大型火电机组风烟系统典型故障分析

第二十卷第三期安徽电气工程职业技术学院学报2015年9月VO120NO3JOURNALOFANHUIELECTRICALENGINEERINGPROFESSIONALTECHNIQUECOLLEGESEPTEMBER2015大型火电机组风烟系统典型故障分析张兴，张剑，陈涛中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司，安徽合肥230031摘要风烟控制系统是大型火电机组自动控制系统的重要组成，也是机组协调控制系统的重要基础，它的工作状态良好与否直接关系着机组的安全运行。文章介绍了大型火电机组风烟控制系统中几类典型故障的形式和特征，并结合风烟系统的测量回路和控制策略对故障原因进行了分析，提出了相应的处理对策。关键词风烟系统；参数振荡；火电机组中图分类号TK228文献标识码A文章编号16729706201503004706TYPICALFAULTANALYSISFORTHEAIRANDFLUESYSTEMINTHELARGETHERMALUNITZHANGXING，ZHANGJIAN，CHENTAOCHINADATANGCORPORATIONSCIENCEANDTECHNOLOGYRESEARCHINSTITUTECO，LTDEASTERNCHINABRANCH，HEFEI230031，CHINAABSTRACTAIRANDFLUECONTROLSYSTEMISANIMPORTANTCOMPONENTOFTHELARGETHERMALUNITAUTOMATICCONTROLSYSTEM，ALSOITISANIMPORTANTFOUNDATIONOFCOORDINATEDCONTROLSYSTEMITSINGOODWORKINGCONDITIONORNOTTODIRECTLYRELATETOTHESAFEOPERATIONOFTHEUNITTHISPAPERINTRODUCESLARGETHERMALPOWERAIRANDFLUECONTROLSYSTEMINTHEFORMANDCHARACTERISTICSOFSEVERALTYPESOFTYPICALFAILURESCOMBINEDWITHTHEMEASURINGCIRCUITANDCONTROLSTRATEGYOFAIRANDFLUESYSTEMS，THECAUSESOFTHEMLYZED，ANDTHECORRESPONDINGTREATMENTMEASURESAREPROPOSEDKEYWORDSAIRANDFLUESYSTEM；PARAMETEROSCILLATION；THERMALUNIT1概述风烟系统是保证锅炉燃烧安全运行的重要系统。风烟系统的基本功能是向炉膛提供一定的有热量的风量，使煤粉在炉膛内充分燃烧；使引风量与送风量相适应，保持炉膛负压在规定的范围内；将充分利用后的炉膛内燃烧产物经除尘处理后抽人烟囱排向大气。基于以上功能，通常大型火电机组风烟系统设备配置为静叶可调轴流式引风机部分机组已改造为变频控制、动叶可调轴流式送风机和三分仓回转式空气预热器各2台。风烟系统中主要的模拟量控制子系统包括氧量一总风量控制系统和炉膛负压控制系统，分别由送风机实现对锅炉氧量和总风量的闭环控制和由引风机实现对炉膛负压的闭环控制，它们的控制品质直接决定了锅炉燃烧和协调控制系统的稳定性、安全性。本文将结合近年来发生的典型故障对风烟系统控制回路设计、维护中出现的问题进行归纳，并对故障处理的方法进行探讨和归纳，为其他电厂的控制系统可靠性提升提供借鉴。收稿日期20150718作者简介张兴1983一，男，中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司热控室，工程师，从事火电厂先进控制策略研究及应用工作。47安徽电气工程职业技术学院学报第二十卷第三期323结论虽然该机组停机过程中煤量、风量扰动过大是导致炉膛负压下降过多的根本原因，但炉膛负压控制系统的调节滞后、开度调整不及时则直接导致了本次异常的发生。4案例总结自从二十世纪八九十年代火电机组模拟量控制系统逐步推广应用以来，送、引风机的自动控制作为锅炉燃烧控制和协调控制的基础就一直是专业人员研究的重点，控制方案较为成熟，但结合近年来多台机组发生的故障，发现其控制逻辑中尚存在许多易被忽视的问题，结合上述机组发生的故障，给出风烟控制系统优化、维护的建议如下1建立风量测量装置定期吹扫制度。现场风量测量管路的堵塞常常是风量、负压控制系统波动的起因所在，即使轻微的堵塞，如果控制系统参数的整定不当，往往就会造成较大幅度的振荡、发散甚至导致停炉。建议各电厂应建立一、二次风量和炉膛负压的定期吹扫制度，并在吹扫前做好相关安全保护工作，以提高风量测量信号的真实性和可靠性。2充分考虑风机在不同区间的控制特性。在机组检修期间应对风机执行机构与动、静叶进行零位与满位的对位校准，确保风机动、静叶在各开度区间的特性尽量一致。同时送、引风控制系统的PID参数整定应在不同负荷区间分别进行，并根据其动态特性的不同对PID进行变参数设置。如无法实现变参数，则在参数整定中应“留有余地”，切勿将其调节作用设置过强。3严格设置调节系统“切手动”条件。目前随着模拟量控制系统稳定性的提升，各种“切手动”条件往往容易被忽视，在很多机组中不仅各种触发切手动信号的偏差限值设置过大，而且为了防止模拟量子系统自动切除引起AGC的切除，很多重要的切手动条件甚至被取消，这就导致在极端工况下控制系统一旦振荡就长时间持续、甚至进一步发散，无法自主切至手动控制并进行保护和报警，一旦运行人员发现不及时就可能导致机组跳闸甚至设备损坏，本文中所述多次故障即是如此。因此除RB工况外，各调节系统均应根据系统特性和机组安全的需要严格设置“设定值与测量值偏差大”等切手动条件。4炉膛负压控制系统应设置“MFT后锅炉防内爆”逻辑。在机组MFT后，随着一次风机、磨煤机等设备跳闸，人炉风量、煤量瞬间降低，炉膛负压扰动极为剧烈，此时如仍依靠炉膛负压调节器比例、积分进行运算往往较为滞后，故应在炉膛负压控制系统中设置“MFT后锅炉防内爆”逻辑即在MFT发生后对引风机静叶进行一定幅度的超驰关闭，并在保持一定时间后按一定速率恢复，实现对MFT后炉膛负压下降的提前预判和提前干预，克服纯PID调节的滞后，提高炉膛负压的稳定性。5结语近年来随着技术的发展和进步，热控技术人员的精力往往注重在一些新系统和新方案的研发和应用上，常常忽视了一些模拟量控制系统的基础工作，但就是这些基础的测量装置维护、判断逻辑设置和参数整定技巧，决定了机组控制和运行的可靠性，文中所述的故障案例和优化措施无不如此。希望本文可以给各电厂热控技术人员提供借鉴，以避免类似故障的再次发生。参考文献1朱北恒火电厂热工自动化系统试验M北京中国电力出版社，20052刘维超超临界机组控制方法与应用M北京中国电力出版社，20103钱义生1000MW机组风烟系统故障分析及优化J浙江电力