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600MW机组RB功能的分析与改进

发布时间：2011/3/20 阅读次数：1688 字体大小: 【小】【中】【大】

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刘有志刘海杰

（华电能源哈尔滨第三发电厂）

摘要：本文概述了哈三发电厂两台600MW机组的基本设备，阐述了RB功能以往存在的问题，以及实际试验的过程与数据，经过分析研究后的改进解决方案和改进后的效果，从而提高了机组的安全稳定。

关键词：协调 RB 控制跳闸系统试验负荷

1 简介

哈三电厂600MW机组汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂引进美国西屋电气公司技术制造的N600-16.7/537/537-Ⅰ型机组。型式为亚临界、一次中间再热、带调节级、单轴、四缸、低压缸四排汽、双背压凝汽式机组。发电机及励磁机是由哈尔滨电机厂引进美国西屋电气公司技术制造的，发电机采用无刷励磁，冷却方式为水-氢-氢。

机组热控系统选用Baily Infi－90分散控制系统（DCS），包括模拟量协调控制系统（CCS）、锅炉燃烧管理系统（BMS）、数据采集系统（DAS）及顺序控制系统（SCS），汽轮机调节系统采用新华控制工程公司引进西屋公司技术设计制造的DEH-ⅢA型控制系统，系统具备103%(OPC)和110%电气超速保护功能。设备先进、自动化水平高。在集中控制室内，以操作员站（OIS）的彩色CRT、键盘、鼠标作为主要操作、控制及机组的主要监视手段；以设在立盘的手动操作面板作为备用。机组的启动、停止、正常运行和异常工况处理均可在控制室内由运行人员在操作员站操作来完成。

机组在协调控制系统投入运行时，主要辅机出现故障的情况下，机组快速减负荷即RB（RUNBACK）控制能力，从而保障机组的安全运行。

2 RB功能的逻辑条件

哈三电厂RB功能原设计为：在机组投入协调控制的前提下，下列任一条件满足均发生RB功能，此时机组将按协调控制系统的控制逻辑自动减负荷，由汽机维持主汽压力，由锅炉自动燃料。

1）当负荷大于480MW，任一送风机跳闸。

2）当负荷大于480MW，任一汽动给水泵跳闸。

3）当负荷大于480MW，任一一次风机跳闸。

4）当负荷大于480MW，任一引风机跳闸。

5）当负荷大于480MW，任一炉水循环泵跳闸。

6）当负荷大于480MW，任一循环水泵跳闸。

7）当n台磨煤机运行，而负荷大于n╳100MW时，任一磨煤机跳闸。

3 RB功能试验

由于大型机组的RB功能是机组安全运行必不可少的重要手段，在克服很多限制条件后，哈三电厂先后进行了多次RB模拟试验和几次实际试验，从中收集了大量有效数据，并根据试验过程中出现的问题进行了分析和改进。下面是在1999年进行的一次实际试验，具体过程如下：

1）首先确认如下各主要自动调节系统已投入自动运行方式：

a) 锅炉给水调节系统

b) 主蒸汽温度调节系统

c) 再热蒸汽温度调节系统

d) 炉膛压力调节系统

e) 送风及氧量校正调节系统

f) 一次风压力调节系统

g) 各磨风温/风量调节系统

h) 除氧器水位调节系统

i) 凝汽器水位调节系统

j) 高/低加水位调节系统

2）在如上各自动调节系统工作稳定后，投入协调控制系统机炉协调（CCS）方式。机组实际负荷设定为520MW；五台磨运行（A、B、C、D、F）；协调及各模拟量控制系统均投入自动运行。

3）模拟B送风机故障跳闸，检查机组RB控制逻辑：20:10，B送风机跳闸后，机组协调控制系统按RB控制逻辑减负荷，20:26，机组负荷为306MW，制粉系统A、B 层运行，机组维持运行，20:30由于火检不稳造成B层制粉系统跳闸。20:47 运行A、B、C、D、F层制粉系统，机组加负荷，20:59，机组负荷升至520MW。

4）模拟A汽动给水泵故障跳闸，检查机组RB控制逻辑：20:50，A汽动给水泵跳闸后，机组协调控制系统按RB控制逻辑减负荷，汽包水位维持在＋100至－180之间，21:00机组负荷为298MW，维持稳定运行。21:12负荷恢复到523MW。

通过上述试验可以看出，机组RB试验功能是成功的，但速率明显太慢，同时制粉系统运行层数也存在一定问题，RB功能后跳掉3层制粉系统，只剩下2层制粉系统运行，由于大型锅炉蓄能滞后，显然无法维持正常燃烧，运行人员稍有不慎就可能造成锅炉灭火。

4 RUNBACK功能逻辑改进

根据多次试验与分析，发现原设计RB逻辑回路错误较多，针对每个细节，在调试过程中对其进行了修改，并进行了RB逻辑模拟试验，试验结果正确。具体修改如下：

4.1 RB速率的修改

1）速率原设计引风机RB速率为4MW/MIN，送风机RB速率为3MW/MIN，给水泵RB速率为2.5MW/MIN，给煤机RB速率为3.5MW/MIN，一次风机RB速率为4.5MW/MIN，循环水泵RB速率为1.5MW/MIN，炉水循环泵RB速率为1.75MW/MIN。

2）上述各数据不可能保证RB功能的正常工作，当系统一旦发生RB时，RB动作将不可能成功，如果运行人员不能及时将协调切至手动状态，将引起事故扩大，甚至造成机炉跳闸。

3）修改后的各RB速率分别为：引风机RB速率为40MW/MIN，送风机RB速率为30MW/MIN，给水泵RB速率为25MW/MIN，给煤机RB速率为35MW/MIN，一次风机RB速率为45MW/MIN，循环水泵RB速率为15MW/MIN，炉水循环泵RB速率为17.5MW/MIN。

4.2 Runback功能逻辑修改

为了使机组负荷指令快速返回到运行辅机的带负荷能力范围内，以确保机组的安全稳定运行，Runback功能逻辑进行了如下改进。

1）在协调控制方式下，运行的两台引风机跳一台时发生Rumback。

Ø 联跳对应一台送风机

Ø 汽机指令不变

Ø 给煤指令不变，运行煤层从最上层开始向下跳闸，每隔10秒跳一层，直至剩下三层为止

Ø 单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到300MW

2）在协调控制方式下，运行的两台送风机跳一台时发生Runback。

Ø 汽机指令不变

Ø 给煤指令不变，运行煤层从最上层开始向下跳，每隔10秒跳一层，直至剩下三层为止

Ø 单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到300MW

3）在协调控制方式下，运行的两台一次风机跳一台时发生Runback。

Ø 汽机指令不变

Ø 给煤指令不变，运行煤层从最上层开始向下跳，每隔10秒跳一层，直至剩下三层为止

Ø 单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到300MW

4）在协调控制方式下，运行的两台汽泵跳一台，发生Rumback

a）若电动给水泵停备用，则自动联启电动给水泵

Ø 汽机指令不变

Ø 给煤指令不变

Ø 单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到480MW

b）若电动给水泵未联起来

Ø 汽机指令不变

Ø 给煤指令不变，运行煤层从最上层开始向下跳，每隔10秒跳一层，若Runback不消失,就直至剩下三层为止

Ø 单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到300MW

c）若两台汽泵跳闸，电动给水泵联起来

Ø 汽机指令不变

Ø 给煤指令不变，运行煤层从最上层开始向下跳，每隔10秒跳一层，若Runback不消失,就直至剩下三层为止

Ø 单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到180MW

4.2.5在协调控制方式下,运行的炉水泵跳闸后剩一台炉水泵,则发生Runback

1）汽机指令不变

2）给煤指令不变，运行煤层从最上层开始向下跳，每隔10秒跳一层，直至剩下三层为止

3）单元负荷指令以与实发功率15MW的偏差返回到360MW

5 效果与结论

改进后试验结果证明，哈尔滨第三发电厂600MW机组的Runback功能是成功的，机组调节系统动态特性优良，调节品质良好，完全能够适应机组甩负荷工况的要求，达到了预期的目的：

a) 机组甩负荷后，汽机DEH转速自动控制良好，没有引起超速跳闸，各辅助设备运行正常。

b) 锅炉不灭火，燃烧稳定，各主要参数变动值不超标；

c) 旁路系统自动控制正常，主汽、再热汽参数控制在要求范围内。

通过对机组进行成功的Runback功能改进，我们初步掌握了国产引进型600MW机组调节系统的甩负荷工况的动态特性，对系统的控制功能及相关制约条件有了更深的认识，希望能对今后同类型机组的甩负荷试验及运行有所借鉴。

纵观目前世界上大型火力发电技术，西欧、日本等国家已处于领先地位。我们还应该更多的向这些更为先进的机组学习，例如法国的阿尔斯通、日本的三菱等，其设计制造水平、尤其是其启动及运行控制方式都是非常值得学习、研究的，这样可使国产化600MW机组的技术更先进，启动及运行方式更为合理、完善。

作者简历

刘有志，华电能源哈尔滨第三发电厂，单位地址：哈尔滨市松北区三电街1号；联系电话： 0451-88916731 Email： fshh666@126.com

从94年毕业以来一直从事600MW机组的热控维护工作，先后参与了哈三两台600MW机组的调试与投产，对600MW机组系统的控制策略、组态分析、保护逻辑、自动调节都有相当深度的理解。曾独立主持过机组控制系统的自动投入与调试，以及BMS系统的重要保护和连锁逻辑的改进和完善，并发表过相关论文。掌握DEH.MEH系统的原理和应用,了解TSI, ETS等系统的监测及保护功能，熟练热控检验规程及相关的技术标准。具有丰富的现场经验和快速处理事故的能力，具有很强的敬业精神和企业观念。

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