RB保护在电厂中的运用

张 恒，李志刚,唐宜强

（1.神华河北国华沧东发电有限责任公司，河北 061113；2.山东鲁能控制工程有限公司，山东 济南 250021；3.华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204）

0 引言

RB是英文Runback的缩写，RB保护即锅炉快速减负荷保护。当机组在某个较高的负荷水平上运行时，由于机组的主要辅机（送风机、引风机、一次风机、炉水泵、磨煤机和给水泵等）故障，部分退出运行时，机组不能继续维持原来的负荷水平，此时，为了能使机组继续稳定运行，应该主动、快速降低负荷指令。当锅炉指令降到辅机允许的最大出力或RB动作一定时间后，自动结束RB。在降负荷过程中，要求机组的主要运行参数能自动在安全范围内变化，而不会引起机组保护动作。

1 RB逻辑分析

锅炉是SG2028/17.5-M909亚临界、一次中间再热控制循环汽包炉。锅炉采用四角切圆燃烧方式，主要辅机包括：6台HP-983型直吹式中速磨煤机，3台炉水循环泵，2台引风机，两台送风机，2台一次风机，2台空预器，2台汽泵，1台可带30%锅炉额度负荷的电泵。汽轮机为N600-16.7/537/537四缸四排汽、单轴、凝汽式、中间再热汽轮机。主控DCS采用西门子的TXP控制系统。

1.1 RB逻辑

1.1.1 RB激活回路

设计给煤机RB（也称磨煤机RB、制粉系统RB）、送风机RB、引风机 RB、一次风机 RB、炉水循环泵RB、空预器RB、给水泵RB（包括汽动给水泵RB、电动给水泵RB）共7种RB形式。当机组负荷指令大于360 MW，机组燃料主控投入自动的情况下，当前运行辅机最大允许出力小于当前负荷指令时，触发RB。

1.1.2 最大允许出力计算回路

最大允许出力计算回路用于计算当前运行各辅机的最大出力，并相互间比较取小，从而确定降负荷的目标值。表1为各单个辅机的最大出力值，即最大带负荷百分数。给煤机投入自动时，出力值按20.83%计算，不投自动时，按实际出力折算成负荷百分数计算；电泵平时处于备用状态，只在汽泵故障时启动，由于启动后不能迅速达到满出力，因此在RB时按20%出力值计算；除给煤机（磨煤机）外的其它辅机只要运行，无论投自动与否，均按表中数值计算。

表1 单个辅机的最大出力值

表中数据可以看出：在额度负荷600 MW时，至少需5台给煤机、两台引风机、两台送风机、两台一次风机、两台炉水泵、两台空预器、两台汽动给水泵运行。

1）如果引风机、送风机、一次风机、空预器、汽动给水泵均2台在运行，其中的1台发生故障跳闸，剩余的1台最大可带330 MW（600 MW×55%）负荷，所以这些设备发生RB的目标值为330 MW。

2）如果炉水循环泵3台在运行，其中1台跳闸，剩余两台可带负荷600 MW×55%×2=660 MW，仍能满足带600 MW负荷，将不会触发RB；如果炉水循环泵3台中两台跳闸，剩余的1台可带330 MW（600 MW×55%）负荷，将会触发 RB，RB 的目标值为330 MW。

3）如果在机组运行中5台磨煤机中有1台跳闸，剩余4台磨煤机可带负荷499.92 MW（600 MW×20.83%×4）， 将会触发 RB，RB 的目标值为499.92MW。如果2台磨煤机跳闸，剩余3台磨煤机运行可带 374.94 MW（600 MW×20.83%×3），依此类推。

以上是单类辅机所能带的负荷，如果是多种辅机故障，如500 MW时，由于一次风机跳闸后一次风流量低导致磨煤机同时发生跳闸，还剩余1台一次风机和2台磨煤机运行，此时，机组RB后降负荷目标值是600 MW×55%×1=330 MW和600 MW×20.83%×2=249.96 MW中取小，即249.96 MW。所以在RB中，辅机最大允许出力计算回路结果是就是所余辅机的最大出力相互比较后取小。

1.1.3 RB速率限制回路

在机组在协调状态下运行时，机组负荷指令的变化受所设变化速率的影响（变化速率为运行人员手动设定，一般在0～9 MW左右）。当机组发生RB动作时，机组负荷指令不应受运行人员所设变化速率的制约，要以较大的速率迅速到达目标值。机组在降负荷过程中将会对主汽压力、主汽温度、汽包水位等造成影响，如何控制降负荷速度使这些主要参数变化在安全可控范围内，是RB保护能否起到保护机组安全的根本。本厂送风机、引风机、给煤机、炉水循环泵、一次风机、空预器、给水泵RB动作后的降负荷速率设置为50%×600 MW/min。经过动态试验以及实际案例证明，RB发生后降负荷速率是与机组特性匹配的。

RB逻辑示意图1所示。

1.2 RB触发后机组动作情况

RB触发后，调节系统主要有下列动作：

1）机组在协调方式发生RB后，机组运行于汽机跟随方式（TF），主汽压力采用滑压控制方式。

图1 RB逻辑示意图

2）汽机主控在手动的情况下发生RB时，DEH将不接受自动降负荷指令，只能由运行人员手动降负荷。

3）锅炉主控切手动，燃料主控切手动，所有给煤量控制切手动，过热、再热减温水调门保护关闭，切手动。

4）除给煤机外的其它辅机RB时，给煤机从上层往下层依次跳闸，剩余三台运行。

5）在汽泵运行，电泵热备用时，要求电泵勺管在60%位置。发生汽泵RB后，另一台汽泵自动加转速到最高转速，电泵以60%的速度联启，由运行人员控制电泵上水量。

机组在RB触发后，尽量不人为干预，在RB经过60 s自动复位后，再进行人为调整，在RB动态试验中，RB动作后120 s内，不进行人为干预，效果很好。如果RB动作后，工况恶劣，运行人员可以手动复位RB，然后进行调整。

1.3 RB逻辑存在的问题

在机组运行过程中发现，RB逻辑对大部分辅机跳闸都能很好的处理，但对制粉系统堵煤工况的处理则存在一定的难度。

工况一：如图2所示，负荷在606 MW，1～4号、6号给煤机均在自动方式运行，6号给煤机发生堵煤，煤量由49.7 t/h突降到1.4 t/h，总煤量由247.1 t/h突降到203.9 t/h。6号给煤机未解除自动时，6号给煤机出力按20.83%计算，给煤机总出力为：5×20.83%×600=624.6 MW，未触发RB；6号给煤机人为解除自动后，6号给煤机出力按实际煤量计算，几乎为零，给煤机总出力为：4×20.83%×600=500 MW<606 MW，触发RB，机组由CCS方式切换到TF方式，所有给煤机切为手动方式运行，机组以500 MW为目标值快速降负荷。

工况二：如图3所示，负荷在590 MW时，1～5号给煤机运行，1号、3～5号给煤机自动，2号给煤机手动。2号给煤机发生堵煤，煤量由43.1 t/h突降到2.6 t/h，总煤量由240.3 t/h突降到204.6 t/h，2号给煤机出力几乎为零，此时给煤机的总出力约为：4×20.83%×600=500 MW<590 MW，触发 RB，机组由CCS方式切换到TF方式，所有给煤机切为手动方式运行，机组以500 MW为目标值快速降负荷。在RB动作后10 s之内，2号给煤机入口堵煤现象消失，又有了41.1 t/h的煤量，导致锅炉出力大于汽机出力，造成主汽压力从16.5 MPa升高到18.0 MPa，系统超压，同时，机组负荷发生了502.8～631.2 MW的波动。

由曲线可知，给煤机堵煤时，给煤量会突然下降，而热风下降缓慢，RB动作后由于风煤比失调，磨煤机入口温度急剧升高，极易产生制粉系统爆炸的隐患，所以在此情况下要及时投入磨煤机消防蒸汽，并手动全开磨煤机冷风调节门，在磨煤机冷风调节门全开后，再手动关闭磨煤机热风调节门（实践证明，磨煤机冷风调节门全开时风量在70 t/h以上，不会触发磨煤机风量低于58 t/h跳闸的保护条件）。若磨煤机出口温度四个点均值达到110℃，保护跳磨条件拒动时，手动停运该磨煤机，以防止制粉系统爆炸。同时为了避免给煤机堵煤RB发生后压力突升导致主汽超压，目前的做法是：

图2 给煤机在自动位时发生堵煤

图3 给煤机在手动位时发生堵煤

1）如果发生堵煤的给煤机在自动位，则先手动降负荷，将负荷降低到不会触发RB的负荷指令后，将该给煤机切除自动，并将给煤机转速指令手动减到最小，保持最低煤量走尽堵煤。

2）如果发生堵煤的给煤机在手动位，在发生RB后，及时将堵煤的给煤机直接停运，同时控制磨煤机出口温度。在RB动作结束，各工况稳定正常后，再在给煤机最低转速下，启动给煤机走尽堵煤。

1.4 改进建议

一旦某一台给煤机发生堵煤（如果没有堵煤信号，则可用给煤机的指令和反馈偏差大来判断），则应把其先自动强制切至手动位，并让其指令自动降到零。这样，机组就会自动触发RB，且当这台给煤机堵煤消失时也不会突然加入大量煤，防止超压。

RB动作和磨煤机温度高做一级报警，让运行人员及时监测磨煤机的温度变化，防止磨煤机超温爆炸。

2 结语

RB控制在现代化的大型发电厂有着广泛的应用，如果RB功能设计不当，会导致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，完善的RB功能设计对提高机组运行可靠性具有积极的意义。