rb试验的目的在于检验控制系统在功能、逻辑、时序等方面设计的合理性;考核机组正常运行中一旦发生rb包含的某一辅机故障时,通过机组主要热工控制系统的相互配合,将机组负荷快速安全降低到实际所能达到的zui大可能值稳定运行的能力。这是对机组自动控制系统功能和性能的一项重要检验。
我厂在2003年进行了引风机rb动态试验后,2004年利用2声机组大修后的启动带负荷时间,进行了空预器、送风机、一次风机、给水泵rb动态试验。试验情况如下。
1.试验前的准备
(1)机组模拟量控制系统(mcs),燃烧、给水、汽温控制系统以及其它辅助控制系统均己正常投运。
(2)机组顺序控制系统(scs,包括组级、子组级)己投入正常运行;锅炉炉膛安全监控系统(fsss)己正常投运;deh系统己正常投运。
(3)控制系统中,rb功能静态试验己经完成,按经验数据或设计资料,己初步设定rb目标负荷及负荷指令变化速率。在停机条件下根据设计的rb项目,依次模拟rb产生的条件,fsss、scs系统己按预定要求自动进行有关操作。确认在rr工况下,所有功能己按设计要求正确执行。
(4)机组保护系统正常投入。
(5)为确保rb试验过程中顺利投油助燃,试验前应进行油枪投入试验。
2.试验过程
(1)引风机rb试验
试验前,机组带30lmw负荷(ecr)稳定运行。就地按a引风机跳闸事故按钮,人为产生rb信号。动作过程如下:①rb动作报警信号发出;②#13、#15、#14、#16给粉机依次以15s间隔自动停运,给粉机停运后相应一次风门关至0%;③a送风机叶自动强开到,送风机动叶自动强关5%,④deh自动以目标值240mw、减负荷速率40mw/而min动作;⑤机组负荷降到238mw后稳定运行。
机组负荷从30lmw降到238mw稳定运行用时78s。rr过程中,给水自动及、一次风自动均保持正常调节;主汽压力由15mpa升到16.58mpa;汽包水位、炉膛压力、主汽温度、再热汽温等主要参数满足机组运行要求。
(2)空预器rb试验
试验前,机组带305mw负荷(垢ecr)稳定运行。由于空预器卡涩现象较频繁,决定空预器不实际停运,通过断开a空预器运行端子,人为产生rb信号。动作过程如下:①rb动作报警信号发出;②#13、#15、#14给粉机依次以15s间隔自动停运,给粉机停运后相应一次风门关至0%;③送风机动叶自动强关5%,引风机静叶、一次风档板保持自动调节;④deh自动以目标值240mw、减负荷速率40mw/血n动作;(5)机组负荷降到242mw后稳定运行。
机组负荷从305mw降到242mw稳定运行用时72s。rb过程中,主汽压力由16.8mpa升到17.8mpa;炉膛负压zui大波动范围为-17.5~+85lpa,由运行人员手动切除#10给粉机,投入#3油枪;汽包水位、主汽温度、再热汽温等参数满足机组运行要求。
(3)送风机rb试验
试验前,机组带30lmw负荷(ecr)稳定运行。就地按b送风机跳闸事故按钮,人为产生rb信号。动作过程如下:①rb动作报警信号发出;②#13,#15、#14.#16给粉机依次以15s间隔自动停运,给粉机停运后相应一次风门关至0%;③a送风机动叶自动强开到,引风机静叶自动强关5%。④deh自动以目标值240mw、减负荷速率40mw/min动作;⑤机组负荷降到238mw后稳定运行。
机组负荷从301mw降到283mw稳定运行用时78s。rb过程中,给水自动及引风.一次风自动均保持正常调节;主气压力由15mpa升到16.58mpa;汽包水位、炉膛压力、主汽温度、再热汽温等主要参数满足机组运行要求。
rb结束后,a送风机发生喘振,锅炉mft动作,首出两台送风机均停。因mft时送风机rb己结束,且所有逻辑.设备均动作正常,故认为送风机rb试验合格。送风机喘振问题需另行解决。
(4)一次风机rb试验
试验前,机组带300mw负荷(ecr)稳定运行。由于担心一次风压维持不住,事先投入boa、doa油枪,就地按a一次风机跳闸事故按钮,人为产生rb信号。动作过和如下:①rb动作报警信号发出;②#13.#15.#14.#16给粉机依次以6s间隔自动停运,给粉机停运后相应一次风门关至0%;③b一次风机挡板自动开至,送风机动叶自动强关5%,引风机静叶保持自动;④deh自动以目标值200mw。减负荷速率40mw/min动作;⑤机组负荷降到l99mw后稳定运行。
机组负荷从300mw降到199mw稳定运行用时93s。rb过程中,主汽压力由16.64mpa升到18.7mpa。运行人员切除c层4台给粉机,投入#3油枪;一次风压zui低降到1.3kpa灶朗炉膛负压zui高到+964pa;汽包水位。主汽温度。再热汽温等参数满足机组运行要求。
(5)汽泵胶b试验
试验前,机组带305mw负荷(ecr)稳定运行。为避免水位不保造成千锅,采用电泵热备用的方式进行试验,在逻辑申闭锁电泵联启,并事先投入#2.#4油枪,就地打闸a小机,人为产生rb信号。动作过程如下:①rb动作报警信号发出;②#13、#15、#14、#16.#9.#12给粉机依次以6s间隔自动停运,给粉机停运后相应一次风门关至%0;(3)送风机动叶自动强关5%,引风机静叶、一次风机挡板保持自动;④deh自动以目标值18omw。减负荷速率50mw,/min动作;⑤机组负荷降到177mw后稳定运行。
机组负荷从305mw降到177mw稳定运行。用时105s。rb过程中,主汽压力由15.22mpa升到18.lmpa,汽包水位波动范围为-74.39~+50.21mm,运行人员手动切除#10.#12给粉机,投入#3油枪;水位一直由b小机自动调节。电泵热备用末参与水位调节;炉膛压力、主汽温度、再热汽温等参数满足机组运行要求。
三、对rb逻辑功能的完善和改进
根据试验情况利系统分析,对不够完善的rb控制策略进行了改进,主要内容有:
(1)空预器rb:针对试验中存在汽压上升较快的现象,将自动停运给粉机数量由3台改为4台,间隔时间6s;减负荷速率由40mw/min改为30mw/min。
(2)一次风机rb:根据对试验现象的分析,一次风机跳闸对炉膛燃烧影响较大,造成燃烧不稳,增加自动投油可起到稳燃作用,因此增加自动投入两只油枪(#1、#3)逻辑.针对汽压上升快的现象,将给粉机跳闸数量由4台改为6台,间隔时间6s;减负荷速率由40mw/min改为30mw/min。
(3)给水泵rb:增加自动投入两只油枪(#1.#3)逻辑;减负荷速率由50mw/mn改为40mw/mn。另外,考虑到试验时对一次风压影响较大,增加一次风挡板强关5%逻辑。
(4)从汽包水位来看,给水自动基本能正常跟踪,但在给水泵发生rb时,b汽泵转速zui高达到5743rpm,距超速保护动作值(5750rpm)只有7rpm,险些会造成给水中断。为了避免运行中的单台汽泵超速跳闸,将a、b小机转速指令上限设为5650rpm。
(5)由于2号机组deh只有4个rb接口,其中rbl己用作锅炉mft动作不跳机时快减负荷,因此修改空预器rb工况与送、引风机rb工况共用l个rb接口(均为切上层四台给粉机,间隔时间15s,减负荷速率为30mw/min,目标值为240mw),一次风机rb。给水泵rb.各用1个rb接口。
四、尚待解决的问题
(1)协调控制末投入,rb动作后汽机由deh实现自动减负荷,但锅炉侧还不能*不要人工干预。下一步在投入协调控制后,应统筹考虑将rb功能放入协调控制系统。
(2)关于送风机喘振跳闸问题,我厂已发生多次,尚未找到根本原因,已计划增加一台差压变送器监视其变化趋势,便于查找原因和提醒运行人员及早干预。
五、结论
目前,国内机组rb功能基本是在协调控制方式下才能正常实现,纳电2号机组在协调控制方式未投入情况下,rb动态试验合格,证明其控制策略总体是有效的。在rb自动处理过程中,联锁控制准确,大部分自动调节参数被控制在报警范围之内,少数波动大的参数也未超出跳闸值范转,达到了电力行业标准dl/t657-1998《火力发电厂模拟量控制系统在线验测试规程》的要求。目前,上述5种rb功能已在2号机组中正常投入使用,减轻了运行人员的操作强度,进一步提高了机组运行机的可靠性和自动化水平。
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