火力發(fā)電廠RRBB控制

徐 俊

（廣東大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 潮州 515723）

隨著電力技術(shù)不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠自動(dòng)化控制程度要求越來越高，大型火力發(fā)電廠和超大型火力發(fā)電廠數(shù)量也越來越多。大型和超大型火力發(fā)電機(jī)組已成為我國(guó)電力組成的中堅(jiān)力量，其裝機(jī)容量在全國(guó)總裝機(jī)容量中占有非常大的比重。

電網(wǎng)調(diào)度要求機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動(dòng)化控制，要求機(jī)組不僅在正常工況下具有大幅度快速調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力，同時(shí)在一些特殊工況（如部分重要輔機(jī)事故跳閘）下也能使機(jī)組穩(wěn)定地協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保點(diǎn)負(fù)荷和頻率，避免發(fā)電機(jī)組大幅度甩負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，影響整個(gè)電網(wǎng)的安全［1］。

1 RB控制技術(shù)的發(fā)展

火力發(fā)電廠的RB控制技術(shù)是20世紀(jì)后期隨著分散控制系統(tǒng)DCS的引入而進(jìn)入到我們大家視線中的，最早出現(xiàn)在CCS控制系統(tǒng)中［2］。RB自動(dòng)控制的目的是為了處理火力發(fā)電廠重要輔機(jī)故障跳閘事故，在火力發(fā)電廠中具有無法替代的重要作用。該功能可有效地減少不必要的停機(jī)次數(shù)，保證發(fā)電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 RB控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近幾年國(guó)內(nèi)配備RB功能的火力發(fā)電機(jī)組越來越多。大壩發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組的給水和燃燒系統(tǒng)RB控制試驗(yàn)就十分成功，給大家提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。連城電廠進(jìn)行的給粉機(jī)跳閘RB試驗(yàn)，為中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的RB控制回路設(shè)計(jì)提供了難得的經(jīng)驗(yàn)［3］。甘谷電廠在其2號(hào)機(jī)組的燃燒系統(tǒng)RB控制功能改進(jìn)項(xiàng)目中，開辟了新的探索方向。在全國(guó)，陸續(xù)有更多的火力發(fā)電企業(yè)完成了RB控制的試驗(yàn)投入。

3 RB控制系統(tǒng)研究

3.1 RB控制基本原理

RB控制主要通過FSSS，CCS，MCS，SCS和DEH各個(gè)系統(tǒng)相互配合共同實(shí)現(xiàn)。CCS系統(tǒng)就仿佛人的大腦一樣，RB是否發(fā)生由其進(jìn)行綜合判斷，協(xié)調(diào)各個(gè)部分的控制。當(dāng)CCS系統(tǒng)判斷RB確切發(fā)生后，動(dòng)作信號(hào)發(fā)送至MCS控制系統(tǒng)的目標(biāo)負(fù)荷計(jì)算邏輯，緊接著發(fā)電機(jī)組快速降負(fù)荷的目標(biāo)值負(fù)荷，并根據(jù)實(shí)際故障的輔機(jī)的進(jìn)行確定，與此同時(shí)明確降負(fù)荷的速率。在以上兩點(diǎn)都明確之后，其他相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)（如:燃燒控制系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)等）采取相應(yīng)的控制操作。CCS和FSSS在保證風(fēng)煤比的同時(shí)對(duì)給煤機(jī)的給煤量進(jìn)行調(diào)整，以維持鍋爐的正常燃燒。不同發(fā)電企業(yè)的FSSS控制系統(tǒng)不盡相同，但共同的一點(diǎn)都是當(dāng)重要輔機(jī)發(fā)生故障時(shí)都要受RB控制降低燃燒煤。總之，RB控制系統(tǒng)在重要輔機(jī)故障跳閘時(shí)協(xié)調(diào)火力發(fā)電機(jī)組的各個(gè)部分，使整個(gè)機(jī)組安全地達(dá)到目標(biāo)電負(fù)荷。

3.2 RB控制策略

控制系統(tǒng)含有很多組成部分，一般包括:機(jī)組允許最大出力計(jì)算、負(fù)荷指令變化速率設(shè)定、協(xié)調(diào)控制方式切換、實(shí)際RB情況判斷、主汽壓力控制方式切換、控制速率設(shè)定等。對(duì)于不同的火力發(fā)電機(jī)組而言，不同的機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)、動(dòng)態(tài)特性就是RB控制功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和逐步完善的關(guān)鍵所在。設(shè)計(jì)原則:當(dāng)RB動(dòng)作時(shí)，首先保證機(jī)組能安全運(yùn)行；其次是運(yùn)行人員操作少和各個(gè)主要參數(shù)波動(dòng)小。

當(dāng)火力發(fā)電機(jī)組發(fā)生RB時(shí)，機(jī)組控制方式應(yīng)由協(xié)調(diào)控制方式切換到機(jī)跟隨方式。鍋爐主控采用開環(huán)控制鍋爐燃燒率的方式，汽機(jī)主控由負(fù)荷控制方式轉(zhuǎn)為主汽壓力控制方式，主要原因是主汽壓力對(duì)主汽溫度、給水流量的汽機(jī)高中壓調(diào)門開度等參數(shù)影響很大。用滑壓方式對(duì)主汽壓力進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)滑壓的速率進(jìn)行合理的限制。RB時(shí)解除控制系統(tǒng)及子控制系統(tǒng)偏差切手動(dòng)保護(hù)功能在擾動(dòng)試驗(yàn)合格后方可解除，試驗(yàn)不合格不得隨意解除保護(hù)，以免發(fā)生不必要的事故。RB發(fā)生時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的主要參數(shù)都將超出正常波動(dòng)范圍，進(jìn)而偏差切手動(dòng)保護(hù)功能應(yīng)自動(dòng)解除，使得主汽溫度、給水流量、燃料一等控制系統(tǒng)保持在自動(dòng)運(yùn)行方式，確保機(jī)組安全運(yùn)行。RB發(fā)生時(shí)鍋爐爐膛內(nèi)的燃燒會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以投油穩(wěn)燃是大多數(shù)火力發(fā)電機(jī)組通常采取的應(yīng)對(duì)措施。

3.2.1 計(jì)算機(jī)組允許最大出力

通過比較輔機(jī)的最大總出力和發(fā)電機(jī)組實(shí)際的負(fù)荷，若機(jī)組實(shí)際負(fù)荷高于輔機(jī)的最大總出力將發(fā)生對(duì)應(yīng)的RB控制聯(lián)鎖，故系統(tǒng)計(jì)算出實(shí)時(shí)最大可能出力值是十分必要的一環(huán)。

3.2.2 實(shí)際RB情況判斷

機(jī)組允許的最大出力與實(shí)際負(fù)荷比較取小值，加上負(fù)荷偏置值的修正通過速率限制，與最大允許負(fù)荷進(jìn)行比較。重要輔機(jī)無故障跳閘時(shí)，允許的最大出力必定大于等于機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷，則大選模塊選擇的是RB結(jié)束。

當(dāng)某臺(tái)重要輔機(jī)故障跳閘時(shí)，實(shí)際負(fù)荷值會(huì)大于機(jī)組最大出力，小選模塊輸出由原來的機(jī)組實(shí)際負(fù)荷切換為最大出力值，同時(shí)經(jīng)過速率模塊輸出值逐漸減小，速率限制避免了工況參數(shù)的突變。這樣，工況就被大選模塊選擇，輸出為目標(biāo)負(fù)荷，且目標(biāo)負(fù)荷按照一定合理的速率降低。當(dāng)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷降低到目標(biāo)值時(shí)，大選模塊重新選擇結(jié)束，這樣就完成了一個(gè)選擇過程。

3.2.3 RB速率計(jì)算

機(jī)組的主要輔機(jī)跳閘或切除時(shí)，最大出力出現(xiàn)階躍性下降，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生很強(qiáng)的擾動(dòng)。限制發(fā)電機(jī)組的最大可能出力值的變化速率，確保了發(fā)電機(jī)組重要輔機(jī)故障減負(fù)荷過程的安全進(jìn)行。

4 結(jié)語

在火力發(fā)電的大趨勢(shì)之下，大容量、高參數(shù)、低能耗已經(jīng)成為確定的發(fā)展方向。當(dāng)重要輔機(jī)故障跳閘時(shí)，對(duì)整臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行有著多方面的影響，運(yùn)行工況很有可能急劇惡化，運(yùn)行人員很難在如此短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效的操作，在這種情況下RB控制功能的作用就格外凸顯。

［1］錢慶生.600MW超臨界機(jī)組控制系統(tǒng)特點(diǎn)與協(xié)調(diào)控制策略［J］.熱電技術(shù)，2008（2）:53-56.

［2］姜海東.大型燃煤機(jī)組RB（RUN BACK）功能研究與實(shí)踐技術(shù)研究［D］.山東：山東大學(xué)，2005.

［3］閆高偉.300MW火電單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究［D］.山西：太原理工大學(xué)，2003.