華能福州電廠二期機(jī)組RB功能優(yōu)化
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(jī)組RB功能存在的問(wèn)題及其解決方案,實(shí)施后RB動(dòng)作基本成功。
一、RB原設(shè)計(jì)功能簡(jiǎn)介
華能福州電廠二期機(jī)組DCS采用西門子EPERM-XP系統(tǒng),DEH采用西門子SIMADYN系統(tǒng),機(jī)組主控系統(tǒng)見(jiàn)圖1。
機(jī)組原故障減負(fù)荷(RB)功能設(shè)計(jì)如下:機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),若1臺(tái)重要輔機(jī)(鍋爐送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、給水泵或制粉系統(tǒng))跳閘,且機(jī)組的zui大能力負(fù)荷小于機(jī)組當(dāng)前的實(shí)際負(fù)荷,則RB功能啟動(dòng),其動(dòng)作為協(xié)調(diào)方式切為汽機(jī)跟蹤方式;RB回路中的機(jī)組zui大能力負(fù)荷指令發(fā)送至機(jī)組控制回路、鍋爐主控回路以及制粉系統(tǒng);機(jī)組控制側(cè)的主汽壓力設(shè)定跟蹤實(shí)際壓力3s后自動(dòng)切為手動(dòng),使壓力保持不變,以保證非強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的汽包水位不致因汽包壓力變化而導(dǎo)致劇烈的波動(dòng);汽輪機(jī)側(cè)壓力調(diào)節(jié)由限壓方式切為初壓方式,汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷設(shè)定器由遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)為就地。由于壓力控制器的壓力設(shè)定值抬升了0.98MPa,且汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷設(shè)定值提升7MW,在約40s后壓力控制器執(zhí)行原汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷控制器對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)控制,以保證機(jī)前壓力、汽包水位及機(jī)組負(fù)荷的下降。
二、存在問(wèn)題及其解決方案
(l)RB動(dòng)作瞬間,主機(jī)調(diào)節(jié)閥急劇開(kāi)大,負(fù)荷跳升。華能福州電廠4號(hào)機(jī)組曾發(fā)生因4A給煤機(jī)故障跳閘導(dǎo)致RB事件。RB發(fā)生時(shí),汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷設(shè)定值從35OMW跳升至370MW,再降至361MW,主機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥由45%快開(kāi)至70%,后再開(kāi)至,機(jī)組實(shí)際負(fù)荷不僅沒(méi)有降低、反而從35OMW升至357MW。在此后的處理過(guò)程中,汽包水位曾在65s內(nèi)急劇上升(由—158mm升高至212mm),幾乎達(dá)到汽包水位高跳MFT值(25Omm).RB過(guò)程中機(jī)組參數(shù)變化見(jiàn)圖2。
結(jié)合圖3進(jìn)行分析說(shuō)明。在壓力設(shè)定回路運(yùn)算周期(400ms)內(nèi),系統(tǒng)接收到RB標(biāo)志信號(hào),經(jīng)計(jì)算得到機(jī)組zui大能力負(fù)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(lái)的指令值(115%),新指令值(78.7%)進(jìn)入了主汽壓力設(shè)定回路且經(jīng)其中的函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生出新的機(jī)組自動(dòng)壓力設(shè)定值(12.9MPa)。新的壓力設(shè)定值與實(shí)際值(16.2MPa)的偏差前饋給汽輪機(jī)主控,因此汽輪機(jī)側(cè)的負(fù)荷設(shè)定值從35OMW升到370MW,主機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥由45%很快開(kāi)至70%,再至。也就是說(shuō),主汽壓力偏差值"串溜"到了汽輪機(jī)主控回路,并zui終作用到了主汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥土,使其快開(kāi)。對(duì)此,采取的處理方法是:在圖3中的RB信號(hào)到PTL環(huán)節(jié)的信號(hào)路徑上增加1個(gè)1s的延時(shí)塊,因其值大于壓力設(shè)定回路運(yùn)算周期(400ms),從而可防止信號(hào)"串溜"及引發(fā)的錯(cuò)誤動(dòng)作。
?。?)RB發(fā)生后,負(fù)荷調(diào)節(jié)切至壓力調(diào)節(jié)方式時(shí)間太長(zhǎng)。RB發(fā)生后,機(jī)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(shè)定值由RB前壓力設(shè)定值0.98MPa升至RB前壓力設(shè)定值,再過(guò)20S,負(fù)荷調(diào)節(jié)器負(fù)荷設(shè)定值由RB前負(fù)荷設(shè)定值升至RB前負(fù)荷設(shè)定值加2%額定負(fù)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(jìn)行對(duì)主機(jī)調(diào)節(jié)閥的控制,這對(duì)于機(jī)組RR顯得太慢。在RB發(fā)生40s內(nèi),汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥沒(méi)關(guān),負(fù)荷沒(méi)減,消耗了RB前的鍋爐蓄熱,而汽輪機(jī)負(fù)荷設(shè)定值又高,其結(jié)果必然造成主汽壓力跌降。為保機(jī)前壓力,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開(kāi)始快速關(guān)小,使負(fù)荷超跌,汽包水位激烈波動(dòng)。為解決這一問(wèn)題,將切換時(shí)間由40s改為20S.但切換時(shí)間不能改得太小,若太小會(huì)導(dǎo)致切換時(shí)調(diào)節(jié)波動(dòng)。
(3)RB動(dòng)作后,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉速度慢,負(fù)荷下降慢。RB發(fā)生初期,增加壓力設(shè)定值,可以加快關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥,從而達(dá)到快速降低負(fù)荷的目的。因此,在RB發(fā)生3s后立即將壓力設(shè)定值增加0.3MPa,RB結(jié)束(負(fù)荷指令降至機(jī)組zui大能力負(fù)荷時(shí))5s內(nèi)壓力設(shè)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(shè)定回路上的斜坡發(fā)生器時(shí)間參數(shù)由60s改為20s。
?。?)RB動(dòng)作后機(jī)組負(fù)荷下降至目標(biāo)負(fù)荷的中途有停頓,解決方案是:將RB減負(fù)荷指令速率由20%/min改為10%/min。這樣,RB過(guò)程延長(zhǎng),也就延長(zhǎng)了0.3MPa壓力設(shè)定增加值起作用時(shí)孔從而克服停頓現(xiàn)象。
?。?)RB動(dòng)作后,機(jī)組負(fù)荷降低幅度太大(低于zui大能力負(fù)荷14OMW),解決方法是:當(dāng)實(shí)際負(fù)荷降低至"zui大能力負(fù)荷-2OMW"時(shí),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(dòng),機(jī)組控制由汽輪機(jī)跟蹤方式切為基本方式,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥由壓力控制切為負(fù)荷控制。此時(shí),負(fù)荷設(shè)定值為其所跟蹤的機(jī)組實(shí)際負(fù)荷,即只比zui大能力負(fù)荷小2OMW,機(jī)組負(fù)荷降低幅度不會(huì)太大,可防止在RB初期汽包水位急劇波動(dòng)。
?。?)RB動(dòng)作后、水位波動(dòng)大,水位控制困難,解決方法:當(dāng)汽包水位>15Omm時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟定排門,當(dāng)汽包水位重新回落至12Omm時(shí)再自動(dòng)關(guān)閉,輔助控制汽包水位。
?。?)由于鍋爐運(yùn)行按變送器來(lái)模擬量信號(hào)控制汽包水位,而水位MFT保護(hù)按電接點(diǎn)信號(hào)控制。變送器信號(hào)經(jīng)汽包壓力補(bǔ)償,準(zhǔn)確度高,電接點(diǎn)信號(hào)未經(jīng)補(bǔ)償,誤差很大,RB發(fā)生后,汽包電接點(diǎn)水位與模擬量水位相差太大,當(dāng)模擬量水位信號(hào)處于正常階段,但是電接點(diǎn)水位信號(hào)卻觸發(fā)使MFT保護(hù)卻動(dòng)作。原汽包水位MFT保護(hù)原理見(jiàn)圖4。
用于汽包水位調(diào)節(jié)的3臺(tái)變送器進(jìn)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(guò)高,則驅(qū)動(dòng)繼電器1并由其產(chǎn)生1個(gè)接點(diǎn)給冗余鍋爐保護(hù)控制器APFl5.1。該接點(diǎn)和鍋爐汽包電接點(diǎn)水位信號(hào)的2個(gè)高水位電接點(diǎn)(也是干接點(diǎn))共同形成汽包水位MFT保護(hù)的3個(gè)輸入點(diǎn),經(jīng)3取2判斷后,送至MFT保護(hù)主回路。對(duì)此,決定去除原保護(hù)系統(tǒng)中的電接點(diǎn)水位信號(hào),MFT3個(gè)輸入點(diǎn)全都采用變送器來(lái)的信號(hào)接點(diǎn)。改造方案見(jiàn)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(yīng)數(shù)量的油槍。為方便運(yùn)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(dòng)投入。
三、改后效果
2005年8月2日,3D給煤機(jī)跳閘引發(fā)機(jī)組燃料RR動(dòng)作。在2min5s內(nèi),機(jī)組負(fù)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(dòng)0.2MPa,汽包水位zui低至-1OOmm,zui高至56mm,后穩(wěn)定于設(shè)定值-5Omm處。RR動(dòng)作基本成功。目前,RB功能尚有不足,須進(jìn)一步改進(jìn)完善。