高加投切对控制系统的扰动处理及逻辑改进

高加投切对控制系统的扰动处理及逻辑改进

罗汉青王荦荦钟振坤

（广东珠海金湾发电有限公司广东珠海519000）

摘要：本文通过阐述高加切过程投对机组协调控制系统的扰动，几例高加切投引起的故障处理经验的总结，在600MW超临界直流炉机组协调控制系统中增加了高加切投自动控制逻辑，实现高加投切时，自动调整给水流量和燃料流量，实现机组负荷、主汽温度、主汽压力的全程自动控制和小扰动控制。

关键词：高加切投；直流炉；煤水比；逻辑优化

1高加投切对控制系统的扰动

以某公司600MW超临界直流炉的机组为例，采用SG-1913/25.4-M960型超临界锅炉，机组维持满负荷600MW，在过热器出口温度和再热器出口温度为额定温度571℃、569℃的前提下，高加投入时的THA工况和三台高加解列后的“高加全切”工况的设计参数比较，主蒸汽流量由1678t/h到1469t/h降低209t/h，主给水温度由274℃到183℃降低91℃，分离器出口温度由415℃到404℃降低11℃，燃煤流量由215.2t/h增加到219.3t/h。因此，高加正常投退和故障跳闸时汽机耗汽量和热效率的改变，对给水流量、主汽流量、主汽压力、机组负荷等参数存在较大的扰动，直流炉机组扰动表现更为明显[1]。

2高加投切引发故障的原因分析

2017年04月22日＃4机负荷550MW，＃2高加水位测点1、2偏差大，＃2高加正常疏水阀控制跳手动，此时正常疏水调阀阀门开度较小，水位很快上升，但危疏阀未开，水位很快上升到“HHH”值，联跳#1、＃2高加抽汽电动阀及关闭＃1高加正常疏水阀。＃1高加水位也很快上升到“HHH”值，联跳＃1高加抽汽电动阀。同时＃3高加正常疏水阀卡涩也发生同样情况，三台高加几乎同时退出，主汽压由22.3mpa急升至25mpa左右，机组负荷冲到600MW，汽压上升导致给水流量瞬间减少了将近200T/H，此时仍然在“CCS”方式，煤量自动快速减少。由于负荷冲到600mw又很快回落到500MW左右，而一次风压的设定又是跟负荷各台磨煤机的煤量有关，所以一次风机动叶迅速开到88％以上又要重新往下关，造成一次风压波动大，导致B一次风机抢风发生了喘振，给事故的处理增加了难度。

故障后对原因进行分析，总结有三点经验：

（1）在高加跳闸后，给水调节按给水温降1℃减2吨水左右幅度减给水，保持中间点温度的过热度在10度以上，控制煤水比大概在1：6.5甚至更低，这样可避免主汽温下降快[2]；

（2）高加危急疏水阀最好设计成参与控制高加水位方式，增加专门水位变送器给危疏阀控制用，减少水位高高保护动作；

（3）机组高负荷高加汽侧跳闸时，应第一时间退出CC方式，稳定锅炉主控输出，避免煤量大幅波动引起一次风机抢风。

3高加切投自动控制逻辑的优化改进

为实现机组的全过程自动控制，根据以上几次高加故障处理的经验，＃3、4机组在2017年小修后进行了高加投切控制逻辑组态的优化设计，在机组停运期间进行了高加切投自动控制逻辑的修改。下面分三个方面来阐述高加切投自动控制逻辑在600MW超临界直流炉机组中的应用。

（1）高加切投的判断逻辑：在机组正常运行中高加要进行切投（或事故跳闸）时，逻辑先根据高加抽汽电动阀及其抽汽逆止阀的阀位状态判断切投了几台高加运行，即当抽汽电动阀及其抽汽逆止阀阀位必须同时存在有全关信号或全开信号高加切投自动控制逻辑才有效。

（2）高加投切控制逻辑组态的优化设计思：1.高加切除逻辑判断出高加跳闸后5分钟内，锅炉主控输出、汽机主控输出、中间点温度校正输出保持不变，根据机组负荷的不同及高加解列台数，给水流量有120—210t/h的减小，燃料流量有2—4t/h的增加；2.高加投入：判断高加投入后5分钟内，锅炉主控输出、汽机主控输出、中间点温度校正输出保持不变，根据机组负荷的不同及高加投入台数，给水流量有120—210t/h的增加，燃料流量有2—4t/h的减少。主要目的是维持燃料侧的变化尽量小，以免引起风烟侧的调节波动大，增加不必要的扰动[3]。

（3）高加投切控制组态逻辑优化共包括4部分：1.高加投切过程中的中间点温度校正逻辑；2.高加投切过程中的给水流量校正逻辑；3.高加投切过程中的燃料流量校正逻辑；4.高加投切过程中协调控制系统的动作逻辑。

4高加切投自动控制逻辑的应用效果

2017年9月27日14：58，机组负荷在350MW，1、2号高加解列完成且机组负荷及主要参数稳定后，分别进行了2号和1号高加的投入试验：运行人员先后手动打开2号、1号高加抽汽电动门。当抽汽门前后差压小于0.2MPa时，发出相应高加投入信号；2台高加投入过程中，锅炉主控、汽机主控、中间点温度控制按预定的步骤动作，控制系统有效地进行了加水、减煤调节，机组负荷、主汽压力，过热汽温和再热汽温控制稳定，中间点温度控制从高加切除状态过渡到高加投入状态，切换过程稳定。机组主要参数的变化范围参见表4-1。

表4-1高加投切机组主要参数变化范围

5高加投切逻辑改进总结

经过高加的切投试验及逻辑完善后，新增加的协调工况下高加切投控制达到了预期设计功能，可长期投入使用：

（1）高加切、投过程协调、燃料、给水、中间点温度控制系统动作方向正确，高加切、投过程燃料、给水流量的变化量满足高加工况变化的需要。

（2）高加切、投过程中机炉协调、燃料、给水、中间点温度控制系统可实现全程自动控制。

（3）高加切、投过程主汽压力、机组负荷、主汽温度、再热器温度控制平稳，满足机组安全运行的需要。

参考文献：

[1]论张春发，李娟.基于高加解列的小扰动理论局限性的定量研究[J].汽轮机技术，2008，50（1）：34-36.

[2]段宝，王礼平，张志军.660MW超临界机组高加突然解列的影响分析[J].电站系统工程，2013（4）：61-63.

[3]陈鸿伟，刘聪，朱志.超临界直流锅炉机组高加解列事故分析与探讨[J].能源研究与管理，2015（1）：37-38.