一起1000MW機組汽動引風(fēng)機RB動作后的異常分析及改進

1設(shè)備概述

某廠#13、#14機組均采用上海鍋爐廠引進ALsToM-EVT公司技術(shù)生產(chǎn)的1000MW超超臨界直流爐,型號sG-3040/27.56-M538,為單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、四角切圓燃燒方式塔式鍋爐:制粉系統(tǒng)采用HP1163/Dyn型中速磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng),5臺磨煤機運行帶鍋爐BMCR工況,1臺磨備用。

風(fēng)煙系統(tǒng)采用2臺ANN-3120/1600N型動葉可調(diào)軸流送風(fēng)機、2臺小汽輪機驅(qū)動前導(dǎo)葉可調(diào)的軸流引風(fēng)機(即汽動引風(fēng)機)和1臺備用電動引風(fēng)機。每臺汽動引風(fēng)機各配置1臺杭州汽輪機有限公司生產(chǎn)的HNG40/32/20單缸、單流、反動式、背壓式小汽輪機(額定功率6030kw,自動調(diào)速范圍3800~5916r/min),并配有獨立的小機油系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng),軸加系統(tǒng)、與引風(fēng)機連接的齒輪箱以及進汽/排汽供熱管道等設(shè)備。小汽輪機正常工作汽源來自冷再、一再出口抽出蒸汽,鄰爐供汽為備用汽源。如圖1所示,排汽可以至除氧器、輔助蒸汽聯(lián)箱、供熱管網(wǎng),也可以通過PCV閥向空排汽。

2汽動引風(fēng)機RR控制策略簡介

由于汽動引風(fēng)機相關(guān)設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜,一旦汽動引風(fēng)機跳閘,若不能及時正確處理,就有可能導(dǎo)致整個鍋爐總?cè)剂咸l(MasterFuelTrip,MFT)保護動作。因此,在汽動引風(fēng)機控制策略中設(shè)計了汽動引風(fēng)機RB控制邏輯,并通過該邏輯自動完成相關(guān)操作。

2.1RR投入條件

(1)給水自動、一次風(fēng)自動、送風(fēng)自動和引風(fēng)自動均已投入:

(2)RB開關(guān)投入。

2.2RR觸發(fā)條件

(1)RB開關(guān)投入:

(2)負(fù)荷大于500MW時,一臺汽動風(fēng)機停運時。

2.3RR復(fù)位條件(以下任一條件滿足RR復(fù)位)

(1)給水手動:

(2)一次風(fēng)手動:

(3)送風(fēng)手動:

(4)引風(fēng)手動:

(5)RB手動復(fù)位。

2.4汽動引風(fēng)機RR自動動作內(nèi)容

(1)若"引風(fēng)機聯(lián)跳送風(fēng)機"壓板投入,該側(cè)送風(fēng)機聯(lián)跳,跳閘側(cè)的送、引風(fēng)機動(靜)葉、進出口擋板聯(lián)關(guān)。

(2)運行側(cè)送風(fēng)機動葉開至自動上限70%:運行側(cè)汽動引風(fēng)機靜葉自動開至100%,轉(zhuǎn)速自動上升至5700r/min。

(3)以12s間隔按照AtFtE的順序?qū)⑦\行磨煤機跳閘,剩余3臺磨煤機運行,跳閘的磨煤機冷、熱風(fēng)隔絕門聯(lián)鎖關(guān)閉,磨煤機出口門聯(lián)鎖關(guān)閉。

(4)機組由CCs模式切為汽機跟蹤(TurbineFollow,TF)模式,鍋爐燃料主控自動切手動,各給煤機自動切手動,目標(biāo)負(fù)荷煤量56.7×3≈170t/h,目標(biāo)主汽壓16.5MPa,降壓速率2MPa/min。

(5)B、C磨煤機運行時,先投入B層油槍:15s后投入C層油槍。

(6)快開PCV至40%。

(7)聯(lián)關(guān)汽動引風(fēng)機供熱電動門。

(8)RB時先超馳關(guān)閉所有減溫水門30s,隨后釋放為自動。

(9)RB動作后,延時120s,若二次風(fēng)壓小于1.5kPa,從上往下依次關(guān)小S0FAI~V擋板至50%。

3B汽動引風(fēng)機跳閘RB動作后的處理及異常分析

在汽動引風(fēng)機調(diào)試期間,進行汽動引風(fēng)機RB試驗時,由于汽動引風(fēng)機轉(zhuǎn)速測點故障,RB未動作,手動模擬RB動作流程處理。事后未重新進行RB試驗。

3.1B汽動引風(fēng)機跳閘前機組工況

2017-09-24T18:00,#14機組AGC投入、CCS投入、一次調(diào)頻、INFIT投入、RB投入、"引風(fēng)機聯(lián)跳送風(fēng)機"壓板投入,負(fù)荷622MW,B、C、E、F磨煤機運行,A、B送風(fēng)機,A、B汽動引風(fēng)機運行。

3.2B汽動引風(fēng)機跳閘后處理過程

(1)18:01:21,"B汽動引風(fēng)機振動大""B汽動引風(fēng)機跳閘"光字牌紅閃,B汽動引風(fēng)機跳閘,聯(lián)跳B送風(fēng)機。RB動作,檢查RB動作情況:A汽動引風(fēng)機靜葉開至100%,A汽動引風(fēng)機小機向空排汽調(diào)門自動開至40%:F磨煤機聯(lián)鎖跳閘:過、再熱器減溫水關(guān)閉:自動投入B、C層大油槍:機組切至TF方式,燃料主控切手動,總煤量170t/h。

(2)18:03:40,發(fā)現(xiàn)RB已復(fù)位,立即手動進行RB處理。由于A汽動引風(fēng)機小機轉(zhuǎn)速下降較多(如圖2中曲線5所示),且爐膛壓力上升較快(如圖2中曲線3所示),立即開大A汽動引風(fēng)機小機向空排汽PCV閥開度至70%(如圖2中曲線7所示),并關(guān)小A送風(fēng)機動葉減小總風(fēng)量,隨后爐膛壓力在升至最高點＋1350Pa(如圖2中曲線3上b點所示)后有所下降。

(3)18:03:49,發(fā)現(xiàn)中間點過熱度下降至22℃后即開始回升(如圖2中曲線8所示),隨即增加給水偏置＋300t/h,過熱度仍繼續(xù)上升,解給水自動,手動加水至1800t/h(如圖2中曲線2上d點所示)后,中間點過熱度在升至最高點60℃(如圖2中曲線8上c點所示)后開始快速下降,隨即減小給水量,直至過熱度穩(wěn)定后投入給水自動。

(4)18:15,最終負(fù)荷420MW左右,開大A汽動引風(fēng)機小機向空排汽PCV閥開度反饋至95%(如圖2中曲線7上e點所示),爐膛壓力穩(wěn)定在＋430Pa左右,A汽動引風(fēng)機小機轉(zhuǎn)速3800r/min左右,相關(guān)參數(shù)基本穩(wěn)定。

(5)18:31,啟動C電動引風(fēng)機并入運行,爐膛壓力恢復(fù)至正常-150Pa。隨后啟動B送風(fēng)機并入運行,啟動D磨煤機,投入CCs、INFIT系統(tǒng),加負(fù)荷至650MW。

3.3RB動作后的異常分析

3.3.1RB復(fù)歸原因

查歷史曲線(圖2),由相關(guān)的RB設(shè)計邏輯得知,當(dāng)日18:01:21,B汽動引風(fēng)機跳閘RB動作,至18:03:40,RB復(fù)歸。當(dāng)時由于A汽動引風(fēng)機轉(zhuǎn)速低于3800r/min(如圖2中曲線5上a點所示),而該廠設(shè)計邏輯時遙控轉(zhuǎn)速為3800~5916r/min,因此轉(zhuǎn)速由遙控切手動(圖3),導(dǎo)致A汽動引風(fēng)機自動切至手動,造成RB復(fù)歸。

由于本次RB動作時負(fù)荷比較低,未造成明顯的影響。但如果在高負(fù)荷下發(fā)生該情況,有可能在RB復(fù)歸時主汽壓力設(shè)定值仍比較高(短時間內(nèi)到不了RB目標(biāo)值16.5MPa),且汽壓變化速率會返回到0.3MPa/min,使主汽調(diào)門關(guān)小,造成機組工況失去穩(wěn)定。

3.3.2爐膛壓力異常

B汽動引風(fēng)機跳閘RB動作后,A汽動引風(fēng)機小機向空排汽PCV閥自動開至40%,爐膛保持正壓。由于負(fù)荷下降后,A汽動引風(fēng)機小機進汽壓力下降,而排汽壓力下降不多,A汽動引風(fēng)機小機進汽調(diào)門開至100%,也無法保證其轉(zhuǎn)速達到RB設(shè)計時的轉(zhuǎn)速5700r/min。只有手動開大向空排汽PCV閥,降低其排汽壓力,且只能提高轉(zhuǎn)速至3800r/min左右。在降低總風(fēng)量后,爐膛壓力維持在+430Pa左右。爐膛正壓會導(dǎo)致鍋爐不嚴(yán)密處漏灰,污染環(huán)境,嚴(yán)重時可導(dǎo)致爐膛向外噴火,燒壞設(shè)備。

3.3.3中間點過熱度異常

B汽動引風(fēng)機跳閘RB動作后,由于F磨煤機聯(lián)鎖跳閘,運行磨煤機煤量下降(如圖2中曲線6所示)以及一次風(fēng)壓下降(該廠一次風(fēng)壓根據(jù)單臺磨煤機最高煤量調(diào)整),中間點過熱度瞬間下降。但隨后由于煤量穩(wěn)定在170t/h,一次風(fēng)壓也趨于穩(wěn)定,油槍投入,給水量下降,加上在減煤之前的存粉進入爐膛,中間點過熱度快速上升。此時增加給水量,使得過熱度不再上升。中間點過熱度若上升較多會使水冷壁出口溫度高保護動作,導(dǎo)致鍋爐MFT。

4改進措施

4.1邏輯優(yōu)化

(1)如圖4所示,將汽動引風(fēng)機RB情況下,遙控切手動的轉(zhuǎn)速下限從3800r/min改為3000r/min:RB動作時,閉鎖轉(zhuǎn)速設(shè)定值與轉(zhuǎn)速偏差大,遙控切手動。避免RB過早復(fù)歸,影響RB后續(xù)的動作流程。

(2)快開PCV開度由40%修改為50%(考慮到若RB誤動,PCV開度過大會使汽動引風(fēng)機小機發(fā)生超速,未將其開度自動調(diào)至更高),若還不滿足要求則切手動開大。

4.2人為干預(yù)的改進

RB動作發(fā)生后,應(yīng)立即檢查RB動作流程是否正常。在汽動引風(fēng)機跳閘RB未動作,或RB過早復(fù)位時,應(yīng)按照設(shè)計的RB動作流程進行操作。在以下參數(shù)異常時,應(yīng)進行有針對性的操作。

4.2.1爐膛壓力高時

(1)手動開大PCV開度,直至開足:在對外供熱電動門關(guān)閉,至輔助蒸汽聯(lián)箱調(diào)門關(guān)閉的情況下,可開大排汽至除氧器調(diào)門開度,盡量提高運行汽動引風(fēng)機轉(zhuǎn)速(但不能超過最高轉(zhuǎn)速5986r/min)。

(2)在氧量及著火情況允許的情況下,適當(dāng)關(guān)小運行送風(fēng)機動調(diào)開度,降低總風(fēng)量。但不能低于1000t/h,防止?fàn)t膛總風(fēng)量低,鍋爐MFT動作。

(3)在主參數(shù)基本穩(wěn)定后,盡快啟動電動引風(fēng)機,降低爐膛壓力至正常。

4.2.2中間點過熱度異常時

(1)當(dāng)中間點過熱度>36℃,且仍有快速上升趨勢時,給水增加＋100t/h偏置,且每上升5℃,重復(fù)上述操作:當(dāng)過熱度反向回調(diào)時,逐步將上述偏置恢復(fù)(給水偏置上限為＋500t/h)。

(2)當(dāng)中間點過熱度>55℃,且仍有快速上升趨勢時,解除給水自動,快速增加給水流量,待過熱度有下降趨勢時,逐漸減小給水量。

(3)當(dāng)中間點過熱度<15℃,且仍有快速下降趨勢時,給水減少-100t/h偏置,且每降低5℃,重復(fù)上述操作:當(dāng)過熱度反向回調(diào)時,逐步將上述偏置恢復(fù)(給水偏置下限為-260t/h)。

5結(jié)語

雖然機組的運行工況是隨時變化的,設(shè)備的運行狀態(tài)也不盡相同,但在發(fā)生類似事故時,按照設(shè)計的RB動作流程進行相應(yīng)操作,在以上主要參數(shù)發(fā)生異常時,遵循本文所述操作原則,并在日常實踐過程中不斷摸索與總結(jié),即可將汽動引風(fēng)機跳閘對機組的影響降到最低。