1000MW超超临界机组甩负荷试验分析

陈飞　吕康强　梁纲

摘 要：重要辅机发生故障跳闸，辅机出力低于给定功率时，自动控制系统将机组负荷快速降低至合适出力，是机组热工自动控制系统性能和功能的体现，也是维护机组安全的一个重要保障。通过文章的分析，希望能够对相关工作提供借鉴。

关键词：1000MW机组；快速甩负荷；辅机故障；协调控制

引言

当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，协调控制系统强制将机组负荷减到尚在运行的辅机所能承受的负荷目标值。协调控制系统的该功能称为辅机故障甩负荷（RUNBACK），简称RB。通过RB试验检验其控制功能、逻辑、时序等设计的合理性，同时该试验将取得机组正常运行时不易取得的工况数据，对机组安全运行具有指导意义。

1 RB类型和目标负荷

浙江某电厂5号机组锅炉为上海锅炉厂引进法国阿尔斯通公司技术生产的SG3091/27.56-M54X超超临界塔式直流炉，主要辅机配置为2台送、引、一次风机以及2台空预器，6台HP-1163型中速磨煤机（5台运行，1台备用）。汽轮机是由上海汽轮机厂和德国SIEMENS公司联合设计制造的N1000-26.25/600/600（TC4F）超超临界机组，每台机组设置两台50%容量的汽动给水泵组。主要辅机中任一台故障，满足条件触发RB，RB触发后将根据跳闸辅机类型来设定目标负荷和相应的控制程序。机组的最大允许出力切换为RB目标负荷，各RB类型判别和目标负荷如表1：

2 RB触发条件

2.1 基本条件：燃料主控投自动、给水控制投自动、负荷大于500MW、RB功能子环投入。

2.2 RB判别回路：单元机组的功率，锅炉主控指令，和锅炉最大可能出力小选后减1，经过一个速率限制器输出，当该输出值大于机组最大可能出力时，比较器Max2端置1，触发机组RB。

此回路能保证机组只有出现最大可能出力突然降低（辅机停运），才会触发RB；当负荷或者锅炉指令异常升高至大于机组最大可能出力时，不会导致RB误动。简单而言，只有机组出现辅机停运时，才会触发RB，而譬如高加解列等造成负荷上升值超过最大可能出力值是不会触发RB的。

2.3 减负荷速率和降压速率

RB发生后，锅炉将快速减负荷至尚在运行辅机所能承受的目标负荷，汽轮机控制主蒸汽降压速率不超过某一限值，使机组平稳过渡到下一平衡点。减负荷速率和降压速率由跳闸设备的特点所决定。各辅机RB时，锅炉指令下降速率和主汽压降压速率限制如下：

燃料RB为50%和0.5Mpa/min

空预器、送风机、引风机RB为100%和1Mpa/min

一次风机和给水泵RB为200%和1.5Mpa/min

3 RB主要联锁

●机组由CCS方式切至TF方式，负荷指令跟踪当前负荷值，负荷速率限制失效。

●主汽压力设定值跟踪实际压力，经RB降压速率限制器限速后送至DEH作为汽轮机压力控制值，原变压速率限制失效。

●锅炉指令按RB减负荷速率降至目标负荷，并在RB复归前不可控。

●除燃料RB不触发跳磨外，其他RB均通过跳闸磨煤机实现快速减负荷，并最终保留3台磨运行。RB触发瞬间跳闸一台制粉系统，间隔10秒后跳闸第二台磨，10秒后跳闸第三台磨（6台磨运行时）。一次风机RB时，跳磨间隔为2秒。跳磨顺序均为A-F-E。

●汽轮机控制由限压方式切至初压方式，DEH遥控自动撤出。

●机组一次调频退出，高旁压力设定值降低0.6MPa。

●停止热值校正。

●氧量校正自动撤出，跟踪实际氧量。

●延时7min后，给水焓值控制器闭锁增焓（即不论焓值多低，均不会因焓值而减少给水）。

一次风机RB做了较多针对性设置，主要项目如下：

仍运行的一次风机动叶保护开；程控投C层油枪；B、C、D制粉系统风量低跳闸延时由3s改为30s；B、C、D、E制粉系统冷风调节挡板自动开10s；2min后增加给水约90T/H。

4 RB复归

RB有手动和自动两种复归方式。手动复归由运行人员在OT画面上操作，但必须等到RB降压速率限制器前后差压小于0.2Mpa（主汽压力稳定），且无RB条件存在后才允许复归。当实际负荷与目标负荷偏差小于2%时RB自动复归，但RB降压速率限制器仍有效，直到RB降压速率限制器前后差压小于0.2Mpa，该限制器才失效。RB复归后，机组恢复至正常TF方式，锅炉主控恢复手动控制。一般而言，负荷和压力的双重稳定才算RB结束。

5 RB校验（以燃料RUNBACK和送/引风机RUNBACK试验为例）

5.1 试验过程

接值长令，开始相关RB试验，触发RB，机组由CCS方式切至TF方式，限压切为初压方式，相关制粉系统跳闸动作正常，其它参数如下：

5.2 試验分析

辅机RB后锅炉主控指令：2台制粉系统跳闸锅炉主控指令降为63%，送、引风机RB后锅炉主控指令为50%。随着锅炉主控的迅速下降，给水量快速减少，机炉侧协调系统匹配较好，整个实验过程没有发生严重的水煤比失调。

炉膛负压分析：送、引风机RB时炉膛负压波动为-235/127Pa，2台制粉系统RB时负压波动更大，为-1196/650Pa，这主要是由于送/引风机RB时同侧风机联跳，在总体上保持了锅炉炉膛进出工质的平衡。同时，送/引风机RB比燃料RB时引风机静叶开度要大，引风机调节特性相对较好。

温度分析：RB实际动作过程中，中间点温度、过热度波动较大，先下降，再迅速反弹，燃料RB时中间点温度最高477℃，过热度74℃；送、引风机RB时中间点温度最高466℃，过热度最高达到71℃。

6 结束语

通过燃料和送、引风机RB试验校验了本机组RB功能相关逻辑基本合理，当重要辅机故障时，能够保证机组安全运行。试验过程中的数据在机组正常运行时无法取得的，而这些数据对机组安全稳定运行及事故处理具有重大意义。

参考文献

[1]岳建华.西门子T3000和TXP系统[M].北京：中国电力出版社，2012.

作者简介：陈飞（1984-），男，内蒙古乌兰察布人，助理工程师，从事发电厂集控运行工作。