600MW燃煤机组RB工况下低汽温防控优化

于　魁， 郭　毅， 刘劲松

(皖能合肥发电有限公司， 安徽　合肥　230041)



600MW燃煤机组RB工况下低汽温防控优化

于魁， 郭毅， 刘劲松

(皖能合肥发电有限公司， 安徽合肥230041)

在燃煤机组RB工况下，处理过程中若出现主汽温度较低的现象，不但影响机组的经济性，也威胁着机组的运行安全，更严重的可能会引起机组非停，这里就RB工况下低汽温现象进行分析，针对引起低汽温的因素进行防控方案优化，对汽温过低对机组的危害进行讨论。

RB动作；低汽温；防控优化

0　现状

皖能合肥发电有限公司#6机组为1×600MW超临界燃煤机组，汽轮机为超临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、双背压、抽汽凝汽式汽轮机，型号是C600-24.2/1.1/566/566，为上海汽轮机有限责任公司制造的新型的汽轮机。对外供热抽汽引接自汽轮机中压缸排汽，抽汽调节采用在中低压缸连通管上加装调节蝶阀，最大供热能力为440t/h，平均供热能力为364t/h(1.0MPa、350℃)，无回水。本机采用高、中压缸合缸，高温部分为双层缸结构，通流部分反向布置，这样可以减少轴向推力，改善高、中压缸差胀。低压通流部分采用双流反向布置，控制系统采用数字电液调节系统。

自投产以来发生多次RB动作工况，在RB工况处理过程中，多次出现严重主汽温度较低的现象，严重危害汽轮机的安全和使用寿命。在2013年7月14日A小机RB动作，主汽温度最低降至470℃，在2013年8月B一次风机RB动作，主汽温度最低达到443℃，低汽温现象已经十分严重。

1　RB工况下低汽温带来的危害

(1)末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低，为维持负荷不变，则主蒸汽流量要增加，末级焓降增大，末后级叶片可能过负荷。

(2)末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变，温度降低时，末几级叶片的蒸汽湿度将要增加，这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外，同时还将加剧末几级动叶的水滴冲蚀，缩短叶片的使用寿命。

(3)各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低，则各级反动度增加，转子的轴向推力明显增大，推力瓦块温度升高，机组运行的安全可靠性降低。

(4)高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时，自动主汽门外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故。

(5)有水冲击的可能，汽轮机将产生不可逆转的危害。

2　RB工况下低汽温防控方案优化

2.1基于提高燃烧动力的方案优化

图1　一次风机压设定回路优化局部逻辑图

在非一次风机RB动作时，按照RB方案机组跳闸D、E、F磨煤机，锅炉主控最终的煤量指令降至150t/h，甩负荷至310MW，按照预先方案一次风压降至7kPa。在处理过程中，跳闸磨煤机后实际煤量在130t/h，平均每台磨煤机出力在43t/h。这种一次风压工况下很难保证在运行磨煤机43t/h的出力。基于此，我们将方案做以下优化，在非一次风机RB动作时，一次风机动叶在自动投入的情况下，将一次风压设定值由当前值(根据负荷指令对应的f(x))改为定压10kPa。RB动作复位后无扰切换至正常自动调节系统。但是在一次风机RB工况下，逻辑方案不能发生作用，因为一次风机本身RB，一次风压就降低一半，单台一次风机无法实现风压维持10kPa的工况。具体组态方案参照图1。

2.2基于给水指令控制的方案优化

在机组RB动作的工况下，按照RB方案机组跳闸D、E、F磨煤机，锅炉主控最终的煤量指令降至150t/h，甩负荷至310MW，锅炉所需要的水量1045 t/h。众所周知，若给水控制不理想，必然对主汽温度造成严重的影响。在以往的RB工况处理过程中,在RB动作初期，机组所需要的水量和给水指令产生较大的偏差，经常出现小机超调现象，导致给水流量控制不能快速响应机组RB工况下的给煤量，也就是水煤失调。燃煤产生的热量不能平衡对应的水量，水量偏大导致机组低汽温。基于此，我们将以往两次给水RB工况下的给水指令和煤量下降速率进行在线仿真，得出结论如下：要求给水指令在30s内降至310MW对应的水量(1000t/h),所得到的给水三阶传递时间为4s。同时考虑将给水下降速度加快了,需要将锅炉主控降煤的速度相应加快,防止水煤失调。根据在线试验,将RB工况下锅炉主控的煤量指令下降速率由4.2t/h/s改为5t/h/s。另外，若发生非给水RB情况，如果降水速度过快，会导致AB汽泵调速系统出现过度调节现象，暂定非给水RB工况，给水指令三个一阶传递时间为5s。按照以上参数，我们对给水指令控制进行优化。具体方案参照图2。

3　防控方案优化后结果

图2　给水指令控制优化局部逻辑图

根据以往的RB工况，对#6机组RB工况做了上述方案优化，一方面基于燃烧调节优化，加强燃烧的效率，主要是提高一次风机在RB工况下(不包括一次风机RB)设定值，有效提高跳闸过程中磨煤机出粉能力和未跳闸磨煤机的出粉能力，对燃烧效率的提高起到至关重要的作用。另一方面是基于给水指令控制优化，主要是消除RB工况下的小机超调现象，保证小机调节水量在有效控制范围内。在2016年7月20日的给水RB工况中，得到有效实践，整个处理过程中，主汽温度由568℃最低降至536℃，低汽温现象大大改善(参照图3)。

图3　给水RB动作

4　结束语

以上分析了低汽温对汽轮机的损害是十分严重的，因此加大防范低汽温措施尤为重要。在防控RB工况下低汽温，是一个复杂的过程，它牵涉到风、煤、水等各自动环节的协调控制以及RB系统控制。结合以往的RB动作过程，我们做了一些优化，从最近一次的给水RB看，温度控制在536℃，效果还是比较明显的，我们将继续结合本次RB工况，加强协调系统以及RB系统各数据分析，优化重要环节调节参数，力争将RB工况下的主汽温度提高至550℃以上。

[1] 张丽香,石生.模拟量控制系统[M].北京:中国电力出版社,2006.

[2] 赵爽,李西军.协调控制系统闭环逻辑[M].北京:中国电力出版社，2013.

[责任编辑：程蓓]

Control Optimization of Low Steam Temperature in RB Condition for 600MW Coal-Fired Unit

YUKui,GUOYi，LIUJin-song

(WenergyHeifeiElectricPowerGenerationCo.,Ltd.,Hefei230041,China)

Under the RB working condition of coal-fired units, if in the process, the main steam temperature is low, it not only affects the economy of the unit, also threatens the safe operation of the unit, even causes the unit fault. The low steam temperature in RB condition is analyzed, aiming at the causes of low steam temperature, the control scheme optimization is discussed, and the harm of low steam temperature is discussed.

RB action; low steam temperature; prevention and control optimization

2016-07-25

于魁(1987-),男，安徽界首人，皖能合肥发电有限公司热控分场主任助理。

TK227.1

A

1672-9706(2016)03- 0077- 03