660MW機組甩負荷試驗時旁路控制策略探討

李煬文

摘 要：岱海電廠三號機組為了響應國家煤電節能減排政策，通過一系列的綜合升級改造，使機組發電煤耗降低、達到了超低排放的目的。岱海電廠三號機組升級改造后需進行甩負荷試驗，主要目的是考核機組調節系統和超速保護控制系統OPC在甩負荷時的控制性能，即能否控制機組轉速不超過危急保安器的動作轉速，且迅速穩定至額定轉速運行，同時測取機組甩負荷后的動態過渡過程特性曲線，并計算特征值。

關鍵詞：甩負荷；暖管；二次飛升；OPC

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0182-02

本次甩負荷試驗將采用常規法甩負荷。試驗計劃分兩步：（1）50%額定出力常規法甩負荷試驗，高、低加應全部投入。（2）在上述試驗成功的基礎上，并確認甩100%額定負荷的甩負荷試驗具有安全保證的情況下進行甩100%有功負荷的試驗。甩負荷試驗的評定標準為甩負荷后機組轉速不超過超速保護定值且機組不跳閘，其中50%額定出力甩負荷試驗合格標準為汽機轉速限制3150RPM以下，100%額定出力甩負荷試驗合格標準為汽機110%超速保護不動作，在此基礎上機組調速系統的動態過程應能迅速穩定，試驗后可有效的控制機組轉速，維持額定轉速運行。

1 甩負荷試驗時的保護強制情況

1.1 保護及其他允許條件強制情況

（1）汽包水位高Ⅱ、Ⅲ鍋爐MFT保護。（2）汽包水位低Ⅱ、Ⅲ鍋爐MFT保護。（3）汽包水位高Ⅲ汽輪機跳閘保護。（4）汽輪機跳閘聯跳鍋爐保護。（5）發電機跳閘聯調汽機保護。（6）旁路跳閘保護。（7）功率負荷不平衡保護。（8）低旁溫度高跳低旁保護。（9）旁路自動投自動聯鎖。（10）5033斷路器DCS操作允許條件。

1.2 主輔機解自動手調情況

（1）解除協調，汽機主控，鍋爐主控。（2）解除燃料主控。（3）解除減溫水自動。（4）解除送風、二次風門自動。（5）解除給水自動。（6）PCV閥切手動。

1.3 機組恢復啟動時保護強制情況

（1）31、32引風機油箱油溫高不允許啟動條件。（2）32磨煤機火檢、風量低保護。（3）三次點火失敗MFT保護。（4）電除塵全停鍋爐允許吹掃信號。

2 甩負荷試驗步驟

（1）50%甩負荷試驗前確認機組左、右側PCV閥手動門均開啟備用狀態；分別進行交直流油泵聯動及高備泵啟動試驗、等離子拉弧試驗、抽汽逆止門活動試驗、高壓主汽門20%行程活動試驗、中壓主汽門全行程活動試驗，并試驗正常；爐側停運一臺制粉系統，投入油槍、投入B磨等離子；機側精處理切旁路，凝泵工頻運行，給水系統退出一臺電泵打循環，單電泵運行，將給水切旁路；電氣將廠用電切至啟備變，將無功功率帶滿，CCS方式解至基本方式，解燃料主控自動。（2）機組具備甩負荷條件后，機組帶滿負荷穩定運行1～2小時，甩前將負荷降至330MW，主汽參數和凝汽器真空保持額定值，穩定運行0.5到1小時。（3）甩負荷前5～10分鐘，鍋爐適當減少燃煤量，投入油槍；甩前20秒，開始減少燃燒，燃燒控制切為手動；甩前1s提前打開PCV閥。（4）甩負荷前1分鐘，值長通知網調。（5）按“甩負荷準備5-4-3-2-1-甩！”的方式下令，發“甩”令時運行人員拉開發電機主開關，測試人員提前啟動測試儀器。（6）甩負荷后，鍋爐應迅速將熱負荷減到維持機組空轉的水平，禁止高壓旁路投自動，可適當通過高壓旁路閥調整主蒸汽壓力參數，低壓旁路可適當打開，以加快再熱壓力的下降，使機組轉速能較快穩定，但同時應注意監視排汽裝置壓力，PCV閥待鍋爐壓力無上升趨勢后關閉。（7）甩負荷后，如果調速系統控制機組空轉沒有問題，應待機組轉速穩定后，再進行調速系統的操作和再次并網的準備，如不能立即并網應盡快打閘停機，鍋爐手動MFT。（8）甩負荷后，若發生調速系統擺動，不能有效控制機組轉速或機組發生振動等問題應立即打閘停機。并按運行規程有關規定進行事故處理。（9）如果鍋爐滅火，一時不能恢復，主蒸汽溫度下降100℃或快速下降50℃（十分鐘之內），應立即停機。（10）根據330MW甩負荷試驗的結果分析，確認甩660MW負荷試驗是可行的，機組帶滿負荷穩定運行1小時后，可進行甩100%負荷試驗。

3 甩負荷試驗過程高旁操作分析

（1）甩負荷時旁路主要是適當通過高壓旁路閥調整主蒸汽壓力參數，低壓旁路可適當打開，以加快再熱壓力的下降，使機組轉速較快穩定。（2）高、低壓旁路提前暖管：手動備用，禁止高壓旁路投自動，高旁開度2%以下為死區，因此將高旁開度指令設為3%，查高旁減溫水隔離閥、調閥開啟，溫度自動設定為閥后280℃，低旁開度3%，低旁減溫水隔離閥、調閥開啟，自動設定閥后溫度85℃，開始暖管。手動設定高旁閥后溫度330℃，監視閥后溫度先緩慢上升后平穩，暖管10分鐘后，試驗前緩慢將閥后溫度以10℃溫度降至280℃穩定。試驗過程中確保高旁后溫度低于360℃，防止高旁快關。每次開大高旁前，確保閥后溫度不會突升，閥后達到330℃時應暫停開高旁，監視低旁閥后溫度不超100℃，低旁后溫度高保護關已強制。

（1）50%甩負荷試驗動作前：高旁開度5%、低旁開度開度10%，主汽壓力10.5MPa，熱再壓力1.746MPa。試驗過程中，根據主、再熱壓力，高旁點動從8%開至13%，低旁由10%直接開大至20%；甩負荷動作后：汽機轉速最高升至3112RPM后下降至2994RPM，主汽壓力最高漲至11.53MPa，熱再壓力最高漲至1.837MPa后下降。（2）當熱再壓力下降至0.823MPa時，中調門突開至9%，汽機轉速由2997rpm突升至3095rpm，OPC再次動作，中調門關閉，轉速下降。（3）由于鍋爐并未MFT仍保持燃燒，主汽壓力緩慢回升，同時汽輪機不進汽且保持轉速，鼓風摩擦導致高排溫度持續升高，手動將高旁開度由13%開大至20%，低旁開度由20%開大至50%，繼續泄壓。（4）機組重新并網，此時高旁開度22%，閥后溫度設定280℃，減溫水調閥開度18%，閥后溫度基本穩定在320℃，整個試驗過程減溫水調門自動調節正常，保證了閥后溫度小于360℃。并網后主汽壓力開始下降，手動關閉高旁、低旁帶負荷。如圖1所示。（5）660MW甩負荷試驗前，保持高旁3%，低旁3%開度暖管，此時主汽壓力15.731MPa，熱再壓力3.54MPa。甩負荷動作后，主汽壓力最高升至17.673MPa后下降，高旁開大至5%保持開度，再熱壓力最高升至3.693MP下降，低旁手動由5%開大至80%，汽機轉速最高升至3225rpm后轉速穩定在3007rpm至2993rpm范圍內，GV、IV開度0%。如圖2所示。

4 分析結果

（1）試驗前雖然強制了高旁自動投自動本身邏輯，高旁自動投自動去低旁投自動通道未強制，但當主汽壓力與高旁設定值大于0.8MPa，高旁自動投自動，低旁投自動，低旁根據壓力設定值開大到30%后又全關，發現后及時解自動，手動開大低旁。（2）若機組轉速達到額定轉速的103%或機組在負荷大于30%額定負荷時開關動作，則OPC動作，電磁閥打開，使OPC母管油泄放，導致卸載閥快速開啟，使高壓調節汽閥和再熱調節汽閥、各抽汽逆止閥立即關閉，高排通風閥打開。延時7.5秒OPC復位，中調門恢復至2900r/min記憶開度，當冷再壓力降至0.828MPa中調開始開啟維持轉速。隨著轉速的降低，電磁閥將關閉，高壓調節閥和再熱調節閥將重新開啟，以控制汽輪機的額定轉速。（3）50%負荷甩負荷試驗時汽機轉速二次飛升，主要是因為控制方式和邏輯初始設計不吻合，冷再門檻壓力為0.828MPa，當冷再壓力小于0.828MPa時，中調回到上次2900rpm記憶開度，上次是0.19MPa，中調記憶開度9.6%，這次實際壓力是0.7MPa，當中調開度是9.6%，造成汽機轉速二次飛升。而100%甩負荷試驗時，由于熱控人員修改了冷再壓力修正系數，即記憶壓力與實際壓力之比，原最小下限是1，現在修正系數下限放開到0.2。這個限制是為了機組正常升速到并網時，保持轉速穩定。660MW甩負荷試驗時，修正系數為0.19MPa/0.7MPa=0.27，中調開度為9.6%*0.27=2.5%。

5 結語

根據參數分析，岱海電廠三號機甩負荷試驗結果成功，但是兩次甩負荷試驗高排溫度都比較高，這是啟動方式和控制邏輯設定的，汽機回調定速時，只有中調在開，中壓缸在進汽，高調門開度幾乎沒有，高壓缸鼓風摩擦熱量無法帶走。僅僅靠高、低旁調節主再汽參數效果不明顯，由于660MW甩負荷時汽機定速較長，更要注意高排參數。