华能玉环电厂1000MW机组 RUNBACK功能试验及其分析_图文

1、2008年第1期渐江电力ZHEJIANG ELECTRIC POWER 231000MW超超临界机组RUNBACK功能 试验及其分析Test and Analysis of Runback in 1000MW Ultra Supercritical Unit陈小强,尹峰,罗志浩(浙江省电力试验研究院,浙江杭州 310014摘要:华能玉环电厂l号机组是国内首台超超临界直流百万机组,其RUNBACK试验的成功有着特 殊意义。详细介绍了该机组的RUNBACK试验情况包括燃料RB、送风机RB、引风机RB、给水泵RB 和一次风机RB。通过试验,对发现的问题以及相关控制策略进行了修改和完善。关键词:100

2、0MW;超超临界;机组;RUNBACK;过热度中图分类号:TK264.2+2文献标识码:B 文章编号:10071881(200801002304O 引言华能玉环电厂l号机组锅炉为三菱重工 技术生产的超超临界、变压运行、垂直管圈 水冷壁直流燃煤锅炉。锅炉采用单炉膛双火 球、反向切圆燃烧方式,配置6台正压直 吹、中速磨煤机。从上到下分别为F、E、 D、C、B、A层燃烧器。汽轮机为SIEMENS 设计制造,超超临界、一次中间再热、单 抽、四缸四排汽、双背压、反动凝汽式汽轮 机。设置8段抽汽,为6台高压加热器、1台 除氧器和4台低压加热器供汽,高加分A/B 两侧,每侧3台,A/B两侧高加均有旁路系 统

3、。控制系统采用西屋公司的Ovation DCS。 RUNBACK(快速减负荷,以下简称RB 试验的目的是保证重要辅机(磨煤机、送风 机、引风机、一次风机、给水泵故障后,协 调控制系统能自动快速降负荷至机组RB目标 负荷,保证机组安全稳定运行。1号机组RB 试验前,根据机组特性并结合以往其他机组 RB试验的经验,对RB逻辑做了如下修改。 (1增加给水滞后于煤量变化的可控环 节,正常调节和RB 3-况分离,RB工况中给 水泵RB和别的RB工况分离,有利于在试验 中调整参数,以获得更好的调节品质。(2修改了RB复位条件,原来逻辑是煤 量指令到位后RB自动复位,现改为负荷和汽 压基本稳定后复位或人工复

4、位。(3增加RB过程中主汽压力设定值惯性时 间环节,与正常调节的惯性时间分离,有利于 保证主汽温度和过热度之间的平衡调整。在基础自动和负荷变动特性调整基础 上,对1号机组进行了1台磨煤机RB、2台 磨燃机RB,送引风机RB,一次风机RB和给 水泵RB试验。1RB试验情况及分析1.1燃料RB试验试验前机组处于协调方式稳定运行,负 荷1005MW,B、C、D、E、F 5台磨煤机运 行。手动跳闸磨煤机B,给煤机B联锁跳 闸,RB触发报警。RB动作后,炉膛内燃料量 减少、温度下降,导致烟气压力下降,最低 降到一326Pa;由于磨煤机一次风量下降,一 次风母管风压最高升至12.2kPa;分离器入日24浙

5、江电力 2008年第1期蒸汽过热度由于负荷下降和给水量减少,而 一度上升到42.4,后在WFR(水煤比调节 作用下趋于设定值,过热度最低25。试验前主汽压力26.7MP8,B、C、D、 E、F 5台磨煤机运行,锅炉主控输出960 MW。手动跳闸磨煤机B、C后RB触发。RB 动作后,机组运行方式由cc(协调控制切换 为BI方式(锅炉输入方式,类似于汽机跟 随,锅炉主控指令BID以1000MW/min的 速率自动降至预定负荷550MW。炉膛内燃料 量下降、温度下降,导致炉膛压力下降,最 低降到一1059Pa。手动跳闸送风机A,大屏显示送风机A 跳闸报警,引风机A联锁跳闸,RB动作,7s 后B、C磨

6、煤机跳闸,RB触发报警。RB动作 后,机组运行方式由CC切换为BI方式。锅 炉主控指令BID以1000MW/min的速率自动 降至预定负荷500MW,汽机调压,压力最大 偏差0.7MPa,一次风压最大到12.8kPa。 一次风机A跳闸是由于送风机A跳闸后 连锁关A侧一次风空预器出口挡板,但信号 误连到送风机A跳闸信号,由于A侧一次风 空预器出口挡板误关而导致一次风机A误 跳,试验完成后联锁逻辑已修正。手动跳闸引风机B,大屏显示引风机B 跳闸报警,送风机B联锁跳闸,RB动作,7s 后B、C磨煤机跳闸,RB触发报警。RB动作 后,机组运行方式由CC切换为BI方式。锅 炉主控指令BID以1000MW

7、/min的速率自动 降至预定负荷500MW,汽机调压。RB过程中,机组主汽压力最大偏差0.6 MPa,一次风压由于各磨煤机一次风量减少而 上升,最大为13kPa,后在自动调节作用下 趋于稳定。手动跳闸给水泵A,大屏显示给水泵A 跳闸报警,RB动作,4s后B、c磨煤机跳 闸,RB触发报警。给水泵RB后,因磨煤机跳闸,炉膛内温 度下降,炉膛负压下降较快,达到一1017 Pa,振荡后趋于平稳。机组压力最大偏差1.2 MPa,实际功率最低426MW,过热度也较 高。RB动作后,机组运行方式由CC切换为 BI方式。锅炉主控指令BID以2000MW/min 的速率自动降至预定负荷500MW,汽机调 压。R

8、B过程中,过热度最低7.5。C,最高 42.60C。末级过热汽温最低572,再热汽温 最低557。一次风压由于各磨煤机一次风量 减少而上升,最大为13.7kPa,后在自动调 节作用下趋于稳定。手动跳闸一次风机B,大屏显示一次风机 B跳闸报警,RB动作,48后B、C磨煤机跳 闸,RB触发报警。RB动作后,机组运行方 式由CC切换为BI方式。锅炉主控指令BID 以2000MW/min的速率自动降至预定负荷 500MW,汽机调压。RB过程中,过热度最低18.80C,最高 57.1。末级过热汽温最低572。80C,再热汽 温最低567.6。C。一次风压由于一次风机B停 运而下降至5.5kPa,后在自动

9、调节作用下趋 于稳定。如图1所示,第一次燃料RB后,发现锅 炉主控指令BID在743.753MW范围内振 荡。由于总风量指令的大小主要由BID的静 态分配决定,因此总风量指令也在较小范围 内振荡。这是因为1台磨煤机RB发生后,锅 炉主控指令BID迅速以1000MW/min的速率 降到750MW。这个速降过程由PID模块的纯图1燃料RB后系统动态特性2008年第l期 陈小强,等:l 000MW超超临界机组RUNBACK功能试验及其分析 25积分环节实现,由于积分环节的死区设置偏小,造成锅炉主控指令在RB目标负荷附近上下振荡。给水泵、一次风机RB后,过热度因锅炉 给水量的减少丽上升较多。如图2、图

10、3所 示,给水泵RB后,过热度最高达到43。 一次风机RB后,过热度最高到57。而过 热汽温、再热汽湿刚由于燃料量的减少,炉 膛内温度场降低而下降较多,低于对应负荷 下的设定值。为此,采取了以下的措施。l j,叁善一/厂 图2绘水泵RB后系统动态特性图3一次风机RB后系统动态特性(1将给水指令FWD在RB(非给水泵RB 时的滞后时间由120s增加到140s,修改 后,当RB动作发生时,给水量减少的趋势变 缓,增加了锅炉的给水量。调整后的给水指 令滞后时间与机组负荷的关系见图4。(2RB后,三级过热器减温调阀超驰关 30%,2s后缓慢释放,过热汽温、再热汽温墨重量整整给水指令滞后图4给水指令滞后

11、时闯与机组负荷设定值在RB发生后增加限速模块,速率为 0.2/s。这样做的目的是因为过热器的减温 水来自锅炉省煤器出口,将过热器减温水流 量减到最小,可以增加水冷壁内的有效给水 流量,降低过热度。减温水流量的降低,也 有助于提高过热汽和再热汽温。(3给水指令FWD的生成环节中增加汽水 分离器入口过热度。过热度对于超超临界直 流锅炉的安全运行起着决定性的作用,尤其 在系统处于亚临界状态时,RB试验刚好是系 统从超超临界切向超临界、亚临界。一旦汽 水分离器入口过热度超过设定值5以上,就 增加给水指令,最多可以增加100t/h。过热 度影响给水指令的环节通过PID块实现,其输 出作为锅炉给水指令的前

12、馈。 给水泵、一次风机RB后,主汽压力偏差 较大,最大达到1.2MPa,见图2、3。RB动作后,系统由CC方式切为BI方 式。汽机DEH侧控制主汽压力,压力设定值 由机组负荷LD的函数经滞后环节生成。从试 验曲线来看,实际主汽压力比主汽压力设定 值降得快,导致主汽压力偏差较大。DEH为 了控制主汽压力,关小主汽调门开度,造成 机组实发功率下降较多。为此,采取了以下措施:MPa/mino(2将TPD的一阶滞后环节中的滞后时间 由原来的30s改为20s。26浙江电力 2008年第1期引风机B由于出力过大引起过流,电流一度上升到831A,前后持续3rain。为保护引风机B,后对引风机B的动叶指令输出

13、设置了上限。引风机B停运后,由于自动调节的作用,引风机A动叶指令立即翻倍至输出上限。送风机B跳闸后,送风机A的动叶指令 也达到上限,但是因为RB之前引风机动叶指 令就比较大,指令增加的作用没有送风机动 叶指令增加的作用强。因此锅炉炉膛一度变 成正压,达到542Pa,经振荡后趋于平稳, 见图5。为了避免RB时锅炉炉膛正压,采取 的措施是将送风机动叶指令设置上限,根据 实际情况将上限设置为72%。3结束语通过试验,对暴露的问题进行了处理, 基本解决了在大幅度升降负荷时过热度偏 高、主汽压力偏差大、炉膛压力波动大等问 题。1000MW机组RB试验的成功,保证了 机组在协调控制系统投入和高负荷运行情况

14、 下出现辅机故障跳闸时,机组负荷能自动快 减到单台辅机所允许的出力而稳定运行,避 免因为操作不当或不及时而MET,对电网的指令图5引风机RB后系统动态特性稳定运行起到重要作用。参考文献:【1】 金以慧.过程控制【M】.北京:清华大学出版社, 1993.【2】 Mitsubishi Heavy Industries Lid.Boiler control logic rev. 5z】.2005.【3】朱北恒.火电厂热工自动化系统试验【M】.中国电力 出版社。2005.收稿日期:2007一lO16作者简介:陈小强(1977一,江苏南通人,硕士,工程 师,从事大型发电机组热工自动控制的调试工作。(本文

15、编辑:龚 皓膏辜斗窜,.g斗e窜斗e辱e,+辜台e斗e斗e耳e蚌e斗懈斗e斗e*e斗辜,.e肆eee肆e冲窜g蚌e斗e'.辜斗窜耳g斗雠斗e肆e肆枣斗e斗e斗e膏ee埒e斗台搴净留斗e斗ee牛辜(上接第14页限制(如在老电厂旁扩建或利用联合循环机组 改造老电厂,则必须对联合循环机组的噪声 进行综合治理。 【2】奚元福.环境保护计算手册【M】.成都:四川科学技 术出版社.1990.【3】 中国环境监测总站.浙江半山天然气发电工程建设项 目竣工环境保护验收监测报告【R】.2006.参考文献:收稿日期2007一09一18【1】潘仲麟,张邦俊.环境声学与噪声控制M】.杭州:作者简介:何语平(1945一,男,江苏镇江人,教授级高 杭州大学出版社,1997. 级工程师。长期从事火力发电厂设计研究。(本文编辑:陆 莹 1 000MW超超临界机组RUNBACK功能试验及其分析作者:陈小强 , 尹峰 , 罗志浩 , CHEN Xiao-qiang, YIN Feng, LUO Zhi-hao作者单位:浙江省电力试验研究院,浙江,杭州,310014刊名:浙江电力英文刊名:ZHEJIANG ELECTRIC POWER年,卷(期:2008,27(1被引用次数:3次参考文献(3条1. 朱北恒 火电厂热工自动化系统试验 20052. Mitsubishi Heavy Industries Ltd