一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)失敗原因分析及改進(jìn)措施

刁云鵬，王松寒，司瑞才

(1．國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長(zhǎng)春 130021;2．國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長(zhǎng)春 130021)

快速減負(fù)荷(RB)功能的可靠性是新建機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的必備條件之一，是防止機(jī)組非正常停運(yùn)的重要手段，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。某電廠350 MW超臨界新建機(jī)組進(jìn)行一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)失敗引發(fā)鍋爐滅火，造成非計(jì)劃停運(yùn)。試驗(yàn)時(shí)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)為300 MW穩(wěn)定運(yùn)行，4套制粉系統(tǒng)投運(yùn)，手動(dòng)停運(yùn)A側(cè)一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行RB試驗(yàn)，鍋爐發(fā)生“爐膛負(fù)壓低”主燃料跳閘(MFT)事故。下面分析一次配風(fēng)情況，以及RB試驗(yàn)失敗導(dǎo)致鍋爐滅火的原因，并提出改進(jìn)措施。

1 機(jī)組概況及一次配風(fēng)情況

鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。制粉系統(tǒng)采用一次風(fēng)正壓直吹式，配置5臺(tái)輥盤式中速磨煤機(jī)，對(duì)應(yīng)A、B、C、D、E5層燃燒器，采用四角切圓燃燒系統(tǒng)。設(shè)有2臺(tái)50% 額定容量的動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，提供冷、熱一次風(fēng)輸送煤粉。配置2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) (CCS)方式下，機(jī)組負(fù)荷大于220 MW時(shí)，2臺(tái)運(yùn)行一次風(fēng)機(jī)其中1臺(tái)故障跳閘，則觸發(fā)一次風(fēng)機(jī)快速減負(fù)荷，由上向下跳閘磨煤機(jī)，保留3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，投入A層油槍穩(wěn)燃。RB目標(biāo)負(fù)荷為175 MW。

試驗(yàn)前鍋爐A、C、D、E4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，一次風(fēng)配置情況見表1。兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度均為90%，已達(dá)調(diào)節(jié)指令上限。一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓為A側(cè)12．6 kPa，B 側(cè) 12．7 kPa，熱一次風(fēng)母管壓力11．05 kPa，一次風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板處在全開位置。

表1 一次風(fēng)配置情況

2 一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)過程

2018年5月25日 13:55:00，機(jī)組負(fù)荷301 MW，制粉系統(tǒng) A、C、D、E 層運(yùn)行。13:56:57，運(yùn)行人員就地手動(dòng)打閘A側(cè)一次風(fēng)機(jī)，RB邏輯動(dòng)作正常，跳閘 E層磨煤機(jī)，投入 A層油槍穩(wěn)燃。13:57:06鍋爐MFT，首出原因?yàn)闋t膛壓力低低。13:56:57，鍋爐A側(cè)一次風(fēng)機(jī)跳閘后，B側(cè)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度由90%下降至75%，B側(cè)一次風(fēng)機(jī)出口壓力降至 5．65 kPa，熱一次風(fēng)母管壓力降至3．34 kPa。RB動(dòng)作后，E層磨煤機(jī)跳閘前爐膛壓力為 －59 Pa，13:57:06，降至 －2 529 Pa后爐膛壓力低低觸發(fā)鍋爐MFT。

3 RB試驗(yàn)失敗及鍋爐滅火原因分析

為防止磨煤機(jī)風(fēng)粉管道堵塞，RB試驗(yàn)前2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度已到調(diào)節(jié)上限，一次風(fēng)機(jī)維持較高的出口壓力，磨煤機(jī)出口一次風(fēng)速及出口風(fēng)粉溫度均較高，存在一次風(fēng)比例過大的問題。RB動(dòng)作后，B側(cè)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉不開反關(guān)，造成一次風(fēng)壓力下降，送粉能力減弱，是鍋爐滅火的主要原因;另一方面A側(cè)風(fēng)機(jī)跳閘后，出口擋板關(guān)閉過程較長(zhǎng)，部分一次風(fēng)經(jīng)過聯(lián)絡(luò)管道從A側(cè)風(fēng)機(jī)入口排至系統(tǒng)外，一次風(fēng)壓力進(jìn)一步下降，一次風(fēng)送粉能力不足，鍋爐燃燒惡化，爐膛負(fù)壓急速下降導(dǎo)致鍋爐主保護(hù)動(dòng)作。

4 優(yōu)化措施

4．1 磨煤機(jī)配風(fēng)的調(diào)整

為降低一次風(fēng)壓力，對(duì)磨煤機(jī)一次風(fēng)速及出口風(fēng)粉溫度進(jìn)行了調(diào)整。在保證不堵磨的條件下，調(diào)整磨煤機(jī)一次風(fēng)速在20～25 m/s，出口風(fēng)粉溫度在60～65℃。優(yōu)化配風(fēng)調(diào)整后機(jī)組300 MW負(fù)荷時(shí)，一次風(fēng)機(jī)出口壓力為9 kPa，熱一次風(fēng)機(jī)母管壓力為7．8 kPa。

4．2 風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式的優(yōu)化

由于一次風(fēng)機(jī)出力上限設(shè)置采用1號(hào)機(jī)組經(jīng)驗(yàn)值，2臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出力上限為動(dòng)葉開度90%，1臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出力上限為動(dòng)葉開度75%，一次風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作后，將運(yùn)行風(fēng)機(jī)動(dòng)葉關(guān)至75%，一次風(fēng)壓力不能及時(shí)回調(diào)。經(jīng)過風(fēng)機(jī)出力試驗(yàn)后，調(diào)整一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行上限至85%。機(jī)組在300 MW負(fù)荷時(shí)，一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度為60%，留有25%的向上調(diào)節(jié)裕度。300 MW負(fù)荷時(shí)優(yōu)化前后一次風(fēng)運(yùn)行情況對(duì)比見表2。

表2 300 MW負(fù)荷時(shí)優(yōu)化前后一次風(fēng)運(yùn)行情況對(duì)比

一次風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)門保持關(guān)閉狀態(tài)，一次風(fēng)機(jī)出口擋板關(guān)閉后允許開啟，防止一次風(fēng)從跳閘風(fēng)機(jī)排出。

4．3 引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制方式的優(yōu)化

一次風(fēng)機(jī)RB勢(shì)必造成爐膛負(fù)壓急劇下降，因此在爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)中增加一次風(fēng)機(jī)RB前饋，一次風(fēng)機(jī)RB時(shí)超前關(guān)閉引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉17%，提高爐膛負(fù)壓恢復(fù)速度。

5 優(yōu)化效果

2018年5月27日11:45:00，再次組織鍋爐一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)。11:46:15，鍋爐A側(cè)一次風(fēng)機(jī)跳閘后，B側(cè)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度由58．4%開至85%，B側(cè)一次風(fēng)機(jī)出口壓力由8．8 kPa最低降至6．6 kPa，最后穩(wěn)定在7．7 kPa。熱一次風(fēng)母管壓力7．8 kPa最低降至4．34 kPa開始回調(diào)，最后穩(wěn)定在5．8 kPa。爐膛壓力為－107 Pa，最低降至－1 434 Pa，最后穩(wěn)定在－128 Pa。優(yōu)化后的一次風(fēng)配置情況見表3。

試驗(yàn)過程中機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行人員沒有手動(dòng)調(diào)整，負(fù)荷降至198 MW穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，RB過程結(jié)束。

表3 優(yōu)化后一次風(fēng)配置情況

6 結(jié)束語

通過350 MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)失敗引發(fā)的鍋爐滅火事故，分析引發(fā)鍋爐滅火的主要原因?yàn)镽B試驗(yàn)前一次風(fēng)機(jī)出口壓力較高，一次風(fēng)比例過大，RB動(dòng)作后，一次風(fēng)壓力下降，送粉能力減弱。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，提出了磨煤機(jī)配風(fēng)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式、引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制方式的優(yōu)化措施，實(shí)施后，成功進(jìn)行了鍋爐一次風(fēng)機(jī)RB試驗(yàn)，其動(dòng)作過程和優(yōu)化措施對(duì)同類型機(jī)組具有借鑒意義。