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某电厂2号机组MFT后炉膛负压异常分析及处理

  • 来源: 大发彩票华东电力试验研究所
  • 作者: 张兴
  • 发布时间: 2017-05-02

某电厂2号机组为660MW 超超临界参数燃煤凝汽式发电机组。汽轮机为上海汽轮机厂有限责任公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、二缸二排汽、双背压、凝汽式汽轮机,型号为N660-25/600/600型;锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的超临界参数、变压运行直流锅炉,锅炉型号为HG-2030-600/600 型,单炉膛、一次再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型布置。2号机组分散控制系统采用FOXBORO 控制系统。

一、事故经过

经过查询历史趋势及SOE记录,2015年2月15日23:17:46,2号机组负荷降至146MW准备停机,此时工况:A、B磨煤机(最下两层)运行,A磨煤量27t/h,各粉管一次风速28、29、25、28m/s,B磨煤量20t/h,各粉管一次风速23、22、22、21m/s;两台一次风机运行,动叶开度均为40%;两台送风机运行,动叶开度均为18%,总风量1239t/h;两台引风机运行,动叶开度29%和31%,炉膛负压6Pa。运行人员此时通过硬手操打闸汽轮机后,23:17:47锅炉MFT动作,随后两台一次风机、A、B磨煤机联锁跳闸,炉膛负压于MFT发生10秒后快速下降,23:18:08炉膛负压低三值报警发出,两台引风机分别于23:18:12和23:18:13联锁跳闸,跳闸前动叶开度均已降至为20%,两台送风机随之于23:18:14和23:18:15联锁跳闸。


 

图1 2015年2月15日MFT时刻机组主要参数1

 

 图2 2015年2月15日MFT时刻机组主要参数趋势2

 

 图3 2015年2月15日引风机跳闸时刻一次风机、引风机相关参数

二、工况对比

2号机组于2014年12月13日曾调停一次,工况相近,但未发生MFT后引/送风机联跳的异常现象,故调取此次停机曲线进行对比。

2014年12月13日08:57:02,2号机组负荷降至170MW左右,此时工况:A层磨煤机(最底层)运行,煤量40t/h,各粉管风速34、35、27、34m/s;两台一次风机运行,动叶开度分别为22%和23%;两台送风机运行,动叶开度14%和15%,总风量982t/h;两台引风机运行,动叶开度16%和18%,炉膛负压156Pa; 运行人员打闸汽轮机后随即发出MFT信号,两台一次风机和A磨煤机相应联锁跳闸,MFT发生10秒后炉膛负压开始快速下降,最低达到-1968Pa后逐步回到正常范围。

 

图4 2014年12月13日MFT时刻机组主要参数1

 

图5 2014年12月13日MFT时刻机组主要参数2

由上述内容可见,12月13日停机过程中,2号机组炉膛负压也发生了大幅度的下降,但由于尚未降低至联锁跳闸引风机的低三值,并未引起充分的重视。通过对数据进行分析可以看到,当次停机时机组负荷虽较本次停机要高,但仅由于保留了一台磨煤机、总煤量比本次停机前少7t/h、一次风量和一次风机出力相应也较本次停机前要少,因此12月13日MFT发生时炉膛负压的扰动较本次停机略小,但仍处于危险范围。

同时,我们也调取了1号机组(引风机未增容)在2014年某次调停的历史数据,在运行人员操作和工况相近的情况下,MFT后炉膛负压波动的最低值也达到了-1500Pa。

三、原因分析

可以看到,2号机组本次停机发生的异常问题并非孤立存在,该电厂2台机组在滑停MFT过程中均有发生炉膛负压下降较大的情况。

1.相比两台机组,由于2号机组引风机于2014年进行了增容改造,引风机功率增加(4600KWH↗6100KWM),MFT锅炉熄火后,烟道阻力快速下降,由于大容量引风机存在着较大惯性,熄火后短时间内仍保留较大出力,加剧烟气收缩和烟温下降,从而导致了炉膛负压瞬间下降剧烈。

2.针对本次停机过程,由于停机前磨煤机台数为两台,此时总煤量、一次风量、和一次风机出力相对之前停机过程保留均较多,因此在MFT联跳磨煤机、一次风机后对炉膛负压扰动更大,炉内空气收缩更加剧烈,这也加大了炉膛负压的下降幅度。

3.由前图可以看到,MFT发生后,引风机动叶指令是在炉膛负压开始下降后才在调节器作用下逐步关闭,而又因引风机动叶及其执行机构的开关存在一定的滞后性(引风机动叶快速关闭过程中指令与反馈偏差最大达到9%),导致了引风机调节系统存在着一定的滞后性,开度调整不够及时,特别是停机之后几秒内由于风机动叶开度没有变化,因而烟气量快速减小,风机工作点沿性能曲线向上移动,也增大了风机对炉膛的吸力。

四、防范措施

1.运行人员在今后的停机过程中进一步优化控制,停炉前尽量在规程允许范围内减少磨煤机运行台数、总煤量和一次风量,从而减小MFT过程对炉膛负压的扰动幅度。

2.热控人员在炉膛负压控制组态中增加防锅炉内爆的相关逻辑(如图6所示),即在MFT发生后即根据MFT前机组的负荷,对引风机动叶进行一定幅度的超驰关闭,保持一定时间后再缓慢开启。从而对炉膛负压的下降起到提前预判和提前干预的作用,克服PID调节及动叶本身存在的滞后性,提高炉膛负压的控制品质。

 

图6 引风机“防内爆”优化逻辑示意图

目前此逻辑已组态完成,建议电厂锅炉及热控技术人员根据今后停机时的参数趋势进一步优化逻辑中的相关参数,以进一步提高停机过程中锅炉相关参数和运行设备的安全性和稳定性,并择合适时机对1号机组控制逻辑同样进行优化。


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