风烟系统挡板控制逻辑改进

张太林,吴鹏辉

(四川广安发电有限责任公司,四川广安 638000)

0 引言

四川广安发电有限责任公司(以下简称广安电厂)4×300MW+2×600MW燃煤汽轮发电机组,从1999年10月第1台300MW机组投产起,6台机组先后发生过空气预热器(以下简称空预器)跳闸、机组RB事故。每次空预器事故处理时,运行人员都要按预案“人为”关闭空预器入口烟气电动挡板及其出口热一次、二次风电动挡板,隔离空预器风、烟通道,以防止空预器变形。

空预器入口烟气电动挡板及其出口热一次、二次风电动挡板之所以需要“人为”关闭,其原因是空预器入口烟气电动挡板及其出口热一次、二次风电动挡板没有设计“自动关门”逻辑。其次,一次风机、送风机出口电动挡板后至空预器入口设有联络风道和电动联络挡板(以下简称一次、二次风电动联络挡板),一次、二次风电动联络挡板控制逻辑设计有任一台空预器停运时“自动关门”逻辑。这2处设计不利于空预器跳闸等风烟系统事故处理,威胁锅炉运行安全。

1 广安电厂锅炉风烟系统概述

广安电厂300MW燃煤机组是中储式制粉系统,2台离心式一次风机,冷空气经一次风机升压,再经空预器加热后,将从给粉机送来的合格煤粉送入炉膛燃烧,还设有一次、二次风联络风道和电动联络挡板。300MW锅炉风烟系统图如图1所示。

图1 300MW锅炉风烟系统图

广安电厂600MW燃煤机组是直吹式制粉系统,2台轴流式一次风机,冷空气经一次风机升压,再经空预器加热后,进入热一次风母管,供中速磨煤机干燥原煤,并将磨煤机磨制出的合格煤粉直接送入炉膛燃烧;没有经过空预器加热的冷一次风经冷一次风电动挡板后进入冷一次风母管,供调节磨煤机出口温度。600MW锅炉风烟系统及其电动挡板布置情况与300MW燃煤机组锅炉基本一致。600 MW锅炉风烟系统图如图2所示。计空预器跳闸“自动关门”逻辑。即空预器跳闸后,该空预器入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板不会“自动关门”,需要“人为”发关门指令,才会电动关门。其逻辑图如图3所示。

2 空预器运行和检修对风烟系统的要求

空预器故障,其主、辅电动机均不能运行,应立即关闭其入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板,机组减负荷至50%ECR负荷并对空预器人力盘车。

空预器主电动机故障,投运其辅电动机,空预器转速0.56r/min(空预器主电动机运行,转速1.14 r/min),换热效率低一些,空预器入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板不用关闭(广安电厂300MW机组满负荷,空预器只运行辅电动机试验,其出口烟温和出口热一次、二次风温变化只有8℃),机组仍可带100%ECR负荷。

单台风机故障时,只需关闭故障风机出口电动挡板,运行风机可通过一次、二次风联络风道和电动联络挡板,将风平均分配给2台空预器。

图3 烟气电动挡板控制逻辑图

3 实例分析

下面以锅炉B侧风烟系统电动挡板为例,比较、分析广安电厂300MW、600MW锅炉风烟系统电动挡板控制逻辑。

(1)空预器入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板控制逻辑分析。300MW、600MW锅炉空预器入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板控制逻辑相同,只设计了“顺控SEQ”或“OPENAIRPATH”条件下“自动开门”逻辑,没有设

(2)一次、二次风电动联络挡板控制逻辑分析。300MW、600MW锅炉一次、二次风电动联络挡板控制逻辑相同,均有“自动开门”和“自动关门”逻辑。其“自动开门”逻辑条件是“2台空预器同时运行”或“FSSSNATURALAIRINESS”。这样设计的目的是:始终保持流经2台空预器的风量均衡。“自动关门”逻辑条件是:“任一台空预器停运”或“LOSS APH5MIN”。设计的目的是防止空预器跳闸后继续流通冷风,使空预器冷热不均变形。即只要有一台空预器没有运行,一次、二次风电动联络挡板就要“自动关门”。其逻辑图如图4所示。

4 控制逻辑存在的隐患及其危害处理

下面分析广安电厂锅炉风、烟系统电动挡板控制逻辑存在的隐患及其危害。

4.1 隐患

图2 600MW锅炉风烟系统图

图4 联络挡板逻辑图

(1)空预器入口烟气电动挡板及其出口热一次、二次风电动挡板没有空预器跳闸“自动关门”逻辑。

(2)一次、二次风电动联络挡板总是在空预器跳闸时“自动关门”。

4.2 危害

(1)1台空预器故障跳闸,一次、二次风电动联络挡板“自动关门”,但该空预器入口烟气电动挡板及其出口热一次、二次风电动挡板没有“自动关门”,冷风和热烟气仍流经故障空预器,使空预器变形。为了隔离跳闸空预器,只有“人为”关闭该空预器入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板。

(2)更为严重的情况是:一侧空预器故障跳闸的同时,另一侧引/送风机或一次风机也故障跳闸,风烟系统发生“并发”故障。

此时,运行人员为了隔离跳闸空预器风、烟通道,“人为”关闭跳闸空预器入口烟气电动挡板和出口热一次、二次风电动挡板,以防止跳闸空预器冷热不均而变形;而一次、二次风电动联络挡板也因空预器跳闸而“自动关闭”,另一侧正常运行的送风机和一次风机无空气通道,炉膛没有送风,炉膛负压将瞬间达到低极限而MFT,严重时发生炉膛内爆,水冷壁损坏。

4.3 处理方案

处理这种风烟系统“并发”故障时,一般有3种处理方案。

(1)热工人员立即强制一次、二次风电动联络挡板全开,但“强制”时间需要1min以上,无法避免锅炉MFT。

(2)运行人员立即跑到锅炉MCC配电盘,将一次、二次风电动联络挡板电源开关切为“就地”并全开,但也需要很长时间,也无法避免锅炉MFT。

(3)运行人员立即全停一次风机、引/送风机,紧急锅炉MFT。

5 控制逻辑改进建议

根据以上分析,针对广安电厂锅炉风烟系统电动挡板控制逻辑提出以下改进建议。

(1)A,B空预器入口烟气电动挡板、出口热一次、二次风电动挡板控制逻辑。

1)保留A,B空预器入口烟气电动挡板、出口热一次、二次风电动挡板“自动开门”逻辑不变。

2)增加A,B空预器入口烟气电动挡板、出口热一次、二次风电动挡板“自动关门”逻辑,其“自动关门”逻辑条件为空预器主、辅电机同时停运。

(2)取消一次、二次风电动联络挡板“自动开门”和“自动关门”逻辑,由运行人员根据实际情况控制一次、二次风电动联络挡板的开关。

6 结束语

风烟系统电动挡板等设备控制逻辑存在的隐患关系到安全生产,只要改进技术可行,投资又不大,利用停机机会实施整改,效果明显。

[1]梁燮荣,丁耀.300MW机组锅炉烟风系统风门设置条件的调研[J].山东电力高等专科学校学报,1999(4):15-20.

[2]谭玲,黄思林.台山电厂2×660MW超临界锅炉烟风系统风门设置的几点建议[J].广东电力,2000(5):63-66.

[3]易伟峰,陈毓.华能岳阳电厂锅炉风烟闭环控制系统改进[J].湖南电力,1999(2):52-53.