燃气-蒸汽联合循环机组给水泵RB试验及分析

燃气-蒸汽联合循环机组给水泵RB试验及分析

胡长伟

华丰伟业电力科技工程有限公司   山东省青岛市 266000

摘要：在借鉴国内燃煤机组RB试验经验的基础上对某二拖一联合循环机组实现RB功能。试验表明联合循环机组RB试验至关重要：减少了辅机设备故障时对主机的影响；大大减少了辅机故障时运行人员的操作量；提高了辅机设备故障时自动化处理程度。通过本文RB试验为优化联合循环机组安全运行提供借鉴。

关键词：联合循环机组；给水泵； RB功能试验　

1 引言

某联合循环项目机组运行过程中存在备用泵检修或故障时，运行给水泵跳闸引起两台炉及汽轮机均停的故障风险。常规燃煤单元制机组为减少辅助系统设备故障造成机组停运均设有RB功能，在重要辅机（给水泵、一次风机、送风机及引风机）故障时均触发RB，使机组快速减负荷至单台辅机所能承担的最大出力运行，从而减少主机非停，而联合循环机组目前均不设计RB功能。针对本项目给水泵采用两运一备的情况，两台炉同时运行时一旦出现运行泵跳闸备用泵联动不成功的情况就会引起两台炉及汽轮机均停。现场调试机务人员及热控人员在借鉴燃煤机组RB经验的基础上提出了RB功能。通过多次优化RB逻辑，于2023年7月11日成功完成给水泵RB试验，现将本项目给水泵RB试验经验同大家一起进行交流。

2系统设计特点

本项目燃气-蒸汽联合循环机组采用二拖一形式，两台燃机总出力为550MW西门子燃机SGT5-4000F，两台BHI双压余热锅炉，西门子多缸、无再热、凝汽式262MW汽轮机。采用两台炉出口高压主蒸汽母管并联后送入汽轮机高压主汽门前，低压蒸汽并联后汇入中压缸排汽进入低压缸做功，排汽凝结后由凝结水泵升压后分别送入两台炉CPH加热，加热后汇入除氧器，除氧器加热后由给水泵升压分别送入两台炉高、低压汽包，如此形成循环。机组正常运行过程中

为了进一步减少初投资及提高机组的安全性，给水系统由常规的两台除氧器优化为一台除氧器，给水泵由一炉2*100%台优化为两炉3*50%（详见图一）。其中单台给水泵流量保护跳闸条件为537.6m3/h延3S。两台锅炉50%以上负荷运行时，需求两台给水泵同时运行。若有一台给水泵故障时备用泵不联动，根据以往经验运行人员将很难完成此故障的处理，将引起两台锅炉及汽轮机的跳闸，故给水泵RB试验势在必行。                                             

                                 （图一）

3 联合循环机组RB控制策略

本项目给水泵RB控制中心理论是快速停运一台预选炉，保证一台燃机单循环运行，另一台燃机处于联合循环正常运行。RB时既要保证运行锅炉给水流量正常，又要保证停运炉不缺水，同时保证汽机负荷尽快带到运行炉所对应的负荷。

3.1机组RB触发条件

根据本项目特点，给水泵RB影响主机停运主要发生在两台炉并列运行，且单台辅机满出力以上负荷，故要防止两台炉低负荷运行时触发RB。根据单台辅机出力情况触发RB条件确定为汽机负荷大于130MW；两台锅炉高、低压并汽门均开；两台燃机联合循环方式运行且负荷均大于30MW；一台炉RB按钮已投入；给水流量有两台需求时，其中运行泵跳闸，备用泵6S内未联动。

3.2单台辅机设备出力限制控制

    当单台燃机BASELOAD时汽轮机最大出力在127MW，实测单台给水泵流量在410m3/h，所以触发给水泵RB时停运炉高压主给水调门强关，副给水调门开度限定30%，流量小于13.5kg/s；停运炉低压主给水调门强关，副给水调门开度限定30%，流量小于5.5kg/s，保证停运炉汽包水位。同时为防止给水流量在瞬间流量显示异常，将RB时给水流量跳闸保护增加10S延时；关闭高、低压汽包连排、定排排污门。

3.3汽轮机负荷控制

联合循环机组汽轮机负荷控制方式与燃煤机组不同，联合循环机组为了获得经济性一般均采用全滑压方式运行（即调门全开）。正常运行中汽轮机负荷的多少由燃机所带负荷决定，不参加机组的一次调频。两台炉运行时一旦有一台炉跳闸，如何保证主汽压力下降速度，以减少对汽包水位的影响也是RB成功的关键。结合国内燃煤机组RB时汽轮机转入TF方式即汽轮机控制压力的策略，我们采取在机组触发RB时采用汽轮机转入主汽压力控制，即调门参加调节维持RB时的当前主汽压力，保证机组负荷的下降速度，同时减少对运行锅炉的扰动。由于双压锅炉低压系统出力较低，且负荷低于120MW不允许投入，所以低压蒸汽压力一直维持定压运行，低压系统退出时由低压旁路系统及时控制压力，防止汽轮机由于低压蒸汽系统故障引起汽轮机跳闸。

3.4机组RB复位条件

燃煤机组RB复位条件主要有机组负荷低限或时间控制两台，但是联合循环机组采用这两种控制均不合理。我们采用两台炉均停、给水泵需求一台、给水泵3台均停任一条件来。

4 给水泵RB试验。

试验前工况：试验前两台燃机均带BASELOAD，机组AGC投入，GT11负荷 275MW，GT12负荷 274MW，ST 负荷253.3MW，主汽压力137.15bar。#1、#2给水泵运行，平均每台泵给水流量410m3/h。#1、#2高低压汽包水位均在0水位左右。汽轮机全滑压投入，机组各项目自动均投入，预选#2炉RB按钮投入，各参数正常。

试验过程：10：03：30解除#3给水泵备用联锁开始试验。10：03：37 手动停运#2给水泵。10:03:44给水泵RB动作，机组退出AGC控制，#2炉挡板开始关闭，#2炉主给水调门关闭，两台炉定排、连排均关，#2炉用副给水控制上水。10:04:09 #2炉挡板全关，高、低压蒸汽并汽门开始关闭，汽机转入IPC模式开始降负荷。10：03：38给水流量瞬间变为780.75 m3/h后下降。动作过程中#1高压包水位最低-65mm，#1低压包水位最低-8.5mm，汽机负荷维持112MW稳定运行，其中低压蒸汽退出走低旁运行，各参数稳定。

试验结论：给水泵RB动作后，预选停运#2炉挡板动作正常，高、低压汽包水位、 主汽压力、主汽温度等参数均在安全范围内，且汽轮机负荷稳定降至运行炉对应的负荷，低压系统正常退出，两台炉汽包水位完成按预定值进行调节，运行炉高低压汽包水位均在-100mm左右，试验成功。

5结语

经过借鉴国内燃煤机组RB试验的经验，成功实现了本项目给水泵的RB试验，减少了辅机设备故障停运引起主机非停的风险，提高了机组的自动化水平，为机组的安全运行提供保障，为研究优化设计联合循环机组RB控制积累了经验。

6参考文献

［1］朱晓星，王柏春，徐湘沪，国产600MW超临界机组RB功能控制策略，中国电力， 2007.40（10）：57-59

［2］朱北恒，火电厂热工自动化系统试验，北京：中国电力出版社。2005

［3］燃气-蒸汽联合循环发电机组自启停控制技术及应用 北京 中国电力出版社2014

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