三河电厂升级改造后RB功能优化及试验分析

赵大伟 徐言宾

摘 要：介绍了三河电厂升级改造以后主要辅机故障减负荷（RB功能）的逻辑优化及试验过程，在原三菱RB控制策略的基础上，对切磨时间间隔、燃料主控切定值控制、大机调门闭锁增、减温水超驰关、炉膛压力闭锁送引风机逻辑等进行细致优化，并对试验结果进行分析。通过实验检验了协调系统及其他自动系统工作的性能，以及在辅机故障跳闸后的抗干扰能力，同时通过RB试验对相关回路进行逐步的调整和优化，使控制系统在最佳的工况下运行，从而实现机组的全程负荷自动控制。

关键词：三河发电厂 亚临界 300MW汽包锅炉 RB

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0075-02

1 机组快速甩负荷的含义

RB（run back）是机组分散控制系统（DCS）中的一种功能，即RB功能是一种机组工况突变的控制功能，当机组某写重要辅机跳闸时，使锅炉等有关设备，不能维持较高负荷运行时，根据协调控制系统RB 逻辑功能，快速将机组负荷降至规定负荷，并且保持机组运行参数在安全稳定范围内，避免造成设备损坏或使机组故障停运。RB功能是机组实现单元机组集中控制，提高自动化水平的标志，是减少人为操作错误，造成机组停运的技术保障，对大机组集中控制保证机组安全稳定运行，具有安全稳定的重要作用。

2 设备及系统概述

三河发电有限责任公司#1锅炉由日本三菱重工神户造船所厂制造，型号为MB-FRR，最大出力：1175t/h；最大压力：20MPag；蒸汽温度：541℃。锅炉为亚临界控制循环燃煤汽包锅炉，一次中间再热、单炉膛、切圆燃烧、钢架全悬吊结构、半露天布置、固态排渣。锅炉汽包采用带内衬套的双层结构，锅炉水冷壁采用气密式焊接结构，直接吸收辐射热的水冷壁管采用内螺纹管。锅炉装有三台无轴封水浸式电动炉水循环泵，两台三分仓空气预热器。通风方式为平衡通风，两台双速双吸离心式引风机、两台动叶可调轴流式送风机、两台双级动叶可调轴流式一次风机。每台炉设置16只低NOX燃烧器，四角布置，分级配风，切圆燃烧。四台双进双出磨煤机、八台电子称重式皮带给煤机。锅炉采用高能点火器、油枪、煤粉燃烧器两级点火方式。共八只油枪，两层布置。2009年完成1号炉微油点火改造。

#1机型汽轮机为三菱公司制造；电厂#1机组汽轮机额度出力为350MW，共设高、中压调节门，主汽门共10个，其中高压主汽门2个，高压调节阀4个，中压调节阀2个全都采用连续型控制，控制阀采用一拖二控制方式，中压主汽门2个采用两位型控制。每个阀门采用单独的执行机构驱动。

过热蒸汽温度采用二级喷水减温调节。再热蒸汽温度调节采用摆动式燃烧器，在再热器入口的再热汽管道上设有喷水减温器，作为事故备用。当燃用设计煤种时，锅炉不投油最低稳燃负荷为30%BMCR。

DCS采用美国MCS公司的MAX分散控制系统，实现DAS、MCS、BMS、SCS控制功能。系统主要由三大部分组成：MAXSTATION工作站、数据采集和控制机柜、高速数据通讯网。

3 RB功能逻辑设计

RB逻辑主要包括以下几个公用部分及相关子系统的逻辑，公用逻辑有RB激活、目标负荷产生、协调方式切换逻辑、切粉逻辑、RB结束等逻辑。

3.1 RB启动及逻辑复位逻辑

在负荷大于200MW且在操作员协调画面RB投入允许的情况下，任一送风机、一次风机、引风机、汽动给水泵（且电泵未连启）跳闸，触发RB。RB具有自动恢复逻辑，在机组锅炉负荷小于185MW（延时s）且主汽压力偏差小于0.3（延时s）或RB触发条件消失后，RB自动复位。

3.2 RB动作后各子系统的控制逻辑优化

3.2.1 CCS系统

机组RB发生后，触发RB动作报警，锅炉主控BM切位手动运行方式，燃料主控切为手动方式，总燃料指令为80，运行两台磨的一次风挡板指令各为40（速率限制后）。汽机式主控TM自动投入机跟随（TF）模，自动投入滑压模式，滑压滑压速率为0.15MPa/min。

RB触发后，锅炉负荷直线下降，汽温下降较快，过热器和再热器减温水调门超驰关6秒，PID处于自动方式。

为防止汽机调门波动最汽包水位、汽温的影响，设计了汽机调门指令闭锁增20s。氧量控制自动切为手动方式，二次风箱差压自动切位手动方式，非一次风机RB时，关一次风机动叶（8%）。在送、引风机RB时，应将故障风机的动叶迅速关闭到0，利用平衡功能迅速打开另一侧风机动叶到相应开度。

3.2.2 BMS系统

主要作用是根据机组的工况开完成燃料的投切，以达到快速降低锅炉负荷的目的，使之与相应的辅机能力相适应。三河电厂配制4台钢球磨，RB切粉逻辑为：

①在多于三台磨运行时且A磨运行时跳A磨。

②在4台磨煤机运行时，A、B磨跳闸的时间间隔为5s。

③A、B、C磨运行时只跳A磨。

④为防止RB过程中一次风压过低触发磨煤机跳闸，将一次风压低跳磨保护取消。

3.2.3 SCS系统

主要作用是保证在部分辅机故障的情况下，辅机所带设备进行相应的处理，为保证送引风机RB时炉膛压力的稳定，设计送、引风机单侧互跳，来保证炉膛风量基本平衡。同时相关的出口、入口挡板要联动关闭，完成风道隔离和协调系统的信号增益平衡。

4 各辅机RB工况的试验情况及技术要点

在试验前，协调控制系统及各分控制系统均经过认真调试，投入生产。自动投入率100%，各模拟量控制系统调节品质优良，经受了生产各种工况的检验。

4.1 一次风机RB

A、B、C、D磨运行，进行了12一次风机的RB试验。运行人员从就地手动跳闸11一次风机，同时A磨跳闸，5s后B磨跳闸，机组协调控制方式由DEB自动切至机跟随方式，自动滑压运行，滑压速率为0.15MPa/min，在整个过程中，一次风压最低5.1kap，稳定后维持在6.2kap。炉膛压力最低到-1260Pa，汽包水位最低-103mm，主汽温最低517℃，再热汽温最低502℃，机组负荷最低166MW。

4.2 送、引风机RB

实现送、引风机的出发点是炉膛风量平衡原理。前提是保证炉膛压力保护不能动作。下面以引风机RB试验为例作简要分析，试验过程中机组的主要参数的变化曲线如图-2。

A、B、C、D磨运行，运行人员从就地手动跳闸12引风机，12送风机联锁跳闸，同时A磨跳闸，5s后B磨跳闸，机组协调控制方式由DEB自动切至机跟随方式，自动滑压运行，滑压速率为0.15MPa/min，由于引风机跳闸，使炉膛压力减小，随后由于同侧的送风机连锁跳闸，入炉风量减小，使炉膛负压增大，主汽压力、燃料量、风量下降，机前压力在汽机调门的控制下最终维持在14.1，主汽温度维持在530℃，由于主汽压力和主汽流量的波动造成汽包水位的波动。整个过程中，燃料量最终维持在91t/h，功率维持在185MW左右。

4.3 给水泵RB（无电泵联启）

给水泵RB基本的出发点是物质平衡原理，及单泵最大出力时所保证的给水流量和锅炉蒸发量之间的物质平衡。该工况对汽包水位影响最大，也是最直接的。

A、B、C、D磨运行，进行了11小机的RB试验。运行人员从就地手动跳闸11小机，A磨跳闸，5s后B磨跳闸，机组协调控制方式由DEB自动切至机跟随方式，自动切为定压运行，在整个过程中，汽包水位最低-188mm，给水流量最低580T/h，主汽温最低513℃，再热汽温最低502℃。

5 结论

在以上各项试验中，机组始终处于协调运行方式，所有RB工况无需运行人员进行任何干预，试验过程机组各项参数均为达到保护动作值，达到了机组在辅机意外跳闸时自动安全快速减负荷的目的。为机组运行的安全性和稳定性提供了保障。

参考文献

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