660 MW超超臨界機組MFT時爐膛壓力控制策略優化

于國強，呂 佳 ，高綏強

（1.江蘇省電力試驗研究院有限公司，江蘇 南京 211103；2.江蘇方天電力技術有限公司，江蘇 南京 211102）

1 系統概述

某發電公司2×660 MW二期超超臨界工程采用東方鍋爐廠生產的DG2000/26.15I-I2型鍋爐，超超臨界參數、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型、滑壓運行直流爐。爐膛深22 162.4 mm，寬15 456.8 mm，頂棚拐點標高72 500 mm。燃燒器為前后墻對沖式，36只低NOX旋流燃燒器各分3層布置在前后墻，在主燃燒器上部設有AAP和SAAP燃盡風。引風機驅動電機為上海電機廠生產的YKK900-6型電機，額定轉速995 r/min，引風機采用豪頓華公司的ANT-3200/1600B，動葉可調軸流式風機，額定轉速990 r/min。

2 現象描述和原因分析

2.1 現象描述

2009年2月26日，該公司3號機組運行負荷399 MW，爐膛負壓自動回路投入，A、B引風機開度分別為47%和53%，爐膛負壓設定值為-121 Pa。11∶00∶14，由于觸發主燃料跳閘（MFT），鍋爐滅火，2臺一次風機跳閘， 爐膛壓力急劇下降；11∶00∶24，爐膛壓力偏差大使爐膛壓力自動切除，A、B引風機開度維持在41%和45%；11∶00∶26，爐膛壓力達到最低值（當時爐膛壓力變送器量程為±4 000 Pa，所以變送器顯示壓力最低值為-4 017Pa，實際壓力應該還低于該值）；11∶00∶45， 當爐膛壓力恢復到 463 Pa時，運行人員開始手動增加引風機動葉開度。此后相當長的時間內，爐膛壓力都維持在一個較高的正壓值。具體見圖1。

2.2 原因分析

（1）當鍋爐發生MFT時，常規單回路的爐膛壓力控制策略已經無法快速調節爐膛負壓。鍋爐MFT熄火后，爐膛壓力隨著爐內溫度的快速下降而急劇下跌，10 s內爐膛壓力變化超過了4 000 Pa。在此過程中，雖然引風機動葉也關小了7%，但還是遠遠趕不上爐膛壓力變化的速度，不斷擴大的爐膛壓力偏差最終導致了爐膛壓力自動回路的切除，引風機動葉保持在了一個較小的開度。

（2）當鍋爐MFT后，爐膛壓力調節回路沒有及時投入自動，調節壓力。當壓力回升時，由于爐膛壓力自動已切除，所以引風機動葉開度保持不變，而此時運行人員又忙于別的操作，無法及時對爐膛壓力進行調節，這又導致爐膛較長時間處于正壓狀態。

引風機特性曲線[1]如圖2所示。

圖1 舊策略下MFT后爐膛壓力曲線

圖2 風機特性曲線

從風機特性曲線可以看出，當引風機動葉開度變化時，流量變化非常明顯。因此，可以在鍋爐MFT后，通過快速關小引風機動葉控制爐膛壓力下降的幅度，從而盡可能減小爐膛負壓峰值，保護設備；當爐膛壓力開始恢復上升時，也可較快調節引風機動葉，保證鍋爐壓力快速恢復到正常值。

3 控制策略的優化

（1）MFT發生后，閉鎖爐膛壓力偏差大退引風自動邏輯。

（2）因為鍋爐MFT后短時間內，爐膛壓力自動調節回路無法較好的調節壓力，所以采用超馳關引風機動葉的方法，盡量減小爐膛壓力的負峰值。具體方法如下：鍋爐MFT后若爐膛壓力低于某一定值，則將引風機動葉切跟蹤，動葉跟蹤的開度指令為：開度指令=當前指令-F（P1）

其中當前指令為動葉切跟蹤時的開度指令，P1為MFT發生時的調節級壓力，F（P1）函數見下表1。

表1 動葉開度指令函數表

（3）為了避免超馳關引風機動葉時關得過小，引起引風機喘振，在不同的調節級壓力下設置了不同的引風機指令下限，具體函數見表2。

表2 引風機指令下限函數表

（4）當爐膛壓力開始回升時，因為回升的速度較慢，所以將爐膛壓力設定值自動切到-100 Pa，自動投入爐膛壓力控制回路，這樣可保證爐膛壓力在沒有運行人員手動干預的情況下盡快恢復到正常值。

4 應用效果

邏輯修改后，2009年3月13日晚機組又發生了一次MFT。MFT前，爐膛壓力-98 Pa，A、B引風機動葉開度分別為81%和80.5%。MFT后爐膛壓力和引風機壓力調節回路動作情況見圖3。

由圖 3 可見，21：08：58 時， 鍋爐發生 MFT，爐膛壓力開始下降，A、B引風機開度指令同時從80%左右瞬間變成 50%；21∶09∶09，爐膛壓力設定值切換成-100Pa，A、B 引風機自動投入自動；21∶09∶14，爐膛壓力達到最低的-3 500 Pa；21∶10∶15， 爐膛壓力即恢復到20 Pa，并快速向正常值靠攏。

可見，控制策略優化后，MFT導致的爐膛壓力負峰值有效減小，從MFT到爐膛壓力降至最低時間為16 s，下降速度得到有效控制。并且爐膛壓力自動回路的迅速投入，爐膛壓力在MFT發生90 s后就被控制在正常范圍內，大大提高了機組的安全性。

圖3 優化后的爐膛壓力曲線

5 結束語

控制策略優化后，爐膛壓力得到了較好的控制。但因為考慮到引風機動葉關得過小，短時間內幅度過大，小開度持續時間太長可能會引起風機喘振而損壞設備，所以在邏輯修改時動葉關小的幅度是比較保守的，這也造成了MFT爐膛負峰值雖然得到了控制但還是偏大，而引風機動葉開度也未關到下限。建議在今后的運行過程中，根據運行參數可以適當修改開度指令的函數和小開度持續的時間，在保護設備的前提下使爐膛壓力得到更好的控制。

[1]ANT-3200/1600B.引風機安裝、運行、維護說明書[S].豪頓華工程有限公司，2008.