RUNBACK试验过程及技术要点分析

黄道火， 沈 敏

（华电电力科学研究院，浙江杭州 310030）

0 引言

目前国内大型火电机组的RUNBACK（简称RB）控制功能实现的效果普遍不理想，这主要是因为RB控制功能与常规控制功能不同，它是一种机组工况剧烈变化的控制功能。因此对控制策略、参数整定以及相关控制系统的要求都很高；还有，国内大型火电机组的DCS大都采用国际上先进的分散控制系统，这些分散控制系统都有自己典型的RB控制功能设计，这些设计对现场设备要求比较高。RB控制功能投用好坏，主要取决于“什么情况下发RB动作信号”和“RB信号发出后相关系统怎么动作”两个问题是否解决好。

1 概述

快速减负荷（RUNBACK，以下简称RB）逻辑回路是协调控制系统中的事故处理系统。其设计目的是为了考核机组在事故工况下，RB逻辑对于机组的机炉两侧是否具备控制能力。RB逻辑回路的应用将大大提高机组各工况的自动控制能力，减少生产控制过程中人为控制比率，保证机组安全、经济地运行。

1.1 RB试验功能介绍

RB功能是指机组正常运行时，二次风机、引风机、一次风机、给水泵中、空预器等重要辅机设备的1台或多台发生故障跳闸且备用设备无法连锁启动而使机组出力受到限制，自动控制系统将机组负荷由高负荷（大于RB触发负荷）按预定的速率向预定的RB目标负荷顺利过渡的能力。RB功能试验是对机组自动控制系统性能和功能的重大考验。

根据机组的运行工况、燃料种类、跳闸辅机种类等不同，RB的目标值也不同，常见的有50%、60%及70%MCR（机组最大连续出力）。以下是几种常见的RB工况：

（1）引风机RB工况。机组2台引风机运行，其中1台引风机跳闸，且机组负荷高于单台引风机的最大出力，则触发引风机RB动作。引风机RB的目标值为60%MCR。

（2）送风机RB工况。机组2台送风机运行，其中1台送风机跳闸，且机组负荷高于单台送风机的最大出力，则触发送风机RB动作。送风机RB的目标值为60%MCR。

（3）一次风机RB工况。机组2台一次风机运行，其中1台一次风机跳闸，且机组负荷高于单台一次风机的最大出力，则触发一次风机RB动作。一次风机RB的目标值为50%MCR。

（4）空预器RB工况。机组2台空预器运行，其中1台空预器跳闸，且机组负荷高于单台空预器的最大出力，则触发空预器RB动作。空预器RB的目标值为50%MCR。

（5）给水泵RB工况。机组2台给水泵运行，其中1台给水泵跳闸，且备用给水泵没有连锁启动，且机组负荷高于单台给水泵的最大出力，则触发给水泵RB动作。给水泵RB的目标值为60%MCR。

1.2 RB试验逻辑分析

机组负荷大于RB触发负荷，且RB投入信号为真，给水泵、送风机、引风机、一次风机及空预器等这五种辅机出现跳闸，且备用设备无法连锁启动而使机组负荷大于机组最大出力时，将产生RB工况：

（1）汽机闭环调节机前压力，锅炉主控切换为RB燃料控制，锅炉主控输出按一定的速率减少，直到锅炉主控输出等于RB目标负荷。

（2）机前压力均采用滑压运行方式，主汽压力设定值为机组负荷设定值的函数。

（3）机组AGC不允许投入，自动退出AGC。

（4）RB动作60s内，燃料主控禁止增加给煤指令。

（5）强制关闭过热器、再热器减温水20s。

（6）强制关闭3号高加危急疏水门120s。

（7）送风指令中氧量自动调节回路切除60S，送风量由煤量确定。

（8）切BTU为手动。

（9）RB触发后屏蔽给水、汽温、锅炉主控、燃料主控、汽机主控、送风、引风、一次风等主要MCS系统强制切手动功能，直至RB复位后才恢复这些系统的切手动功能。

（10）磨煤机跳闸的同时，对应的出口二次风门、对应磨煤机的入口热二次风门和挡板自动关闭。

1.3 RB试验准备条件

RB功能试验是机组难度最大、风险最高的性能试验之一，为保证RB试验能够顺利进行，机组只能在具备相关试验条件的情况下才可以进行RB试验。以下几条是进行RB试验的必要条件：

（1）机组变负荷试验、AGC试验、一次调频试等工作已经完成，并能出具相关试验报告。

（2）机组各主要调节参数必须符合《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》（DL/T657-2006）要求，并有相关的试验报告及历史曲线。

（3）机组一次风机、引风机、送风机、空气预热器及给水泵都能正常投入2台运行。

（4）机组能够带40%～100%MCR负荷稳定运行。（5）机组已经完成最低稳燃负荷负荷试验并有相关试验报告。

（6）单台一次风机、引风机、送风机、空预器及给水泵最大出力试验已经完成或有条件测试。

（7）为保证RB试验能顺利进行，热工维护人员已经在现有逻辑基础上做了一些必要的修改。

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（8）FSSS已正式投运，RB信号至FSSS联系正常，逻辑关系正确。

（9）机组保护系统正常投入。

（10）给水泵、送风机、引风机、一次风机和空气预热器等均处于良好的工作状态。

1.4 RB试验过程分析

RB试验过程就是模仿机组在引风机、送风机、一次风机、给水泵及空预器等重要辅机跳闸触发RB后，机组按预定逻辑将机组稳定在RB目标负荷的过程。RB试验可分为引风机RB试验、送风机RB试验、一次风机RB试验、给水泵RB试验及空预器RB试验等试验项目，试验过程如下（以给水泵为例）：

（1）检查确认给水泵RB目标负荷值及RB速率。

（2）必要时进行操作调整，保证两台汽动给水泵平衡带负荷。

（3）运行人员解除备用水泵连锁。

（4）联系调度，将机组负荷维持在满负荷，维持10～20min左右。

（5）通知调度，准备做给水泵RB功能试验。

（6）由运行人员在现场打闸任意1台运行着的给水泵，模拟给水泵跳闸。

（7）控制系统会发出“给水泵RUNBACK”信号。

（8）各调节回路应能将各自的被调量稳定在机组跳闸的极限范围内，不发生停机、停炉现象，则给水泵RB试验成功，否则试验失败。

（9）如给水泵RB成功，则：维持机组工况10～20min，使各调节变量达到新的稳态值、填写记录表（见表1），并打印重要参数的试验过程曲线。重新启动已跳闸的给水泵，并恢复机组负荷至满负荷，运行人员恢复备用水泵的连锁。

（10）如给水泵RB失败，则：热控人员找出RB失败的原因并采取相应的解决措施、按步骤（1）～（8）重做给水泵RB功能试验。

表1 RB试验记录表

2 RB试验技术要点分析

2.1 给水泵RB试验

机组正常运行时，一般是2台汽泵运行，1台电泵备用。若发生汽泵跳闸则电泵连锁启动。若在汽泵跳闸5s内，电泵启动不成功则RB触发[1]。机组负荷指令快速减少，以50%MCR/min的速度减到给水泵RB目标值。

给水泵RB发生时，锅炉给水量远远小于蒸发量，机组煤水比严重失衡。如果机组为汽包炉，则汽包水位骤降，可能触发汽包水位低保护。如果机组为直流炉，汽水分离器出口温度（中间点温度）骤升，可能引机组严重超温。给水泵RB发生后，为快速补充锅炉给水量，运行中的给水泵要快速增加给水量，但是又不能过调，引起运行中给水泵过载跳闸。图2为给水泵RB发生时，运行给水泵的快开逻辑设计。

2.2 送、引风机RB试验

机组送、引风机RB发生时，炉膛负压是机组所有重要参数中变化最剧烈，也是最有可能引起锅炉跳闸的参数。在送、引风机RB发生时，明确送、引风机之间的关系，是保证机组送、引风机RB试验的关键。一般情况下送、引风机的关系可分为下面两种情况：

（1）送、引风机不相互连锁跳闸，即不管是引风机还是送风机，跳闸都不连锁跳闸同侧的送风机或引风机。在这种情况下，引风机RB触发时，运行的引风机静叶切为跟踪方式，在引风机电机不过流的情况下，超驰开至95%的开度后再次投入炉膛负压自动，炉膛负压设定值保持与原来一样。运行的2台送风机动叶切为跟踪方式，且超驰关至原开度的50%处，再次投入风量自动，送风量设定值为RB目标负荷对应的风量[2]。

（2）送、引风机连锁互跳，即1台引风机（送风机）跳闸时，连锁跳闸同侧的送风机（引风机）。引风机RB（或送风机RB）触发时，另外一侧运行着的送风机动叶开度及引风机的静叶开度都保持不变持续60s，维持锅炉风量及炉膛负压的稳定。然后引风机自动再次投入，炉膛负压的设定值保持不变。送风机自动也再次投入，风量设定值改为RB目标负荷对应的风量。

2.3 一次风机RB试验

当任一台一次风机跳闸时，且机组实际负荷大于50%MCR，则一次风机RB发生。一次风机RB有其特殊性。一次风压关系到制粉系统的安全、稳定运行，在一次风机跳闸发生RB瞬间应快速开大运行中一次风机导叶，然后以一定的速率过渡到正常的控制回路。一次风机RB发生时，由于有大量漏风处存在，一次风压力瞬间会降低，可能造成一次风堵管甚至锅炉灭火。为防止一次风压力快速下降，应该在逻辑中给某些设备增加一些连锁保护：

（1）磨煤机跳闸后，连锁关闭磨煤机入口冷、热风挡板、总风门、磨煤机出口挡板[4]。

（2）一次风机故障跳闸发生RB时，关闭同侧空气预热器出口一次风挡板、一次风机出口联络挡板。

（3）为防止一次风压瞬间扰动达到保护值而造成磨煤机跳闸，将一次风母管与炉膛差压延时加长，或者取消此保护，改为报警。

3 结语

RUNBACK功能试验是新机组投产后需要完成的19项性能试验中的一项，也是19项性能试验中难度最大、风险最高的一项，完成了RB功能试验的机组较没完成该试验的机组相比在自动化水平、机组安全稳定运行、辅机故障后系统恢复等多方面性能都有显著的提高。

文章详细说明了试验过程中要采取的一些措施，如变参数控制、前馈控制、超驰控制、动静结合快速减煤、修改压力设定值回路等，为降低其他火电机组RB功能试验的风险、确保RB试验成功进行提供一定的借鉴。

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