風煙系統一體化調節初探

余學軍

(廣東國華粵電臺山發電有限公司，廣東 江門 529228)

風煙系統一體化調節初探

余學軍

(廣東國華粵電臺山發電有限公司，廣東 江門 529228)

介紹了增壓風機及旁路系統控制邏輯優化，闡述了強化增壓風機調節爐膛負壓的功能及動、靜葉前饋的注意事項，最后對邏輯優化后事故案例進行了分析。

環保；脫硫旁路；一體化調節；邏輯優化；爐膛負壓

0 引言

某電廠一期5臺600 MW機組為亞臨界一次中間再熱強制循環汽包爐，鍋爐采用平衡通風方式，煙氣通過2臺引風機接至脫硫系統；脫硫系統采用鼓泡塔技術，系統阻力大，布置一臺增壓風機以克服煙道阻力。因環保要求取消脫硫旁路系統，這樣勢必增加鍋爐啟動過程中的操作難度，且事故時也不能再將開啟旁路作為事故處理的常規手段，鍋爐極易因爐膛壓力保護動作而發生MFT(Main Fuel Trip，主燃料切斷)。針對此情況，對取消旁路后的風煙系統控制邏輯必須進行相應的優化。

1 增壓風機及旁路系統控制邏輯優化

為滿足國家環保局的無旁路運行要求，各臺機組在大修期間完成了脫硫系統的控制優化工作，使改造后的增壓風機、引風機實現聯動，以保證爐膛負壓運行穩定，脫硫系統與主機之間的保護聯鎖能夠準確、快速、可靠地動作。總體目標是機組從啟動至并網全程實現無脫硫旁路運行，當脫硫系統出現故障時，旁路擋板開啟后延時觸發MFT。

1.1 脫硫旁路擋板保護開啟邏輯優化

脫硫旁路擋板保護開啟邏輯變更如表1所示。

表1 脫硫旁路擋板保護開啟邏輯變更表

1.2 增壓風機、引風機聯調邏輯優化

增壓風機前饋信號及函數優化：以增壓風機入口壓力為主要被調量，使其控制在微負壓范圍內，同時引入鍋爐側2臺引風機靜葉開度作為前饋信號，使得增壓風機動葉能對被控參數進行快速調節。增壓風機控制回路中增加負荷大小變參數調節功能，提升快速調節能力。

1.3 鍋爐MFT保護邏輯修改

“脫硫系統故障”信號分3路送入鍋爐MFT主保護，在主機側進行3取2計算后分別給鍋爐MFT、跳送風機、跳引風機。“脫硫系統故障”信號由2部分組成：第一部分是旁路擋板1全開、旁路擋板3全開、中間快開執行器開度大于20%，3取2(旁路擋板開)且增壓風機保護停，且鍋爐負荷大于180 MW，延時5 min，發MFT請求；第二部分為旁路擋板1全關、旁路擋板3全關、中間快開執行器開度小于5%，3取2(旁路擋板關)且增壓風機保護停，且脫硫入口煙氣壓力大于1 200 Pa(2V3)，延時5 s發MFT請求。在鍋爐MFT跳閘后，聯開脫硫旁路擋板。

1.4 RB邏輯優化

“脫硫系統異常”信號：鍋爐負荷大于420 MW且煙冷泵只有一臺運行。“脫硫系統異常”作為重要輔機信號引入主機RB邏輯，當脫硫島異常時實現快速降低負荷，以使脫硫系統工況快速調整至正常，防止脫硫系統故障進一步惡化甚至跳閘。

2 強化增壓風機調節爐膛負壓的功能

利用增壓風機入口壓力設定值SP調節引風機和增壓風機的功率分配，SP設定為正數時，引風機做功增加，增壓風機減少；SP設定為負數時，引風機做功減少，增壓風機增加。同時SP應有一定范圍限制，通常在±500 Pa之間，當SP過高時，將使引風機至增壓風機段膨脹節出現裂紋或爆漏；其次引風機出力增加，軸承溫度可能升高達到跳閘值。當SP過低時，膨脹節會吸扁或增壓風機跳閘，對爐膛負壓擾動大。

從負壓調節的角度看，增壓風機可看成二級引風機，增壓風機動葉調節速率與引風機采用1∶4的比例關系進行調節，在一定程度上可認為引風機作為粗調，增壓風機作為細調。

增壓風機動葉故障，將閉鎖機組負荷增減，同時觸發引風機閉鎖自動調節，原因為：增壓風機反饋信號需送給引風機做聯調信號；邏輯優化時為防止增壓風機動葉故障影響安全，在動葉故障時將引風機PID調節塊中積分功能置無窮大(使其失效)，失去自動調節功能，只能手動操作。若增壓風機失速，則會導致脫硫RB觸發。

某些故障情況下，比如引風機靜葉卡澀導致指令增加，由于前饋指令信號的存在，將使增壓風機出力增加，一定程度上使爐膛負壓趨于穩定。在單臺引風機運行情況下，可適當降低SP，使引風機電流不超限。

3 動、靜葉前饋的注意事項

為加快各風機的聯動，使負壓調節更為平穩，在原有各風機動靜葉控制邏輯上增加前一級風機動、靜葉反饋作為調節前饋，即送風機動葉反饋送至引風機靜葉調節作為前饋量，引風機靜葉反饋送至增壓風機動葉調節作為前饋量(送風機動葉反饋未送至增壓風機動葉作為前饋量)。

引風機前饋值計算。A、B側送風機動葉反饋送至均值模塊計算后送至各引風機作為前饋，其中均值模塊中判斷風機反饋取舍條件為：風機動葉測點信號正常無壞點。正常情況下，2臺風機反饋值求和后取平均送至引風機作為前饋，當某臺風機動葉測點故障時，剩下風機反饋值直接送至引風機作為前饋。風險分析：風機停運時，該風機動葉反饋仍將當前數值送入均值模塊中計算，而不會判斷風機是否運行。此種情況下，即使單臺送風機停運，也需禁止對停運風機動葉進行任何操作，包括DCS及就地控制，如果確需操作則需聯系熱控人員將該反饋點仿真為0，或者解除2臺引風機自動后進行傳動。

增壓風機前饋值計算。A、B側引風機靜葉反饋在該風機運行情況下送至增壓風機取和后除以2作為增壓風機調節的前饋量，如果單臺引風機停運則將0送至增壓風機邏輯進行運算，即將0加運行風機靜葉反饋求和后除以2作為增壓風機調節前饋量。風險分析：在某臺引風機靜葉反饋變壞點時，由于靜葉反饋壞點會保持最后值，所以仍會送至運算中作為前饋量計算，也將會嚴重影響運行處理事故中增壓風機正常調節。此種情況下，運行人員需盡快解除增壓風機自動，并聯系熱控人員盡快處理靜葉壞點故障，正常后方可投入增壓風機自動；另外，在單臺引風機停運，但電機需要試運時存在誤動可能(此時傳動停運風機靜葉會影響前饋量)時，運行人員需禁止停運風機靜葉傳動或聯系熱控人員仿真停運風機靜葉反饋為0，或解除增壓風機自動后進行傳動，但如果停運引風機電機未運行，可進行停運風機靜葉傳動。

4 邏輯優化后事故案例分析

某日4號機組A側送、引、一次風機動靜葉控制發Drive fault故障報警，執行4號機組A側引風機靜葉執行器控制頭檢查更換安措時，在將靜葉執行器開關停電后，爐膛負壓突降至-1 100 Pa，增壓風機入口壓力最低降至-1 840 Pa(-2 000 Pa旁路擋板開啟)，經手動調節后恢復正常。

在執行工作票措施后，已經將A側送、引、一次風機動靜葉切手動方式，就地執行器打至禁操位(因為A側一次風機、送風機、引風機執行器的指令反饋在同一卡件上，為防止插拔插頭引起該卡件初始化而使動葉調節異常)，以往在將引風機靜葉執行器開關停電后并無異常發生，為什么這次導致鍋爐工況大幅波動呢？后經熱控檢查，靜葉執行器開關停電后4A引風機靜葉開度變星號，其增壓風機的前饋信號由20%突變至100%，導致增壓風機動葉突開，爐膛負壓突降。

5 結語

爐膛負壓是表征鍋爐運行的重要參數，對負壓良好的調節能力不但有利于爐膛燃燒，還能在一定程度上保證鍋爐及相關設備的安全，風煙一體化調節是為適應當前嚴峻的環保形勢所作的積極探索，需要指出的是，上述關于脫硫旁路的分析針對的是從邏輯上取消旁路的情況，如果物理旁路也取消，則將開啟脫硫旁路直接改為鍋爐MFT即可。

2014-09-18

余學軍(1982—)，男，湖北孝感人，助理工程師，研究方向：熱能與動力工程。