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華能福州電廠二期機組RB功能優(yōu)化

   2011年11月11日 14:09  
  作者:江寧1,李棋1,林渭平1,王世海2
  
  摘要:介紹了華能福少電廠二期2×35OMW機組RB功能存在的問題及其解決方案,實施后RB動作基本成功。
  
  一、RB原設計功能簡介
  
  華能福州電廠二期機組DCS采用西門子EPERM-XP系統(tǒng),DEH采用西門子SIMADYN系統(tǒng),機組主控系統(tǒng)見圖1。

  
  機組原故障減負荷(RB)功能設計如下:機組正常運行時,若1臺重要輔機(鍋爐送風機、引風機、一次風機、給水泵或制粉系統(tǒng))跳閘,且機組的zui大能力負荷小于機組當前的實際負荷,則RB功能啟動,其動作為協(xié)調(diào)方式切為汽機跟蹤方式;RB回路中的機組zui大能力負荷指令發(fā)送至機組控制回路、鍋爐主控回路以及制粉系統(tǒng);機組控制側的主汽壓力設定跟蹤實際壓力3s后自動切為手動,使壓力保持不變,以保證非強制循環(huán)鍋爐的汽包水位不致因汽包壓力變化而導致劇烈的波動;汽輪機側壓力調(diào)節(jié)由限壓方式切為初壓方式,汽輪機側負荷設定器由遠方轉為就地。由于壓力控制器的壓力設定值抬升了0.98MPa,且汽輪機側負荷設定值提升7MW,在約40s后壓力控制器執(zhí)行原汽輪機側負荷控制器對汽輪機調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)控制,以保證機前壓力、汽包水位及機組負荷的下降。
  
  二、存在問題及其解決方案
  
 ?。╨)RB動作瞬間,主機調(diào)節(jié)閥急劇開大,負荷跳升。華能福州電廠4號機組曾發(fā)生因4A給煤機故障跳閘導致RB事件。RB發(fā)生時,汽輪機側負荷設定值從35OMW跳升至370MW,再降至361MW,主機高壓調(diào)節(jié)閥由45%快開至70%,后再開至,機組實際負荷不僅沒有降低、反而從35OMW升至357MW。在此后的處理過程中,汽包水位曾在65s內(nèi)急劇上升(由—158mm升高至212mm),幾乎達到汽包水位高跳MFT值(25Omm).RB過程中機組參數(shù)變化見圖2。

  
  結合圖3進行分析說明。在壓力設定回路運算周期(400ms)內(nèi),系統(tǒng)接收到RB標志信號,經(jīng)計算得到機組zui大能力負荷指令為78.7%,系統(tǒng)將該指令送到鍋爐主控回路替代了原來的指令值(115%),新指令值(78.7%)進入了主汽壓力設定回路且經(jīng)其中的函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生出新的機組自動壓力設定值(12.9MPa)。新的壓力設定值與實際值(16.2MPa)的偏差前饋給汽輪機主控,因此汽輪機側的負荷設定值從35OMW升到370MW,主機高壓調(diào)節(jié)閥由45%很快開至70%,再至。也就是說,主汽壓力偏差值"串溜"到了汽輪機主控回路,并zui終作用到了主汽輪機調(diào)節(jié)閥土,使其快開。對此,采取的處理方法是:在圖3中的RB信號到PTL環(huán)節(jié)的信號路徑上增加1個1s的延時塊,因其值大于壓力設定回路運算周期(400ms),從而可防止信號"串溜"及引發(fā)的錯誤動作。

  
 ?。?)RB發(fā)生后,負荷調(diào)節(jié)切至壓力調(diào)節(jié)方式時間太長。RB發(fā)生后,機組由限壓方式切為初壓方式,此后20S,壓力調(diào)節(jié)器的壓力設定值由RB前壓力設定值0.98MPa升至RB前壓力設定值,再過20S,負荷調(diào)節(jié)器負荷設定值由RB前負荷設定值升至RB前負荷設定值加2%額定負荷(即:2%×35OMW=7MW)。約40s后,壓力調(diào)節(jié)器(經(jīng)小值選擇器的作用)才進行對主機調(diào)節(jié)閥的控制,這對于機組RR顯得太慢。在RB發(fā)生40s內(nèi),汽輪機調(diào)節(jié)閥沒關,負荷沒減,消耗了RB前的鍋爐蓄熱,而汽輪機負荷設定值又高,其結果必然造成主汽壓力跌降。為保機前壓力,汽輪機調(diào)節(jié)閥開始快速關小,使負荷超跌,汽包水位激烈波動。為解決這一問題,將切換時間由40s改為20S.但切換時間不能改得太小,若太小會導致切換時調(diào)節(jié)波動。
  
  (3)RB動作后,汽輪機調(diào)節(jié)閥關閉速度慢,負荷下降慢。RB發(fā)生初期,增加壓力設定值,可以加快關小汽輪機調(diào)節(jié)閥,從而達到快速降低負荷的目的。因此,在RB發(fā)生3s后立即將壓力設定值增加0.3MPa,RB結束(負荷指令降至機組zui大能力負荷時)5s內(nèi)壓力設定值增加值由0.3MPa降為0MPa,并將壓力調(diào)節(jié)器的比例參數(shù)由1.2調(diào)至3.5,SIMADYN壓力設定回路上的斜坡發(fā)生器時間參數(shù)由60s改為20s。
  
 ?。?)RB動作后機組負荷下降至目標負荷的中途有停頓,解決方案是:將RB減負荷指令速率由20%/min改為10%/min。這樣,RB過程延長,也就延長了0.3MPa壓力設定增加值起作用時孔從而克服停頓現(xiàn)象。
  
 ?。?)RB動作后,機組負荷降低幅度太大(低于zui大能力負荷14OMW),解決方法是:當實際負荷降低至"zui大能力負荷-2OMW"時,由系統(tǒng)發(fā)出指令,將初壓方式切為限壓方式,燃料主控切為手動,機組控制由汽輪機跟蹤方式切為基本方式,汽輪機調(diào)節(jié)閥由壓力控制切為負荷控制。此時,負荷設定值為其所跟蹤的機組實際負荷,即只比zui大能力負荷小2OMW,機組負荷降低幅度不會太大,可防止在RB初期汽包水位急劇波動。
  
  (6)RB動作后、水位波動大,水位控制困難,解決方法:當汽包水位>15Omm時自動開啟定排門,當汽包水位重新回落至12Omm時再自動關閉,輔助控制汽包水位。
  
 ?。?)由于鍋爐運行按變送器來模擬量信號控制汽包水位,而水位MFT保護按電接點信號控制。變送器信號經(jīng)汽包壓力補償,準確度高,電接點信號未經(jīng)補償,誤差很大,RB發(fā)生后,汽包電接點水位與模擬量水位相差太大,當模擬量水位信號處于正常階段,但是電接點水位信號卻觸發(fā)使MFT保護卻動作。原汽包水位MFT保護原理見圖4。

  
  用于汽包水位調(diào)節(jié)的3臺變送器進入DCS冗余汽水控制器APl3后,先經(jīng)三選中值,再經(jīng)汽包壓力修正,若過高,則驅動繼電器1并由其產(chǎn)生1個接點給冗余鍋爐保護控制器APFl5.1。該接點和鍋爐汽包電接點水位信號的2個高水位電接點(也是干接點)共同形成汽包水位MFT保護的3個輸入點,經(jīng)3取2判斷后,送至MFT保護主回路。對此,決定去除原保護系統(tǒng)中的電接點水位信號,MFT3個輸入點全都采用變送器來的信號接點。改造方案見圖5。

  
 ?。?)燃料RB發(fā)生后,原為穩(wěn)定燃燒,須根據(jù)情況人工投入相應數(shù)量的油槍。為方便運行,現(xiàn)在邏輯中增加3層油槍投入順控功能(每層6支),自動投入。
  
  三、改后效果
  
  2005年8月2日,3D給煤機跳閘引發(fā)機組燃料RR動作。在2min5s內(nèi),機組負荷從35OMW下降至265MW,zui后基本穩(wěn)定在275MW上,主蒸汽壓力穩(wěn)定在16.4MPa,僅波動0.2MPa,汽包水位zui低至-1OOmm,zui高至56mm,后穩(wěn)定于設定值-5Omm處。RR動作基本成功。目前,RB功能尚有不足,須進一步改進完善。

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