一次风机RB试验失败原因分析及改进措施

刁云鹏，王松寒，司瑞才

(1．国网吉林省电力有限公司，长春 130021;2．国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021)

快速减负荷(RB)功能的可靠性是新建机组并网运行的必备条件之一，是防止机组非正常停运的重要手段，对电网安全稳定运行有着十分重要的意义。某电厂350 MW超临界新建机组进行一次风机RB试验时，试验失败引发锅炉灭火，造成非计划停运。试验时机组运行状态为300 MW稳定运行，4套制粉系统投运，手动停运A侧一次风机进行RB试验，锅炉发生“炉膛负压低”主燃料跳闸(MFT)事故。下面分析一次配风情况，以及RB试验失败导致锅炉灭火的原因，并提出改进措施。

1 机组概况及一次配风情况

锅炉为超临界参数变压直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。制粉系统采用一次风正压直吹式，配置5台辊盘式中速磨煤机，对应A、B、C、D、E5层燃烧器，采用四角切圆燃烧系统。设有2台50% 额定容量的动叶可调轴流式一次风机，提供冷、热一次风输送煤粉。配置2台动叶可调轴流式引风机、送风机。

协调控制系统 (CCS)方式下，机组负荷大于220 MW时，2台运行一次风机其中1台故障跳闸，则触发一次风机快速减负荷，由上向下跳闸磨煤机，保留3台磨煤机运行，投入A层油枪稳燃。RB目标负荷为175 MW。

试验前锅炉A、C、D、E4台磨煤机运行，一次风配置情况见表1。两台一次风机动叶开度均为90%，已达调节指令上限。一次风机出口风压为A侧12．6 kPa，B 侧 12．7 kPa，热一次风母管压力11．05 kPa，一次风机联络挡板处在全开位置。

表1 一次风配置情况

2 一次风机RB试验过程

2018年5月25日 13:55:00，机组负荷301 MW，制粉系统 A、C、D、E 层运行。13:56:57，运行人员就地手动打闸A侧一次风机，RB逻辑动作正常，跳闸 E层磨煤机，投入 A层油枪稳燃。13:57:06锅炉MFT，首出原因为炉膛压力低低。13:56:57，锅炉A侧一次风机跳闸后，B侧一次风机动叶开度由90%下降至75%，B侧一次风机出口压力降至 5．65 kPa，热一次风母管压力降至3．34 kPa。RB动作后，E层磨煤机跳闸前炉膛压力为 －59 Pa，13:57:06，降至 －2 529 Pa后炉膛压力低低触发锅炉MFT。

3 RB试验失败及锅炉灭火原因分析

为防止磨煤机风粉管道堵塞，RB试验前2台一次风机动叶开度已到调节上限，一次风机维持较高的出口压力，磨煤机出口一次风速及出口风粉温度均较高，存在一次风比例过大的问题。RB动作后，B侧一次风机动叶不开反关，造成一次风压力下降，送粉能力减弱，是锅炉灭火的主要原因;另一方面A侧风机跳闸后，出口挡板关闭过程较长，部分一次风经过联络管道从A侧风机入口排至系统外，一次风压力进一步下降，一次风送粉能力不足，锅炉燃烧恶化，炉膛负压急速下降导致锅炉主保护动作。

4 优化措施

4．1 磨煤机配风的调整

为降低一次风压力，对磨煤机一次风速及出口风粉温度进行了调整。在保证不堵磨的条件下，调整磨煤机一次风速在20～25 m/s，出口风粉温度在60～65℃。优化配风调整后机组300 MW负荷时，一次风机出口压力为9 kPa，热一次风机母管压力为7．8 kPa。

4．2 风机运行方式的优化

由于一次风机出力上限设置采用1号机组经验值，2台风机运行时出力上限为动叶开度90%，1台风机运行时出力上限为动叶开度75%，一次风机RB动作后，将运行风机动叶关至75%，一次风压力不能及时回调。经过风机出力试验后，调整一次风机运行上限至85%。机组在300 MW负荷时，一次风机动叶开度为60%，留有25%的向上调节裕度。300 MW负荷时优化前后一次风运行情况对比见表2。

表2 300 MW负荷时优化前后一次风运行情况对比

一次风机联络门保持关闭状态，一次风机出口挡板关闭后允许开启，防止一次风从跳闸风机排出。

4．3 引风机动叶控制方式的优化

一次风机RB势必造成炉膛负压急剧下降，因此在炉膛负压控制系统中增加一次风机RB前馈，一次风机RB时超前关闭引风机动叶17%，提高炉膛负压恢复速度。

5 优化效果

2018年5月27日11:45:00，再次组织锅炉一次风机RB试验。11:46:15，锅炉A侧一次风机跳闸后，B侧一次风机动叶开度由58．4%开至85%，B侧一次风机出口压力由8．8 kPa最低降至6．6 kPa，最后稳定在7．7 kPa。热一次风母管压力7．8 kPa最低降至4．34 kPa开始回调，最后稳定在5．8 kPa。炉膛压力为－107 Pa，最低降至－1 434 Pa，最后稳定在－128 Pa。优化后的一次风配置情况见表3。

试验过程中机组运行平稳，运行人员没有手动调整，负荷降至198 MW稳定运行时，RB过程结束。

表3 优化后一次风配置情况

6 结束语

通过350 MW机组一次风机RB试验失败引发的锅炉灭火事故，分析引发锅炉灭火的主要原因为RB试验前一次风机出口压力较高，一次风比例过大，RB动作后，一次风压力下降，送粉能力减弱。结合现场情况，提出了磨煤机配风、风机运行方式、引风机动叶控制方式的优化措施，实施后，成功进行了锅炉一次风机RB试验，其动作过程和优化措施对同类型机组具有借鉴意义。