rb試驗的基本方法

rb試驗的基本方法

1ccs控制方法如果主電源的最大功率小于指定功率，則調整控制系統（ccs），將電池負荷快速降至有效功率（rb），并控制允許參數區(qū)域的連續(xù)運行，稱為后門（rb）。RB試驗的目的是檢驗機組和控制系統在故障下的適應能力,是對機組故障工況下運行能力和對控制系統性能、功能的檢驗,RB功能的實現為機組在高度自動化運行方式下提供了安全保障。上述定義明確了RB是指當鍋爐出現重要輔助設備故障所采取的快速減負荷控制策略,這是本文所要討論的內容。將汽輪機輔機故障或發(fā)電機部分線路故障時機組快速甩負荷稱為FastCutBack(簡稱FCB),FCB比RB的控制策略更復雜,涉及到汽輪機調門的快關和高旁的控制,CCS的控制方式也與RB不同,實現的難度更大,目前關于FCB的實際應用研究還不多。RB控制策略主要由模擬量控制系統(MCS)和燃燒器管理系統(BMS)共同實現。BMS的任務是控制燃料量的投入和切除,保證在低負荷運行期間燃燒穩(wěn)定。RB發(fā)生后,通常的做法是切除最上層燃料,跳閘1～2臺磨煤機(或給粉機),如需投油穩(wěn)燃,則BMS還將決定油槍投入的數量及方式。在MCS中一般有以下幾個特有的RB控制回路:機組最大出力計算、負荷指令變化速率設定、協調控制方式切換、主汽壓力控制方式切換、降壓控制速率設定、RB優(yōu)先控制(RB優(yōu)先迫升/迫降、禁止偏差越限切手動、汽輪機調門禁開等)、減溫水調門關閉超弛控制等。汽輪機數字電液控制系統(DEH)在RB工況下一般作為CCS的執(zhí)行級,對機前壓力進行調節(jié)。輔機順序控制系統(SCS)則通過聯鎖保護邏輯,實現RB時送風機、引風機、空氣預熱器的同側聯跳,以保證鍋爐風煙系統的快速平衡,避免由于爐膛壓力保護動作引起鍋爐MFT動作。RB控制技術是20世紀80年代隨著分散控制系統(DCS)的引進,在CCS的設計中出現的,由于RB控制技術的實施對試驗研究有著很強的依賴性,直到20世紀90年代中期才逐步在新建大機組上實現。從浙江省的情況看,首先是在新建大機組上進行RB試驗研究,如1996年在北侖電廠1號機組(600MW)完成磨煤機、爐水循環(huán)泵、引風機的RB試驗;在嘉興電廠1、2號機組(300MW)完成磨煤機、爐水循環(huán)泵、送風機、引風機、給水泵的RB試驗;但1997年后,浙江所有新建大機組,包括臺州電廠7、8號機組(2×330MW)、北侖電廠3～5號機組(3×600MW)、溫州電廠3、4號機組(2×300MW)、長興電廠1、2號機組(2×300MW)均在商業(yè)移交前完成了所有RB試驗項目。將新建大機組RB試驗研究的成果應用到125～200MW機組的DCS改造中,使這些機組的自動化水平得到了很大提高,如2000年在鎮(zhèn)海電廠3號機組(200MW)完成了給水泵、送風機、引風機的RB試驗;2001年在臺州電廠1號機組(125MW)完成了送風機、引風機的RB試驗。2機組啟動驗收性能試驗按原電力部電力建設系列標準“火力發(fā)電廠基本建設工程啟動及竣工驗收規(guī)程(1996)”及“火電機組啟動驗收性能試驗導則(1998)”的要求,新建機組在完成168h滿負荷試運行后,在半年試生產期間必須進行RB試驗,以保證協調控制投入后機組的安全運行。新建機組投產前應完成RB試驗,而在其他情況下(如對CCS軟件進行了修改),一般只要求進行RB功能模擬試驗。2.1主汽壓回路di及負荷數據級控制參數確定在機組停運的情況下,按設計功能依次模擬RB產生的條件,進行RB功能模擬試驗。試驗中主要應檢查以下內容:(1)不同原因的RB發(fā)生時,DI(數字量輸入)通道應正確動作;(2)負荷運算回路、負荷指令變化速率等RB控制參數已正確設定;(3)CCS輸出至FSSS跳磨煤機或給粉機的控制邏輯正確,DO(數字量輸出)通道應正確動作;(4)CCS應切換到TF(汽輪機跟隨)方式運行;(5)RB時,主汽壓采用的定壓/滑壓方式符合設計要求,一般應切換到滑壓方式運行;(6)滑壓運行方式時,滑壓的速率參數設定應根據不同RB的特點正確設定。2.2rb功能模擬試驗已完成在進行RB動態(tài)試驗前,應檢查是否已具備以下條件:(1)CCS及子控制系統已正常投用,并完成相應的定值擾動和負荷擾動試驗,調節(jié)品質合格;(2)CCS在TF方式下的定值擾動試驗經檢查調節(jié)品質符合要求。參考指標:在0.6～0.8MPa定值擾動下,過渡過程衰減率Ψ=0.7～0.9,穩(wěn)定時間小于6min;(3)RB功能模擬試驗已完成,其結果滿足要求;(4)機組保護系統已正常投入。在進行正式RB動態(tài)試驗前,一般還要進行預備性試驗,以確認CCS在RB工況下能正確進行控制,并根據預備性試驗結果對不同RB工況下的目標負荷、降負荷速率的設置進行適當調整。RB正式試驗一般應在90%Pe(機組額定負荷)以上負荷工況下進行,以考核機組和CCS在RB工況下的控制能力。按設計的RB功能分項進行動態(tài)試驗,如分別進行磨煤機、送風機、引風機、一次風機、給水泵等RB試驗,記錄各被調量的動態(tài)曲線。RB試驗的品質指標:機組RB試驗時,參數波動范圍不危及機組安全和不引起機組保護動作跳閘,即為合格。3機組mft、mft的有效措施RB動態(tài)試驗是一種高風險的試驗,如何提高試驗的成功率,減少機組MFT的次數,主要應從組織和技術上采取一系列措施進行控制,而正確有效的技術措施則是成功的關鍵。在進行正式RB動態(tài)試驗前,做好以下工作很有必要。3.1ccs能力特點目前,新建機組一般按原電力部建質40號文《模擬量控制系統負荷變動試驗導則》的要求完成負荷擾動試驗,即在機爐協調控制方式下,70%～100%Pe負荷范圍內,負荷指令以3%Pe/min的變化速率、負荷變動量為ΔP=10%～15%Pe的單方向變動試驗;CCS及子控制系統一般按電力行業(yè)標準DL/T657—1998《火力發(fā)電廠模擬量控制系統在線驗收測試規(guī)程》進行驗收。由于上述標準的歷史局限性,在驗收測試品質指標的規(guī)定和測試的可操作性等方面存在不少不足之處,難以完成對CCS的全面評估。實際上,各調試單位除完成規(guī)定的調試項目外,在對CCS的完善方面做了大量工作,包括針對機組特點進行的許多個性化改進。從這點來說,RB試驗已不是一項簡單意義上的試驗,更多的是研究和改進。當所有這些針對機組特點的技術改進措施正確實現后,對CCS才能進行真正有效的評估,這是成功完成RB動態(tài)試驗的基礎。3.2機組運行安全的要求RB試驗的高風險性在于:短時間內工況變動大,對機組的沖擊大,很容易造成MFT,前些年RB試驗的成功率較低,現在也不能完全保證每次試驗都能成功。應根據機組的實際運行情況制定正確的試驗方案,編寫詳細的試驗步驟,條件不成熟時不要急于開始試驗。運行操作應在安全方面作好預想,并對試驗可能出現的異常情況制訂相應對策。調試單位在總結以往RB試驗經驗教訓的基礎上編制《RB試驗導則》是很有必要的,它將指導試驗,避免發(fā)生重復性錯誤。3.3控制邏輯無效為考核機組和CCS在RB工況下的實際控制能力,RB試驗要求在90%Pe以上負荷工況下進行。在進行RB正式試驗前進行預備性試驗是減少機組MFT次數,提高試驗成功率的重要途徑。在過去RB試驗的實踐中,由于控制邏輯未能實現預定的控制方案而導致試驗失敗是常有的事。在預備性試驗中如出現上述問題,由于工況變動不大,對機組的沖擊小,往往能通過運行人員的及時補救而避免機組MFT的發(fā)生。根據預備性試驗的結果,對不同RB工況下的目標負荷、降速率的設置進行適當調整。如雖單臺引風機設計容量為60%額定負荷,但根據預備性試驗,確認單臺引風機出力達不到原設計的要求,機組在引風機RB工況下的目標負荷應改設為50%額定負荷。當有些控制邏輯方案、設定值尚未完全確定時,可通過預備性試驗來分析和驗證,并在CCS中實施后再進行RB正式試驗。在正式試驗中進行人為設置是不可取的,CCS的真實運行環(huán)境下發(fā)生RB工況是不可能進行預操作的。4rb技術試驗中的問題4.1降壓方式對rb工況的影響1987年,在北侖電廠1號機組設計聯絡會上曾討論過RB工況下的主汽壓力控制方式問題,EBASCO公司的控制專家建議以定壓方式減負荷,理由是機組恢復原工況快。但在以后的試驗研究中發(fā)現,RB發(fā)生后無論是動態(tài)還是靜態(tài),都是以降壓方式減負荷較為有利。以定壓方式減負荷,RB試驗的成功率較低。其原因主要是:負荷與汽壓之間的關系不匹配,汽輪機調門開度過小,對控制不利;發(fā)生給水泵RB時,不降壓運行將導致鍋爐上水困難,不利于汽包水位的控制。降壓目標值設置不當會導致汽溫難以控制,應大致在機組的滑壓運行曲線附近。給水泵RB時,降壓目標值應略低。降壓速率也應設置適當,速率太快會導致汽輪機調門大幅開關,對主汽溫、水位產生較大影響,如果未對汽輪機調門設計RB工況禁開邏輯,會導致機組負荷反調。一般壓力設定值滑壓速率為0.2～0.4MPa/min,給水泵RB時降壓速率應略快。圖1為北侖電廠3號機組(600MW)引風機RB試驗曲線,由于降壓目標值和降壓速率設置適當,試驗獲得成功。4.2rb工況下研磨煤機切磨的控制鍋爐負荷低于50%Pe時一般視作低負荷運行。在此期間,為防止爐膛熱負荷較低而熄火,往往采用以下手段來穩(wěn)定燃燒:(1)根據負荷確定磨煤機運行臺數;(2)若當時負荷需3臺磨煤機運行,應保持有2臺相鄰的磨煤機運行,且給煤機轉速應大于50%,另一臺給煤機作為調節(jié);(3)若負荷低于50%Pe,應采用2臺相鄰磨煤機運行,禁止磨煤機隔層運行;(4)燃燒不穩(wěn)定時應及時投油槍以穩(wěn)定鍋爐燃燒。多數情況下,RB發(fā)生后的鍋爐目標負荷在50%Pe附近,BMS應根據上述要求從最上層開始切除磨煤機(或給粉機),并保持下層有相鄰磨煤機在運行。如某300MW機組RB工況下切除磨煤機(切磨)的控制策略如下:在送風機、引風機、一次風機、給水泵、爐水泵等RB工況下,若RB前4臺磨煤機運行,則自動停止上層磨煤機;若3臺以下磨煤機運行,則維持原磨煤機運行。BMS還應根據鍋爐最低穩(wěn)燃負荷的需要,決定是否自動投油。有些機組在RB工況下不需投油槍穩(wěn)燃,但有許多機組由于燃用煤質較差等因素,需投油槍穩(wěn)燃。4.3ccs控制策略的基本內容RB控制技術是在試驗中進行研究和逐步完善的。CCS一般設計有機組最大出力計算、負荷指令變化速率設定、協調控制方式切換、主汽壓力控制方式切換、降壓控制速率設定等基本的RB控制策略。但禁止偏差越限切手動、汽輪機調門禁開、減溫水調門關閉超弛控制、自動切磨投油邏輯等RB控制策略則是通過試驗總結的經驗,有些則是針對機組特點進行的個性化設計。從幾年來有關RB試驗的論文看,大多數成功的RB試驗除對有缺陷的主設備和系統進行改進外,還都對原CCS設計進行了不同程度的改進。MCS在正常調節(jié)工況下,偏差切手動保護是必要的,但在RB工況下,系統主要參數將超出正常波動范圍。CCS及子控制系統應自動解除其偏差切手動保護功能,使協調、燃燒、汽溫、汽包水位等主要控制系統能保持在自動模式,同時PID調節(jié)器應具有抗飽和功能。為防止RB試驗過程中引風機、送風機、一次風機過電流,在RB工況下應對其指令輸出進行上限限制。汽輪機調門如不設計RB工況禁開邏輯,將導致機組負荷反調。圖2為溫州電廠3號機組(300MW)一次風機RB試驗過程趨勢圖,盡管降壓速率的設置并不適當,但由于設計了RB工況下汽輪機調門禁開邏輯,使機組負荷不反調,試驗仍獲得成功。4.4送、引風機rb工況分析從RB試驗情況看,無論發(fā)生何種原因的RB,主汽溫和再熱汽溫都出現了迅速下降現象。成功的RB試驗是如何防止主汽溫和再熱汽溫下降幅度過大,對汽輪機安全運行造成影響。送、引風機RB試驗有2個關鍵點,一個是對爐膛壓力的控制;另一個則是對汽溫的控制。首先應考慮送、引風機RB工況下的切磨方式對汽溫的影響,然后是減溫水的控制。減溫水調門關閉超弛控制回路的作用是在RB發(fā)生后迅速關閉過熱器、再熱器減溫水調門及隔離門,對于提高減溫水調門的關閉速度和克服減溫水隔離門的漏流影響,超弛控制回路的作用相當明顯。4.5deh和ccs-tf的rb信號通道許多機組的DEH留有接受RB信號的DI通道,有必要討論是否需使用和如何使用該信號通道。在RB控制過程初期,由于汽輪機調門關閉不及時,主汽壓力會出現較大幅度的下降(見圖2)。利用DEH的RB信號DI通道,設計一個超弛控制回路,加強RB控制過程初期汽輪機調門關閉的響應速度。DEH的RB超弛控制強度和持續(xù)時間應適當,并與CCS的TF模式平滑聯接,可改善RB的控制質量。在RB試驗的實踐中,常有DEH的RB信號通道應用不當而導致試驗失敗。在有的工程中,由于設計和調試的疏忽,本來不使用DEH的RB信號通道,但未將其解除而導致試驗失敗。也曾有人錯誤地將其作為一種開環(huán)控制方式投入使用,導致主汽壓力失控。DEH的RB