600 MW超臨界機(jī)組并網(wǎng)調(diào)節(jié)閥全開原因分析及處理

吳學(xué)理，王衛(wèi)濤

(1.湖北華電襄陽發(fā)電有限公司，湖北 襄陽 441000；2.湖北省電力試驗(yàn)研究院，武漢 430077)

600 MW超臨界機(jī)組并網(wǎng)調(diào)節(jié)閥全開原因分析及處理

吳學(xué)理1，王衛(wèi)濤2

(1.湖北華電襄陽發(fā)電有限公司，湖北 襄陽 441000；2.湖北省電力試驗(yàn)研究院，武漢 430077)

以湖北華電襄陽發(fā)電有限公司MAXDNA控制系統(tǒng)中的數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)為對(duì)象，對(duì)一起并網(wǎng)后調(diào)節(jié)閥突然全開的處理過程進(jìn)行總結(jié)，并提出快速處理的方法，對(duì)同類電廠控制系統(tǒng)異常事件處理具有較好的參考價(jià)值。

DEH；并網(wǎng)；調(diào)節(jié)閥全開；控制系統(tǒng)

1 機(jī)組概況

湖北華電襄陽發(fā)電有限公司(以下簡稱襄發(fā)公司)2臺(tái)600 MW機(jī)組為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600-24.2/566/566型汽輪機(jī)，機(jī)組為反動(dòng)式、超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、凝汽式汽輪機(jī)組，采用高中壓聯(lián)合啟動(dòng)的方式。配套鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG1913/25.4-M957型超臨界直流鍋爐。分散控制單元(DCS)采用美國美卓自動(dòng)化MAX控制系統(tǒng)公司生產(chǎn)的MAXDNA控制系統(tǒng)。

2 DEH并網(wǎng)異常事件

2015年7月2日#6機(jī)組啟動(dòng)，機(jī)組轉(zhuǎn)速在3 000 r/min時(shí)并網(wǎng)。并網(wǎng)后，高壓調(diào)節(jié)閥(GV)開度突然由13%增至100%，機(jī)組初負(fù)荷達(dá)到60 MW，嚴(yán)重影響鍋爐燃燒和汽輪機(jī)運(yùn)行安全。

機(jī)組并網(wǎng)后的初負(fù)荷一般為3%～5%額定負(fù)荷(30 MW左右)，初負(fù)荷過低可能造成發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)動(dòng)作，過高則易造成汽輪機(jī)振動(dòng)、差脹、軸位移及熱應(yīng)力變化過大。當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)時(shí)，數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)將從轉(zhuǎn)速控制模式切換為負(fù)荷控制模式；切換后，負(fù)荷設(shè)定值(REFDEM)信號(hào)由2路信號(hào)疊加而成，1路為并網(wǎng)前GV流量，1路為帶初負(fù)荷增加的流量。

2015年7月2日#6機(jī)組并網(wǎng)前，GV流量指令(FDEM)為25.243 0%，主蒸汽壓力為2 MPa，定壓修正因子為4，并網(wǎng)后的負(fù)荷設(shè)定值應(yīng)為284 MW，閥門流量信號(hào)為34.470 0%，對(duì)應(yīng)GV的開度指令為22%，而實(shí)際開度卻為100%。因此，GV開度過大，機(jī)組運(yùn)行明顯異常。

3 原因追查

2015年7月2日#6機(jī)組異常GV開度數(shù)據(jù)如圖1所示。由圖1可知，05:33:17，#6機(jī)組并網(wǎng)；1.0 s后，GV指令全開；2.0 s后，反饋到達(dá)。

并網(wǎng)前，轉(zhuǎn)速6模塊輸出指令為25.243 0%，汽輪機(jī)單閥運(yùn)行，#4 GV控制指令設(shè)定為8.048 6%，轉(zhuǎn)速設(shè)置為3 000 r/min；并網(wǎng)信號(hào)到達(dá)后，目標(biāo)跟蹤信號(hào)(DEMDTRK)由0至1，調(diào)節(jié)閥保持指令(HOLD GVS)同時(shí)由0至1。

3.1 DEH仿真數(shù)據(jù)分析

通過進(jìn)行DEH仿真歷史數(shù)據(jù)，分析出現(xiàn)類似現(xiàn)象的33張趨勢圖，有以下異常情況。

(1)DEMDTRK由1至0時(shí)，負(fù)荷指令(REFDMD)突然由284 MW增至770 MW。REFDMD正常狀態(tài)為284 MW且不變化。

(2)GV在并網(wǎng)信號(hào)到達(dá)1.1 s后，開度突然由8%變至100%，正常狀態(tài)為并網(wǎng)信號(hào)到達(dá)4.0 s后，GV開度變至16%。

(3)DEMDTRK動(dòng)作時(shí)間為2.0 s，正常為1.1 s。

(4)并網(wǎng)脈沖(BRCL)時(shí)間為2.0 s，正常為1.1 s 。

(5)HOLD GVS 時(shí)間為4.0 s，正常為3.0 s 。

(6)REFDEM指令變化到GV指令時(shí)間為4.0 s，時(shí)間過長。

3.2 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)上海汽輪機(jī)有限公司，600 MW超臨界機(jī)組DEH系統(tǒng)邏輯圖：REFDMD數(shù)值正常為284MW(運(yùn)算過程：25.243 0%×650+120=284 (MW))；異常數(shù)據(jù)為770 MW(運(yùn)算過程：100.000 0%×650+120=770 (MW))；其中，25.243 0%為當(dāng)時(shí)調(diào)節(jié)閥流量指令，650為運(yùn)算系數(shù)，120 MW為初負(fù)荷，F(xiàn)DEM為100.000 0%。

圖1 高壓調(diào)節(jié)閥異常全開數(shù)據(jù)

時(shí)間同步檢測的最大允許誤差時(shí)間為0.4 s；如果誤差時(shí)間大于0.4 s，時(shí)間同步將異常；若增大最大允許誤差時(shí)間，將會(huì)有較長的通信延遲，從而降低時(shí)間同步精度[1]。經(jīng)圖1分析，由于REFDMD出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致DEH從轉(zhuǎn)速控制模式切換至負(fù)荷控制模式后，GV開度突然由8%變化至100%。

4 DEH并網(wǎng)異常事件的處理及改進(jìn)建議

4.1 處理措施

根據(jù)DEH仿真結(jié)果的分析，采取了下列處理措施。

(1)將GV1～GV4中ForcedVel的強(qiáng)制值由0改為100，將調(diào)節(jié)閥IV1-IV4中ForcedVel的強(qiáng)制值由100改為20。

(2)將程序中TIMESYNC的同步時(shí)間改為0.4 s。

(3)在DEH邏輯中增加中壓調(diào)節(jié)閥的ATAG數(shù)據(jù)點(diǎn)，由此導(dǎo)致增加1個(gè)運(yùn)算頁和運(yùn)算塊，其運(yùn)算時(shí)間為0.1 s；DEH邏輯運(yùn)算周期為0.5 s，當(dāng)DEH中邏輯在0.5 s內(nèi)沒有運(yùn)算完成時(shí)，DEH會(huì)重新從起始頁進(jìn)行運(yùn)算，因此造成多次運(yùn)算情況。為此，將邏輯頁模塊時(shí)間周期重新選擇為40 ms。

4.2 改進(jìn)建議

DEH出現(xiàn)異常事件的原因復(fù)雜而繁瑣，特別是時(shí)序問題需經(jīng)過反復(fù)仿真才能確認(rèn)。因此對(duì)DEH系統(tǒng)邏輯工作要加強(qiáng)管理，有以下建議。

(1)邏輯或參數(shù)修改，要事先確認(rèn)，涉及DEH要有異動(dòng)通知單或工作票，修改完成后，要再次進(jìn)行DEH仿真確認(rèn)。

(2)邏輯修改前后均要完善備份。對(duì)操作員站、工程師站、歷史站和各個(gè)過程控制站的時(shí)間同步進(jìn)行定期檢查，確保DEH動(dòng)作正常。

5 結(jié)束語

本文根據(jù)DEH仿真歷史數(shù)據(jù)篩選出典型的DEH異常事件，結(jié)合2015年7月2日#6機(jī)組DEH并網(wǎng)過程中出現(xiàn)的異常事件，提出了避免異常的處理措施及改進(jìn)建議。經(jīng)過改進(jìn)，2015年7月13日#6機(jī)組再次啟動(dòng)并網(wǎng)后，帶3%額定負(fù)荷情況正常。后續(xù)幾次并網(wǎng)GV開度均正常，異常現(xiàn)象再?zèng)]有出現(xiàn)。此次改進(jìn)，為類似項(xiàng)目改造提供了有益借鑒。

[1]鄭曉舟,王剛,王哲,等.大型汽輪機(jī)組DEH系統(tǒng)電液伺服閥的應(yīng)用及維護(hù)[J].中國電力, 1999, 32(7):12-13.

(本文責(zé)編：劉炳鋒)

2017-02-13；

2017-04-02

TK 325

B

1674-1951(2017)04-0030-02

吳學(xué)理(1975—)，男，湖北襄陽人，助理工程師，從事火電廠熱力系統(tǒng)自動(dòng)化檢修與維護(hù)方面的工作(E-mail:wuxueli@chd.com)。

王衛(wèi)濤(1972—)，男，江蘇南京人，高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，從事熱力系統(tǒng)自動(dòng)化協(xié)調(diào)方面工作(E-mail:wwt_fuzz@hotmail.com)。