320MW机组RB 性能试验

320MW机组 RB 性能试验

李博

秦皇岛秦热发电有限责任公司 河北 秦皇岛 066000

1、概况

秦皇岛秦热发电有限责任公司采用引进ALSTOM公司技术由东方锅炉厂生产的循环流化床锅炉。汽轮发电机为上海汽轮机有限公司300MW等级机组采暖抽汽式汽轮机，亚临界蒸汽参数、一次再热、单轴双排汽采暖抽汽凝汽式机组。2013年5月份5号机组完成增容改造，机组容量变更为320MW。

热工控制系统为上海GE新华控制公司的XDPS-400＋分散控制系统。该系统按被控对象分主要分为BSCS（锅炉顺控系统）、TSCS（汽机顺控系统）、MCS（模拟量控制系统）、FSSS（锅炉炉膛安全监控系统）、ECS（电气顺控系统）、DAS（数据采集系统）、BPS（旁路控制系统）、MEH（给水泵汽轮机电液调节系统）、DEH(汽轮机电液调节系统)等控制系统。

2、试验目的及项目

2.1检查机组主要辅机发生故障时，机组快速降负荷，维持锅炉允许出力的能力。

2.2检查机组RB（RUN BACK）功能及各自动调节系统的控制能力。

3、试验过程介绍

设计RUNBACK逻辑的主要目的是当发生部分主要辅机故障跳闸时，协调控制系统将机组负荷快速降低到实际所能达到的相应出力，并能控制机组在允许参数范围内继续运行称为RUNBACK(辅机故障减负荷，简称 RB)。RB试验的目的是检验机组和控制系统在故障下的适应能力，是对机组故障下运行能力及控制系统性能和功能的检验，RB功能的实现为机组在高度自动化方式下运行提供了安全保障。本次试验调试了以下几项RUNBACK功能：

• • 送风机RB

  • 引风机RB

  • 给水RB

3.1引风机RUNBACK

3.1.1试验前机组运行状况：

4月12日10点21分进行了引风机RUNBACK试验。试验前机组的工况如下：

机组负荷：270.09MW

控制方式：协调模式 （CCBF）

主汽压力：13.88Mpa

炉膛出口压力：-0.01Pa

保护用分离器出口压力：-1.6KPa

给煤量：205t/h

四台称重给煤机、刮板给煤机运行，刮板给煤机随动投入，两台二次风机、两台吸风机、两台一次风机、两台汽动给水泵和空预器运行。

3.1.2试验过程简介

10点22分38秒运行人员就地捅#2引风机事故按钮，引风机跳闸，触发RB。机组控制方式由协调控制方式切为机跟随（CCTF），滑压运行。煤量随锅炉负荷指令减至70T，刮板转速减至50%。机组负荷迅速随压力下降，速率9MW/min,机组负荷降至170MW。

二次风机入口挡板之和降至40%、左右侧内二次风挡板关至15%、外二次风挡板关至5%联锁触发正常。二次风压力由7.5KPa涨至11.79Kpa。监盘人员调整二次风机入口挡板之和至36%，二次风压降至8.81Mpa,#1引风机变频自动加至90%,炉膛出口压力最高达＋1.68 KPa保护用分离器出口压力最高0.4KPa，负压未达到保护动作值+3.5KPa。

10点31分14秒RB复位，此时实际负荷降至170.1MW，即引风机RUNBACK试验结束。

整个试验过程中，机组各个主要参数极限值见表1：

表1 引风机RUNBACK工况机组主参数记录

整个试验过程中，机组各个主要参数历史曲线见图1、图2：

图1：引风机RUNBACK试验进行时参数趋势图

图2：引风机RUNBACK试验恢复前参数趋势图

3.2送风机RUNBACK

3.2.1试验前机组运行状况：

4月12日11点30分进行了二次风机RUNBACK试验。试验前机组的工况如下：

机组负荷：269.87MW

控制方式：协调模式 （CCBF）

主汽压力：16.0Mpa

给煤量：169t/h

四台称重给煤机、刮板给煤机运行，刮板给煤机随动投入，两台二次风机、两台吸风机、两台一次风机、两台汽动给水泵和空预器运行。

3.2.2试验过程简介

11点30分43秒就地捅#1二次风机事故按钮，风机跳闸，触发RB。机组控制方式由协调控制方式切为机跟随（CCTF），机组负荷迅速随压力下降，速率9MW/min,机组负荷降至170MW。煤量随锅炉负荷指令减至70T，刮板转速减至50%。二次风压力由7.8KPa降至3.89KPa，关小二次风挡板至外18%，内30%。二次风压恢复至7.19Kpa。引风机变频输出自动减至60%，负压变化较小，炉膛出口压力降0.7KPa，保护用分离器出口压力降0.1KPa。11点37分03秒负荷至185MW ，复位RB，恢复负荷270MW。

在整个过程中，机组各个主要参数极限值见表2：

表2 送风机RUNBACK工况机组主参数记录

整个试验过程中，机组各个主要参数历史曲线见图1、图2：

图1：送风机RUNBACK试验进行时参数趋势图

图2：送风机RUNBACK试验恢复前参数趋势图

3.3给水泵RUNBACK

3.3.1试验前机组运行状况：

4月12日12时11分进行了汽动给水泵RUNBACK试验。试验前机组的工况如下：

机组负荷：271MW

控制方式：协调模式 （CCBF）

主汽压力：15.08Mpa

汽包水位：94.74mm

给煤量：175t/h

四台称重给煤机、刮板给煤机运行；两台二次风机、两台引风机、两台一次风机、两台汽动给水泵和空预器运行。电泵未投联锁开关，提前手动减煤40T，刮板给煤及转速减至50%。

3.1.2试验过程简介

12时11分47秒运行人员远方打闸停掉#1汽动给水泵，RB触发后12时12分03秒手动启动电泵备用,机组控制方式由协调控制方式切为机跟随（CCTF），机组负荷随压力,负荷速度9MPa/min, 12时15分38秒负荷降至252MW,汽包水位降至-150mm,电动给水泵快速加出力带水。12时15分48秒复位RB，汽动给水泵RUNBACK试验结束。在整个过程中，机组各个主要参数极限值见表3：

表3汽动给水泵RUNBACK工况机组主参数记录

在整个过程中，机组各个主要参数历史曲线见图1、图2：

图1：汽动给水泵RUNBACK试验进行时参数趋势图

图2：汽动给水泵RUNBACK试验恢复前参数趋势图

4、试验结论

此次试验,根据控制系统RB功能设计项目及试验方案,完成了所有RB功能项目的实际动作试验,真实地检查了RB工况下机组的负荷变动的控制性能,确定了各个RB项目的负荷变化速率。其中二次风机跳闸、吸风机跳闸RB试验过程中参数波动在允许范围内,结果符合设计；给水泵RB试验，因负荷下降较慢，而汽包水位下降过快，最终被迫终止试验。

5、保护逻辑修改建议

5.1引风机RUNBACK动作后：二次风压涨至11.79Kpa，根据此次试验分析，二次风入口挡板之和在36%，二次风压在8.81Mpa左右，二次风量在200~210knm3/h左右，能满足170MW负荷所需要的二次风。

建议将二次风档板联动中：二次风入口挡板之和自动由40%改为35%，二次风压稳定在正常工作区间。

5.2二次风机RUNBACK动作后：二次风机内外二次风挡板保持RUNBACK前开度，造成二次风压力由7.8KPa降至3.89KPa，二次风压过低可能造成二次风管返床料烧损的危险。

建议在二次风机RUNBACK联动逻辑中,增加左右侧内二次风挡板关至20%、外二次风挡板关至30%联锁。

5.3 给水泵RB动作时,一台给水泵未能维持汽包水位在保护值内,原因为CFB锅炉的巨大热容量,在减煤至70T时，风量是逐渐减小，而减风后仍有约4~5分钟的锅炉热负荷迟延反应(而相应蒸发量的煤粉炉只有约1分钟的锅炉热负荷迟延反应),在这段时间内锅炉产生的蒸汽量并未减少多少,汽机调节在这段时间既要减负荷使进汽量与一台小机的供水量实现动态平衡,又要保持主汽压力在PCV阀、锅炉安全门动作值下。而此时汽包水位仍在下降并超出了保护动作值。由可见,此CFB锅炉的给水泵RB试验是在不启动电泵支持是很难成功实现的。但机组运行中投入给水泵RB功能后,当给水泵RB动作时,锅炉侧的风、煤可实现快速减到目标值,有利于减缓机组汽包水位下降的趋势。

建议：在给水泵RB联动逻辑中，增加二次风机入口挡板之和降至40%、左右侧内二次风挡板关至15%、外二次风挡板关至5%联锁。

同时增加负荷250MW以上，任意汽泵转速低于3000rpm，电泵未运行或电泵运行，两台汽泵转速低于3000rpm，延时60秒MFT保护动作。

5.4因刮板给煤机随动不是长期投入，建议：增加RUNBACK动作，则刮板给煤机转速超驰关闭至55%，超驰关闭脉冲时间为2秒。

参考文献：《秦皇岛秦热发电有限责任公司规程》

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