600MW超臨界機組RB功能試驗研究

摘 要:介紹了國產600 MW 超臨界機組快減負荷功能 (Run back，簡稱RB)試驗的情況，對試驗成功的經驗進行了總結，為同類型機組進行RB試驗提供了參考。通過RB試驗，對發現的問題以及相關控制策略進行了修改和完善。

關鍵詞:超臨界機組 協調控制 RB

中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0004-03

Test Research on RB Function for 600 MW Supercritical Generating Units

ZHANG Ya-qiang1，WANG Tie-lin2，TANG Yang-wen2

(Jiangsu Guohua Chenjiagang Power Generation Co. ， Lt d. ，City Yancheng 224631，China)

Abstract:Introduced the domestically produced 600 MW supercritical generating units Run back (Run back，Short RB) experiments，to experimented the successful experience to carry on the summary，carried on the RB experiment for the same type generating unit to provide the reference.Through the RB experiment，it has made the revision and the consummation to the discovery question as well as the correlation control strategy.

Key words:Supercritical generating Unit;Coordination control;RB

RB試驗的主要目的是檢驗火電機組在重要輔機發生故障跳閘，鍋爐出力低于給定功率時，自動控制系統將機組負荷快速降低到其實際所能達到的相應出力的能力，是對機組自動控制系統性能和功能的一項重要考驗。RB試驗不僅是檢驗協調控制系統在重要輔機故障跳閘后的抗干擾能力，而且通過RB試驗可對各控制回路進行調整和優化，使熱控系統在最佳工況下運行，從而實現機組的全程負荷控制。

某電廠二期工程的5、6號機組為擴建600 MW超臨界機組。鍋爐為上海鍋爐廠生產的SG-1913/25.4-M957型鍋爐，為超臨界參數變壓直流鍋爐，四角切向燃燒方式，一次中間再熱，平衡通風，固態排渣，露天布置，全鋼構架，全懸吊結構，“P”型直流鍋爐。汽輪機由上海汽輪機廠生產，型號為N600-24.2/566/566型600MW超臨界中間再熱凝汽式汽輪機。發電機由西門子公司生產，型號為THDF118/56型三相同步汽輪發電機。機組的熱控系統包括:MCS、SCS、DAS、FSSS、ETS、ECS、DEH等控制功能，DEH與DCS一體化，全部采用美國MAMC公司的MaxDNA分散控制系統。機組在168 h試運后進行了RB功能試驗，并取得了成功，為機組投產后的長周期、安全、穩定運行打下了良好的基礎。

1 機組試驗前具備的條件

(1)試驗前機組模擬量控制系統，如功率控制系統、燃燒控制系統、給水控制系統、溫度控制系統和其它輔助控制系統正常投入，并經過相應的定值擾動和負荷變動試驗，調節品質達到驗評標準的要求。

(2)試驗前機組功率控制采用協調方式，其他幾種運行方式如機跟隨、爐跟隨也已投運，并已進行過負荷變動試驗。運行方式的切換已經過考驗，能手動或自動進行無擾切換。

(3)鍋爐爐膛安全監控系統(FSSS)已正常投運，RB信號至FSSS系統的聯系正常，邏輯動作正確，AB層油槍能正常投入。

(4)機組保護系統正常投運(包括MFT、ETS、電氣主保護)。

(5)機組甩負荷試驗已完成。

(6)送風機、引風機、一次風機、給水泵單臺設備運行時機組最大出力試驗已完成。

2 RB控制邏輯分析及控制狀況分析和試驗前的準備工作

2.1 RB控制邏輯及控制狀況分析

5號、6號機組的RB邏輯由兩部分組成，首先在模擬量控制系統MCS中設計有RB允許信號，該信號由RB投入按鈕信號和機組的RB條件相與，要求機組在短時間內快速減負荷。RB條件如下所示:

(1)一次風機跳閘，減負荷到300MW，主汽壓力控制在18.5MPa。

(2)送風機跳閘，減負荷到300MW，主汽壓力控制在18.5MPa。

(3)引風機跳閘，減負荷到300MW，主汽壓力控制在18.5MPa。

(4)給水泵跳閘，減負荷到300MW，主汽壓力控制在18.5MPa

當RB發生后，協調控制立即切到鍋爐基本，由汽機調門自動控制主汽壓力，保留燃燒自動，相當于TF(汽機跟隨)方式的協調方式;同時MCS系統將發出RB控制邏輯信號到FSSS系統，鍋爐安全監控系統FSSS接收到相應的MCS系統發出的RB邏輯信號后，按要求鍋爐自動切相應的煤燃燒層，同時順控投AB層的油槍。具體切投狀態如表1所示:

2.2 機組RB試驗前的特性試驗

為保證設計RB功能的合理，必須預先完成機組工況變化動態特性試驗，然后根據鍋爐的動態特性來審核原設計的RB邏輯及參數是否合理，為下一步的RB試驗作準備，主要工作有以下幾個方面。

2.2.1 鍋爐燃燒特性試驗

試驗的目的是確定鍋爐切上三層煤后的燃燒特性，RB邏輯設計FSSS系統接收到MCS系統發出的RB信號后，鍋爐一方面自動間隔9s切相應層煤(F、E、D層)，另一方面間隔15s投AB層油槍(投入順序為1號、3號油槍同時投入，間隔15s后投入2號、4號油槍)和A層等離子(投入順序為1號、3號角時先投入等離子，間隔15s后投入2號、4號角等離子)，鍋爐切上三層煤后是否能夠穩定燃燒，負荷，主汽壓力，爐膛負壓，主汽溫度的擾動多大，這一切都必須在試驗中了解。試驗過程中記錄各被調量如機組負荷，主汽壓力，主汽溫度，中間點溫度，爐膛負壓的動態曲線，以確定機組RB后鍋爐主汽壓力，主汽溫度，中間點溫度，爐膛負壓等參數的設定值。

2.2.2 機組RB負荷指令變化率試驗

試驗的目的是確定負荷指令變化率，當前機組RB時的負荷指令變化率是否合適必須由試驗確定。負荷變化太快有可能保證不了機組穩定運行，導致機組保護動作跳閘，使試驗失敗;負荷變化太慢不能滿足機組負荷快速降低到實際所能達到的相應出力。

通過實際RB試驗，對每種RB發生后的降負荷變化率進行不斷修整，最終確定:

(1)給水泵RB降負荷變化率為180MW/min，主汽壓下降速率為1.2MPa/min。

(2)一次風機RB降負荷變化率為180MW/min，主汽壓下降速率為1.2MPa/min。

(3)送風機RB降負荷變化率為150MW/min，主汽壓下降速率為1.2MPa/min。

(4)引風機RB降負荷變化率為150MW/min，主汽壓下降速率為1.2MPa/min。

2.2.3 機組RB后實際穩定負荷值的確定

確定機組不同輔機RB后最終實際穩定的負荷，對于保證機組的安全穩定運行是十分重要的，如送風機，引風機跳閘一臺時，負荷若下降太低就有可能引起燃燒不穩，導致機組保護動作跳閘，使試驗失敗。給水泵跳閘后若機組最終穩定的負荷太高就保證不了鍋爐的供水。

機組不同輔機RB后最終實際穩定的負荷的確定是根據機組在600MW工況時的實際閥位開度來確定的，如表2所示:

根據機組實際的運行情況，同時結合機組的安全穩定運行需要保證一定安全裕度的要求。單臺輔機的RB負荷目標值可初步定為:

(1)單臺給水泵RB負荷目標值為300MW。

(2)單臺一次風機RB負荷目標值為300MW。

(3)單臺送風機RB負荷目標值為300MW。

(4)單臺引風機RB負荷目標值為300MW。

3 RB動態試驗過程及結果分析

3.1 6號機組引風機RB試驗

(1)檢查機組試驗前應具備的各項條件，此時負荷520MW，主汽壓力22.3MPa。

(2)試驗指揮長發令，RB試驗開始。

(3)運行人員手動停止任意一臺引風機，“機組協調控制”畫面上立即出現“引風機RB”的報警，DCS控制系統依次切除F、E、D層煤，在切除F、E、D層煤的同時立即投入AB層油槍和A層等離子。

(4)此時，協調控制立即切到鍋爐基本方式，由汽機調門自動控制主汽壓力，保留燃燒自動，相當于TF(汽機跟隨)方式的協調方式。最終保持機組負荷在300MW，主汽壓力在18.5MPa。

(5)在RB過程中，主汽壓力，主汽溫度，中間點溫度，爐膛負壓等重要參數運行穩定，無任一超標。

RB試驗過程中實際負荷下降到 301MW，主汽壓下降到17.45MPa，爐膛負壓升高到最大值為356Pa，中間點溫度變動范圍為400～380℃，其他各參數運行正常。

3.2 5號機組送風機RB試驗

(1)檢查機組試驗前應具備的各項條件，此時負荷520MW，主汽壓力22.4MPa。

(2)試驗指揮長發令，RB試驗開始。

(3)運行人員手動停止任意一臺送風機，“機組協調控制”畫面上立即出現“送風機RB”的報警，DCS控制系統依次切除F、E、D層煤，在切除F、E、D層煤的同時立即投入AB層油槍和A層等離子。

(4)此時，協調控制立即切到鍋爐基本方式，由汽機調門自動控制主汽壓力，保留燃燒自動，相當于TF(汽機跟隨)方式的協調方式。最終保持機組負荷在305MW，主汽壓力在18.5MPa。

(5)在RB過程中，主汽壓力，主汽溫度，中間點溫度，爐膛負壓等重要參數運行穩定，無任一超標。

RB試驗過程中實際負荷下降到 332MW，主汽壓下降到18.45MPa，爐膛負壓下降最小值為-568Pa，中間點溫度變動范圍為398～428℃，其他各參數運行正常。

3.3 5號機組一次風機RB試驗

(1)檢查機組試驗前應具備的各項條件，此時負荷550MW，主汽壓力22.3MPa。

(2)試驗指揮長發令，RB試驗開始。

(3)運行人員手動停止一臺一次風機，“機組協調控制”畫面上立即出現“一次風機RB”的報警，DCS控制系統依次切除F、E、D層煤，在切除F、E層煤的同時立即投入AB層油槍和A層等離子。

(4)此時，協調控制立即切到鍋爐基本方式，由汽機調門自動控制主汽壓力，保留燃燒自動，相當于TF(汽機跟隨)方式的協調方式。最終保持機組負荷在359MW，主汽壓力在14.09MPa。

(5)在RB過程中，主汽壓力，主汽溫度，中間點溫度，爐膛負壓等重要參數運行穩定，無任一超標。

RB試驗過程中實際負荷最終穩定到 359MW，主汽壓最低下降到14.09MPa，爐膛負壓下降最小值為-904Pa;一次風壓變化范圍11.99kPa到7.66kPa，最后穩定在11.03kPa;中間點溫度變動范圍為398℃～428℃，其它各參數運行正常。

3.4 給水泵RB試驗

(1)檢查機組試驗前應具備的各項條件，此時負荷510MW，主汽壓力22.4MPa。

(2)試驗指揮長發令，RB試驗開始。

(3)運行人員手動停止一臺給水泵，“機組協調控制”畫面上立即出現“給水泵RB”的報警，DCS控制系統依次切除F、E、D層煤，在切除F、E、D層煤的同時立即投入AB層油槍和A層等離子。

(4)此時，協調控制立即切到鍋爐基本方式，由汽機調門自動控制主汽壓力，保留燃燒自動，相當于TF(汽機跟隨)方式的協調方式。最終保持機組負荷在395MW，主汽壓力在16.95MPa。

(5)在RB過程中，主汽壓力，主汽溫度，爐膛負壓等重要參數運行穩定，無任一超標。中間點溫度控制的不太好，在給水泵RB動作2分32秒后，由于中間點溫度偏差大保護動作，將鍋爐基本由自動狀態切為手動狀態。但主汽壓力，主汽溫度，爐膛負壓等重要參數運行穩定，無任一超標。鍋爐、汽機基本達到了穩定運行狀態，給水泵RB也基本成功結束。

(6)在給水泵RB過程中，中間點溫度控制不太好，主要原因在于給水流量下降太快，運行泵指令從92.6%降到59.18%穩定，只用了57秒時間(同時，給水指令從515MW變到了300MW，相當于給水指令變化率為180/min)，而同時中間點溫度從409.34℃升到441.55，用了3min8s，中間點溫度上升過快。故此，修改給水控制邏輯，將給水指令限速改為90/min，這樣運行泵指令從最高值變為穩定值，將用時2min左右，有助于給水泵RB功能的完善。

RB試驗過程中實際負荷下降到299MW，主汽壓下降到17.45MPa，爐膛負壓升高到最大值為588Pa，中間點溫度變動范圍為395～429℃，其他各參數運行正常。

4 結論

對上述不同類型RB試驗結果進行分析后，可得分析結果見表3。

上述試驗結果表明:機組在輔機跳閘時，自動控制系統可以在一定時間內將機組負荷快速降低到RB目標負荷，為運行人員提供了寶貴時間，保證了機組的正常運行。在RB動作期間，除爐膛壓力、中間點溫度波動較大外，其他主要參數變化平穩，RB投油、切磨煤機各項功能動作正確，各項技術指標均達到了要求，RB功能試驗是成功的，機組RB功能經修改完善后，具備了正式投運的條件。

參考文獻

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[5]某電力企業《2×600MW機組工程RB試驗報告》.

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