六调门300MW空冷机组RB逻辑设计可靠性分析
摘 要：保证机组RB逻辑设计可靠性理及机组RB功能完善性，对事故状态下的机组调整运行操作具有重要意义。目前，许多研究人员都对此问题从不同角度进行了不同程度的分析研究。该文以2个电厂3台六调门330MW级别空冷机组为例，针对机组重要的RB功能完善问题，重点论述了不同工况下发生RB的动作条件，从实际运行需求角度分析论证了RB动作逻辑的设计可靠性，不仅为进一步优化奠定了基础，而且还为同类型机组的优化改进提供了一定的借鉴意义。
中国论文
关键词：目标负荷 自动 RB 逻辑回路 优化
中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0114-02
机组RB功能的完善，对机组处于高负荷故障情况下，能够顺利过渡安全稳定运行工况，具有重要意义。一直以来机组RB都是研究热点之一，涉及机组范围从200MW机组到1000MW机组、从超高压机组到超超临界机组。杨铁强[1]介绍了1000MW超超临界机组RB功能的控制策略、逻辑设计、试验过程，并分析逻辑改进后的试验结果；万俊松等人[2]对660MW超超临界机组RB功能进行深入分析和试验，优化了炉膛压力控制、水煤比匹配、一次风机控制等相关控制策略和动作逻辑，验证了机组RB功能的完善性；郝欣等人[3]结合亚临界600MW直接空冷机组前后墙对冲燃烧锅炉的特点，总结了机组在快速减负荷（RB）时跳闸磨煤机的组合方案。针对RB动作初期存在的炉膛压力下降过快问题，对常规炉膛压力控制策略进行优化，提出了炉膛压力自适应PID控制算法，取得了良好的优化改造效果。吴桐国等人[4]针对俄罗斯500MW机组DCS改造后对DEH进行了重新设计，实现了快速减负荷RB功能以及一次调频功能；杨茜等人[5]检验350MW热电联产机组在RB工况下稳定运行的能力；韩冬[6]则对200MW机组RB功能方案设计、逻辑组态、调试过程和试验结果进行总结分析。
该文以2个电厂3台六调门300MW级别空冷机组为例，针对机组重要的RB功能的动作情况与优化策略进行分析，论证了逻辑的动作可靠性，为下一步优化打下坚实基础。
1 实际案例机组的RB功能概况
该文研究的3台机组都是上汽厂生产的典型六调门300MW级别空冷机组，隶属于两个电厂。以第一个厂机组为例，其RB控制策略主要由MCS控制系统完成，机组在机炉协调运行方式下，给水泵、送风机、引风机、空气预热器均处于双机运行状态，为节能考虑，采用单台一次风机运行的方式，当机组负荷高于RUNBACK目标负荷的情况下，出现送风机、引风机、一次风机或任意给水泵跳闸时，将产生RUNBACK（简称RB）工况。
RB工况出现后，锅炉主要辅机之间将完成相应的联锁动作，炉主控切手动，协调控制方式自动切至汽机跟随方式（确保机前压力测点间偏差不超过2MPa）。为维持气温、给水参数的稳定，采用定压运行方式，解除压力保持回路，机前压力自动设定为13.5MPa，以0.2Mpa/min压变速率进行跟踪，负荷指令变化速率以180MW/min向目标值过渡。根据设计的目标负荷对燃料主控进行计算，燃料量的变动速率向设计的目标燃料量过渡，当机组达到相应的目标负荷后，产生机组RB复位信号。跳磨回路判断是否切掉磨煤机以确保快减负荷的目的。同时一、二次风和炉膛压力等调节系统也根据燃料量的变化进行相应的响应，使锅炉主要的运行参数不超过锅炉安全运行极限，给水控制系统、二次风压力/风量、一次风量、炉膛负压的入口偏差大切手动信号必须屏蔽，防止因为RB发生后，设定值与测量值偏差大设备切手动，导致RB功能不能正常调节。各调节系统要有一定的调节裕度，以满足快速调节的目的。
RB工况的目标负荷是根据单台辅机最大出力（小选）确定的，以保证单台辅机运行既满足工况要求，又不因为出力过大而损坏设备。正常情况下，辅机RB工况发生后，炉主控切至手动，计算出目标负荷所需煤量，炉主控指令输出至燃料主控回路，对给煤机进行减煤控制。由于给煤机最大出力限制70t/h，RB减煤速率须进行正确设置，如远小于跳磨减煤速率，易产生衰减振荡过程，不利于机组参数的控制。切磨过程遵循三台磨组运行的方式，且这三台磨组要集中，尽量不断层的原则。在送、引风机RB、一次风机RB、跳磨顺序为自上往下跳磨，运行磨组保留三台，RB动作后，不同运行方式采取不同跳磨顺序。
2 RB允许投入及触发条件
RB允许投入条件有三个：负荷≥150MW；RB由运行人员手动投入；CCS（协调方式）投入。触发条件有以下几个：（1）机组处于协调方式下，RB保护投入，实际负荷大于200MW；两台送风机运行时，任一台送风机跳闸；两台引风机运行时，任一台引风机跳闸。（2）机组处于协调方式下，RB保护投入，实际负荷大于210MW；两台一次风机运行时，任一台一次风机跳闸。（3）机组处于协调方式下，RB保护投入，实际负荷大于260MW；两台汽动给水泵运行时，任一台汽动给水泵跳闸（电泵联起）。（4）机组处于协调方式下，RB保护投入，实际负荷大于245MW，背压高于48kpa，真空下降速率超过12kpa/min。（5）机组处于协调方式下，RB保护投入，实际负荷大于200MW；两台汽动给水泵运行时，任一台汽动给水泵跳闸（电泵未联启）。
3 RB动作设备
3.1 送风机RB动作情况
跳同侧引风机，跳磨顺序（见表1）；超驰关闭所有减温水调节门，信号持续40s（防止主蒸汽温度降的过低）；负荷降至170MW。当发生RB时，机组跳磨煤机时间间隔10s，主要给引风自动一些调节时间（磨跳导致一次风量变化，导致炉膛负压波动，防止锅炉MFT动作）。
3.2 引风机RB动作情况
跳同侧送风机，跳磨顺序（见表1）；超驰关闭所有减温水调节门，信号持续40s；负荷低限170MW。送、引风机互跳原因分析：一次风量占总风量1/3，送风量占总风量2/3，当一台送风机跳闸时，损失1/3风量，炉膛负压，煤粉过多容易造成欠氧燃烧，重则爆燃。联跳同侧引风机保持平衡通风，炉膛保持约1/6正压风量，对引风自动调节有利。 3.3 一次风机RB动作情况
跳磨顺序（见表1）；关闭所有减温水调节门，信号持续40s；负荷低限170MW。在一次风机RB过程中，单侧一次风机发生跳闸，因运行侧一次风机升压速率慢以及故障侧一次风机出口门关闭时间长，易形成一次风母管泄压倒流，导致一次风母管压力低力快速降低。防止漏风导致一次风压快速降低，快关一次风出口挡板，保证一次风出口风压，是保证RB动作成功与否的关键。制粉系统采用中速磨煤机正压直吹制粉系统，负荷控制指令作为一次风压的设定值，增加了一次风压的扰动因素。一次风机跳闸RB后受切磨逻辑影响，瞬间升高了一次风出口风压，增加风道阻力，对一次风机进入不稳定工作区是极为不利的。
3.4 给水泵RB1动作情况
关闭所有减温水调节门，信号持续40s；负荷低限240MW；电泵联锁启动。在给水泵RB控制逻辑中，涉及到运行给水泵的自动保持和备用泵快速联锁起动，以及给水自动控制。电泵联锁起动具有开环方式。泵电机起动后，勺管开度跟踪一个计算值，即汽泵指令的3/5，直接起动泵电机，但考虑泵电机起动过流区的保护范围和电泵的最大升速率，泵启动指令不允许超过40%，同时电泵在增指令时必须增加限速块，防止设备指令突增。在电泵自动并泵逻辑中，待电泵出口压力等于给水母管压力后，转入流量平衡自动控制方式，与汽泵一起调节水位。
RB发生后最大允许出力的设置要根据实际工况需要做灵活修改。在某些辅机的计算回路中，辅机的跳闸信号需经过一个延时后开出动作，给水泵RB2（电泵未联启延时3 s开出）这样做的目的是在规定的时间内，如果设备再次启动或信号抖动，则不发RB信号，否则发RB信号。
3.5 给水泵RB2动作情况
跳磨顺序如表1所示，关闭所有减温水调节门，信号持续40s；负荷低限170MW（未联启）。给水泵RB发生时，采用不同的跳磨方式，先判断A、D磨是否同时运行，如同时运行跳底层D磨（A磨保证油枪随时正常投入），再选择切跳上层磨。一方面跳底层磨能够减少水冷壁吸热，使得上到汽包里的饱和水焓值降低，从而快速降低水汽转化，达到保水的目的；另一方面原跳磨顺序对烟道各级过热器、再热器的影响很大，汽温衰减快而低，选择底层磨组跳闸能够减轻这种低温效应，如A、D磨单台运行，可选择从上层跳磨。
3.6 空冷背压RB动作情况
跳磨顺序如表1所示，关闭所有减温水调节门，信号持续40s。负荷低限170MW。背压定值（大于48KPA）和背压升速率和机组负荷大于80%（可能发生风速过大，空冷风机吸不上风导致不能换热造成）。
4 RB复位条件
负荷降到目标出力负荷以下。RB发生后60s。负荷大于最大允许出力且锅炉及汽机参数已经稳定时，运行人员可手动退出RB。RB复位延时结束，增加判断负荷是否稳定。设计采用判断负荷是否接近目标值，但由于煤质发热量变化较大，受变煤种影响，稳态偏差较大，应在复位判据中增加条件。RB功能在其他辅机跳闸中也有一定的应用，需要我们根据现场实际工况进行分析完善。
5 结语
该文重点论述了实际六调门300MW级别空冷机组不同工况下发生RB的动作条件，分析论证了RB动作逻辑的设计可靠性，为后期机组的进一步优化及同类型机组的借鉴优化改进奠定了基础。
参考文献
[1] 杨铁强.1000MW机组RB功能的设计和应用[J].重庆电力高等专科学校学报，2013，18（5）：55-59.
[2] 万俊松，廖江龙，游勇华，等.660MW超超临界机组RB试验分析[J].江西电力，2013，37（2）：75-77.
[3] 郝欣，王英荟，张天放，等.亚临界600MW直接空冷机组RB功能及其优化[J].热力发电，2014，43（4）：10-14.
[4] 吴桐国，李东.DEH控制系统在伊敏发电厂中的应用[J].中国电力，2010（19）：57-60.
[5] 杨茜，李彭亮，张鹏.某350MW热电联产项目RB性能试验[J].华东科技：学术版，2013（6）：434-434.
[6] 韩冬.RB功能在200MW机组应用的研究及试验[D].北京：华北电力大学，2014.