一次風(fēng)機(jī)快速減負(fù)荷試驗(yàn)失敗原因分析

一次風(fēng)機(jī)快速減負(fù)荷試驗(yàn)失敗原因分析

在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)的情況下，600mw機(jī)組已成為各電網(wǎng)規(guī)劃的主要機(jī)組。這些大容量機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)由于主要輔機(jī)故障引起的機(jī)組非停次數(shù)占全部非停次數(shù)的比例很大,尤其是一次風(fēng)機(jī)RB。如何提高機(jī)組自動(dòng)應(yīng)對(duì)輔機(jī)故障的能力是體現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)組輔機(jī)故障快切負(fù)荷(RUNBACK,簡(jiǎn)稱(chēng)RB)功能是保證發(fā)生部分主要輔機(jī)故障跳閘,使鍋爐最大出力低于給定功率時(shí),機(jī)組自動(dòng)降低功率,并維持機(jī)組主要參數(shù)在安全范圍內(nèi)?；陔娋W(wǎng)及電廠高度的安全性及經(jīng)濟(jì)性要求,RB功能成為機(jī)組不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)。1rb的經(jīng)典控制策略RB控制策略框架已經(jīng)較為成熟,大體包括以下幾個(gè)方面:1.1計(jì)算當(dāng)前最大允許負(fù)荷的設(shè)備機(jī)組最大允許負(fù)荷由各輔機(jī)最大出力及輔機(jī)運(yùn)行情況決定。各輔機(jī)最大出力從單臺(tái)輔機(jī)最大出力試驗(yàn)得到。1.2rb復(fù)位條件RB觸發(fā)條件一般為:協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入且機(jī)組實(shí)際功率大于運(yùn)行輔機(jī)最大允許負(fù)荷。RB復(fù)位條件一般為:機(jī)組實(shí)際負(fù)荷降至運(yùn)行輔機(jī)最大允許負(fù)荷維持一定時(shí)間(如3min);或RB觸發(fā)后延遲一定時(shí)間(如20min)。1.3機(jī)組控制機(jī)組負(fù)荷RB觸發(fā)前,機(jī)組處于協(xié)調(diào)控制方式,鍋爐側(cè)調(diào)節(jié)燃料量控制主蒸汽壓力,汽機(jī)調(diào)門(mén)控制機(jī)組負(fù)荷。RB后控制方式切換為汽機(jī)跟隨方式,鍋爐側(cè)手動(dòng),汽機(jī)側(cè)保持自動(dòng)調(diào)節(jié)主汽壓力,主汽壓力設(shè)定采取滑壓方式,并保持一定滑壓速率。1.4rb觸發(fā)后跳磨通過(guò)輔機(jī)最大出力計(jì)算與之對(duì)應(yīng)的磨煤機(jī)保留臺(tái)數(shù),RB觸發(fā)后自動(dòng)由上至下逐臺(tái)跳磨,投入底層油槍以起穩(wěn)燃作用。跳磨的間隔時(shí)間、油槍投入個(gè)數(shù)及間隔時(shí)間根據(jù)不同機(jī)組及輔機(jī)RB類(lèi)型決定。1.5rb項(xiàng)目首出邏輯由于各輔機(jī)RB后機(jī)組狀況不同,因而需要設(shè)置RB項(xiàng)目首出邏輯以區(qū)分出RB發(fā)生的原因。各項(xiàng)目RB的優(yōu)先級(jí)一般為一次風(fēng)機(jī)RB>給水泵RB>引風(fēng)機(jī)RB>送風(fēng)機(jī)RB>磨煤機(jī)RB。1.6其他邏輯邏輯其他回路邏輯主要包括減溫水門(mén)閉鎖關(guān)、主調(diào)門(mén)禁開(kāi)等。2未跳閘一次風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)RB后,除去通用的RB控制策略外,動(dòng)作一般包括以下幾個(gè)方面:(1)未跳閘一次風(fēng)機(jī)快速加大出力,盡量保證一次風(fēng)壓的較少流失及快速恢復(fù)。(2)每隔5s(時(shí)間間隔根據(jù)實(shí)際情況確定)由上而下跳閘磨煤機(jī),直至剩余3臺(tái)磨為止。(3)投入底層油槍(間隔時(shí)間及投入油槍數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況確定),以起到穩(wěn)燃作用。3rb試驗(yàn)的困難3.1次風(fēng)缺失的影響一次風(fēng)機(jī)單側(cè)跳閘后,會(huì)造成一次風(fēng)的大量缺失,雖然燃料會(huì)隨之快速降低,運(yùn)行側(cè)一次風(fēng)機(jī)也會(huì)迅速加大出力,但是短時(shí)間內(nèi)的一次風(fēng)缺失仍然會(huì)給機(jī)組燃燒及整體穩(wěn)定情況造成較大的沖擊。3.2爐身壓力下降負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作是引起一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)失敗的主要原因。一次風(fēng)機(jī)RB后,負(fù)壓的變化趨勢(shì)如圖1所示。一次風(fēng)機(jī)RB后,大量一次風(fēng)消失,帶粉能力驟然下降,爐膛壓力會(huì)隨之快速下降,大約5~10s內(nèi)降到最低值,如圖中負(fù)壓第一個(gè)波谷,如果一次風(fēng)缺失過(guò)多或不能快速補(bǔ)充或負(fù)壓調(diào)節(jié)不及時(shí),則第一個(gè)波谷極易出現(xiàn)跳機(jī);當(dāng)另一側(cè)一次風(fēng)機(jī)出力提升后,帶粉能力增強(qiáng),煤粉進(jìn)入爐膛后引起爆燃(如設(shè)置投油邏輯的,投入的油根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大概也在這個(gè)時(shí)刻起作用),使?fàn)t膛壓力快速上升,大約5~10s內(nèi)到達(dá)最高值,如果在前一波谷中引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)調(diào),則負(fù)壓在波峰值極易出現(xiàn)跳機(jī)。3.3引風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)作用設(shè)置有脫硫系統(tǒng)旁路擋板的機(jī)組,旁路擋板的邏輯一般均設(shè)置有負(fù)壓超限強(qiáng)開(kāi)保護(hù),一次風(fēng)機(jī)RB后,負(fù)壓一般均會(huì)超限,因此旁路擋板會(huì)全開(kāi),引風(fēng)機(jī)對(duì)于負(fù)壓的調(diào)節(jié)能力增強(qiáng),對(duì)負(fù)壓會(huì)起到穩(wěn)定的作用。對(duì)于沒(méi)有設(shè)置脫硫旁路擋板的系統(tǒng),負(fù)壓的穩(wěn)定靠引風(fēng)機(jī)及增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié),在負(fù)壓劇烈變化時(shí)極易出現(xiàn)調(diào)節(jié)不及或調(diào)節(jié)震蕩的情況。4rb-1試驗(yàn)的改善4.1次風(fēng)機(jī)rb的信號(hào)使運(yùn)行側(cè)一次風(fēng)機(jī)出力盡快提升,保證一次風(fēng)壓盡快恢復(fù)。同時(shí)要防范一次風(fēng)機(jī)過(guò)出力,引起跳閘,因此,在未跳閘一次風(fēng)機(jī)側(cè)采用不過(guò)流的最大速率超弛開(kāi)。通常,RB邏輯與一次風(fēng)機(jī)邏輯并不在一個(gè)控制器,所以從RB發(fā)生到一次風(fēng)機(jī)動(dòng)作存在控制器間的通訊延時(shí)(嚴(yán)重時(shí)可達(dá)2s)。同時(shí)一次風(fēng)RB后負(fù)壓動(dòng)作非?？?達(dá)到秒級(jí),所以節(jié)省掉上述控制器間通訊延時(shí)對(duì)一次風(fēng)機(jī)RB有益。可將一次風(fēng)機(jī)RB觸發(fā)信號(hào)采用硬接線輸入到各引用控制器達(dá)到上述效果。對(duì)于設(shè)置一次風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板的機(jī)組,擋板從全開(kāi)到全關(guān)大約需要60s以上,如果RB時(shí)再聯(lián)關(guān)聯(lián)絡(luò)擋板,則一次風(fēng)會(huì)沿著聯(lián)絡(luò)管道大量向停運(yùn)風(fēng)機(jī)側(cè)泄漏,因此日常運(yùn)行關(guān)閉一次風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板,以有效減少一次風(fēng)流失。4.2定值擾動(dòng)試驗(yàn)通常的負(fù)壓調(diào)節(jié)回路靠引風(fēng)機(jī)PID調(diào)節(jié)器作用,調(diào)節(jié)器的整定往往采用定值擾動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。引風(fēng)機(jī)PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)往往設(shè)計(jì)得較快,以快速地穩(wěn)定負(fù)壓。但當(dāng)RB工況時(shí),負(fù)壓變化劇烈,與正常工況完全不同,如果采用同樣的方法調(diào)節(jié)往往易引起超調(diào)甚至振蕩。因此,引風(fēng)機(jī)PID參數(shù)整定時(shí)要考慮到上述問(wèn)題,選擇合適的PID參數(shù)。定值擾動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證后可進(jìn)行三角波外擾試驗(yàn),以快速且不發(fā)散為準(zhǔn)。由于負(fù)壓調(diào)節(jié)回路是一個(gè)較快的回路,所以PID調(diào)節(jié)器中的積分作用一般較強(qiáng),在RB發(fā)生后,負(fù)壓變化劇烈,極易出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象,造成調(diào)節(jié)器輸出回頭慢,超調(diào)大,加大跳機(jī)危險(xiǎn),所以負(fù)壓調(diào)節(jié)回路PID要設(shè)置積分飽和切除。4.3油槍燃燒的正向波通常RB后,投入底層油槍(一般為4支)以穩(wěn)定燃燒。但是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于一次風(fēng)機(jī)RB后大約12s左右負(fù)壓出現(xiàn)正向波峰,而此時(shí)投入的油槍也會(huì)燃燒,會(huì)加大正向波峰值,增加危險(xiǎn)系數(shù)。因此,兼顧負(fù)壓與穩(wěn)燃,一次風(fēng)機(jī)RB后僅投入一支油槍,可減少負(fù)壓正向波峰值。4.4增壓風(fēng)機(jī)的影響對(duì)于設(shè)計(jì)有脫硫系統(tǒng)的機(jī)組,負(fù)壓不只受引風(fēng)機(jī)影響,增壓風(fēng)機(jī)對(duì)負(fù)壓也影響很大。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)于沒(méi)有設(shè)置脫硫旁路擋板的機(jī)組,增壓風(fēng)機(jī)對(duì)于負(fù)壓的影響與引風(fēng)機(jī)處于同一等級(jí)甚至更大。因此,RB后,增壓風(fēng)機(jī)必須正確地參與負(fù)壓調(diào)節(jié),才會(huì)使負(fù)壓穩(wěn)定。針對(duì)一次風(fēng)機(jī)RB后負(fù)壓動(dòng)作趨勢(shì),設(shè)計(jì)增壓風(fēng)機(jī)的動(dòng)作策略為:RB后,增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉向上開(kāi)5個(gè)開(kāi)度,維持5s,隨即回落至原開(kāi)度并維持不變,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,可有效地抑制負(fù)壓的大幅變化。4.5試驗(yàn)效果改進(jìn)后,一次風(fēng)機(jī)RB負(fù)壓最低值-1100Pa,最高值300Pa,一次風(fēng)壓最