火力发电机组RB成功率提升方法与分析.pdf

2023年第1 1 期（总第31 1 期）doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2023.11.005应用能源技术23火力发电机组RB成功率提升方法与分析侯江（大唐国际发电股份有限公司张家口发电公司，河北张家口0 7 51 33）摘要：RB是辅机故障减负荷（RUNBACK)的简称。如果火力发电机组在正常运行过程中出现锅炉侧或汽轮机侧重要辅机跳闸的工况，为防止事故进一步扩大，机组负荷指令将会按照预先设定的速率快速下降，在保证机组不灭火甚至跳闸的前提下，降至剩余运行辅机所能允许的负荷水平为止。为此,大型机组自动控制中设计了此功能，一旦发生机组某一重要辅机故障，机组则自动快速减负荷至实际工况所能达到的最大负荷值上稳定运行。关键词:RB;火力发电；重要辅机；跳闸；灭火；自动；稳定运行中图分类号：TM621.3RB Success Rate Improvement Methods andAnalysis of Thermal Power Units(Datang International Power Generation Co.,Ltd.,Zhangjiakou Power Generation Company,Zhangjiakou 075133,China)Abstract:RB is the abbreviation of auxiliary equipment fault load reduction(RUNBACK).If animportant auxiliary equipment trips on the boiler side or turbine side during normal operation of athermal power unit,in order to prevent the accident from further expanding,the unit load instructionwill decrease rapidly according to a preset rate,and under the premise of ensuring that the unit doesnot flame out or even trip,it will drop to the load level allowed by the remaining running auxiliaryequipment.To this end,this function is designed in the automatic control of large units.Once a faultoccurs in an important auxiliary equipment of the unit,the unit will automatically and quickly reducethe load to the maximum load value that can be achieved under the actual working conditions andoperate stably.Key words:RB;thermal power generation;important auxiliary equipment;tripping;flameout;au-tomatic;stable operation0引言RB是Run Back的缩写,即“快速返回”。当机组发生部分主要辅机故障跳闸，使机组最大理论出力低于当前实际负荷时，机组协调控制系统将机组负荷快速降到所有辅机实际所能达到的相应出力，并能控制机组参数在允许范围内保持机收稿日期：2 0 2 3-0 8-2 2修订日期：2 0 2 3-1 0-1 0作者简介：侯江（1 98 9-），男，本科，工程师，从事RB控制工作。文献标志码：AHoU Jiang组连续运行,是一种辅机故障减负荷逻辑。火力发电机组正常运行中，许多设备都是两台并列运行，如吸风机、送风机、一次风机、电泵等，当两台运行时机组就有带满负荷的能力，如果其中一台跳闸,只剩一台运行,那么机组只有带部分负荷的能力。按逻辑设计当其中一台设备跳闸时,另一台设备的出力会有一个阶跃，暂时超负荷运行,给RB的动作争取时间。其中，一次风机在机组满负荷时基本全出力,没有阶跃空间,所以一文章编号：1 0 0 9-32 30(2 0 2 3)1 1-0 0 2 3-0 524次风机单台跳闸处理尽量比别的快点；电泵如果备用联启,机组仍有带满负荷的能力,RB不会动作；另外如果机组当时带一半及以下负荷时,RB也不会动作。即RB的触发条件需同时具备以下两个条件：（1）机组RB功能相关的重要辅机跳闸或停运。（2)机组实际负荷超过某种辅机运行数量能带的最大负荷以上。1RB的常见主要工况类型及说明根据机组的不同运行工况、燃料种类、跳闸辅机种类,RB的目标负荷略有不同，常见的有50%MCR、6 0%M C R,具体的机组要根据本机组的实际情况决定RB的目标负荷；也可根据辅机故障的种类不同进行分类，以下是几种常见的RB工况：(1)空气预热器RB:任一侧空预器主电机停运,辅助电机未成功联动,且机组负荷大于单台空预器带负荷能力,发生空预器RB。(2)引风机RB:任一侧引风机停运,且机组负荷大于单台引风机带负荷能力，发生引风机RB。(3)送风机RB:任一侧送风机停运,且机组负荷大于单台送风机带负荷能力，发生送风机RB。(4)一次风机RB:任一侧一次风机停运,且机组负荷大于单台一次风机带负荷能力,发生一次风机RB。(5)磨煤机RB:任一台磨煤机或者多台磨煤机跳闸，协调系统自动控制机组负荷适应锅炉热量的输出平衡，达到自动减负荷维持机组稳定。(6)给水泵 RB:对于配置两台50%容量汽动给水泵、一台50%容量电动给水泵的机组，当两台运行的汽动给水泵发生一台跳闸，若电动给水泵连锁启动成功时,则不发生给水泵RB,若联动不成功发生给水泵RB。对于配置两台50%容量汽动给水泵、一台30%容量电动给水泵的机组，当两台运行的汽动应用能源技术给水泵任一停运、电动给水泵成功联启，且机组负荷大于运行给水泵虽大带负荷能力，发生汽动给水泵跳闸电泵联启RB。2常见RB功能的成功动作及设计要求(1)空气预热器RB：一台空气预热器主电机跳闸，辅电机未成功联启，联跳相应数量磨煤机。机组控制方式切至TF方式，负荷自动减至剩余空气预热器带负荷能力所对应的负荷目标值。(2）引风机RB：一台引风机跳闸,联跳相应数量的磨煤机,机组切至TF方式,负荷自动减至剩余引风机带负荷能力所对应的负荷目标值。(3)送风机RB：一台送风机跳闸,联跳相应数量的磨煤机,机组切至TF方式,负荷自动减至剩余送风机带负荷能力所对应的负荷目标值。（4）一次风机RB：一台一次风机跳闸,联跳相应数量的磨煤机,机组切至TF方式,负荷自动减至剩余一次风机带负荷能力所对应的负荷目标值。(5)给水泵 RB:一台给水泵跳闸，电动给水泵（30%或50%容量）未成功联启，联跳相应数量的磨煤机，机组切TF方式，负荷自动减至剩余给水泵带负荷能力所对应的负荷目标值。一台汽动给水泵跳闸，启动用电动给水泵（30%容量）联启成功，自动并列，联跳相应数量的磨煤机，机组切至TF方式,负荷自动减至剩余给水泵加电动给水泵带负荷能力所对应的负荷目标值。若两台汽泵配置的机组，一台给水泵跳闸,机组切TF方式，负荷自动减至剩余给水泵带负荷能力所对应的负荷目标值。(6)RB信号与通道设计要求用于触发RB动作的设备状态信号宜采取避免信号误动的措施；对于空气预热器RB、给水泵RB等涉及后备设备启动判断的RB项目,应根据设备启动时间设置延时，以确认后备设备启动2023年第1 1 期（总第31 1 期）2023年第1 1 期（总第31 1 期）失败。应采取措施保证MCS与SCS、FSSS、D EH、MEH系统间与RB功能相关信号交换的可靠性。RB发生后，应在控制系统有状态与报警显示。3RB功能投入前应进行的试验RB功能投人前,应进行静态及动态试验，只有在保证控制逻辑正确的前提下,RB功能动作的成功率才有相应保障。3.1RB功能静态试验在机组停运的情况下，需对协调控制系统的RB功能模拟试验,以确定RB控制回路的逻辑及参数设置合理，动作正确。当对MCS、FSSS、DEH、SC S系统与 RB功能相关的组态进行了修改后，需完成静态试验。试验中,应按照设计的功能依次模拟RB产生的条件，主要检查以下内容：不同类型的辅机跳闸或停运时，应正确动作。逻辑回路的相关控制参数已正确设定。CCS与FSSS、SC S、D EH 等系统信号交换正常。在不同的磨煤机或者给粉机运行状态与数量组合时满足DL/T655的要求。RB发生后,CCS宜切换到TF（汽转机跟随）方式运行。RB时,主蒸汽压力采用的定压/降压方式符合设计要求。辅机的停运和跳闸应均能触发RB动作。RB的触发和复位条件正确。3.2RB功能动态试验在以下情况下应进行RB动态试验：新建机组进入1 6 8 小时试运前。有与RB功能相关的主要热力系统和热力设备变更或改造后。MCS、FSSS 或者DEH改造后。机组大修后。RB动态试验条件包括：各项RB功能静态模拟试验完成，DCS逻辑动作正常，结果满足要。机组检修工作完成，具有带额定负荷长时间稳定运行能力，主辅设备运行正常，备用设备随时可投人运行。机组保护正常投入。机组处于协调控制方式或机跟随方式，相关子系统均投入自动，调节品质良好。DEH系统功能正常，并完成阀门活动应用能源技术试验。机组经满负荷运行工况验证，各项参数稳定正常，设备无主要缺已成立试验组织机构（工作小组），职责分工明确。试验方案按照程序审批完成，已做好风险评估及安全技术措施。向电网调度提出RB试验申请并已得到批准，试验前报电力生产部备案。试验工作小组组织对RB动态试验条件完成了检查确认和签证。3.3RB动态试验要求及注意事项(1)RB预备性试验:对于新建机组首次RB试验时,宜先进行RB预备性试验，以降低风险。预备性试验在较低负荷段进行，检查确认控制系统动作过程和调节参数是否合理，调整不同RB工况下的目标负荷、降负荷速率等参数设置。对于预备性试验，可以采用等效迁移的方法适当改变试验前被调量的设定值以减少试验的风险。(2)RB正式试验：机组A级检修后通常做一次风机、送/引风机、增压风机、给水泵RB动态试验即可满足要求，但RB功能静态模拟试验应全部进行。按设计的RB功能分项进行动态试验，试验顺序应遵循由易到难的原则，如首先进行送风机RB动态试验，然后再进行其它辅机的试验。两台及以上对称布置的同类辅机设备，可选取其中一台辅机进行RB动态试验。两次试验不宜选择同一侧设备进行试验。RB动态试验时联锁、保护正常投入，相关自动调节系统及机组协调控制系统投人运行。RB动态试验前,机组负荷应高于90%额定负荷，并保持稳定运行一段时间：亚临界机组1 小时以上为宜；超临界、超超临界机组2 小时以上为宜。风烟系统设计了空预器、送风机、一次风机、引风机等联锁跳闸逻辑的，一个辅机的RB动态试验可以等效为本次所联停设备的RB动态试验。4提高RB成功率需解决的的常见题4.1软件方面存在的问题及解决方法(1)逻辑设计不合理：一些机组在RB逻辑设计存在逻辑判据不正确、辅机跳闸联动设备不合2526理,如切除磨煤机的顺序、不该联动的设备联锁动作等。解决方法：完善逻辑设计，在新机组逻辑设计或者机组等级检修需要做RB功能验证前，热控专业、运行专业充分分析本单位设备状况，优化RB功能逻辑设计。比如根据本单位炉型为稳定燃烧、控制汽温，优化RB动作后磨煤机的切除顺序；减温水门的控制方式,超驰关闭释放后是自动控制定值是跟随还是固定值；针对设备状况在逻辑设计时,以考虑RB动作时，一些保护定值自动放宽，比如正常运行阀门指令和反馈大于5解除自动,在RB动作期间可以自动将此定值释放为20%。(2)控制系统参数设置不合理：如切除磨煤机的时间、降负荷速率、一些调节器PID参数的设置。解决方法：优化控制参数，在机组各子系统投入自动调试过程中，要严格按照火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程要求验收把关。只有各模拟量控制系统调节品质满足要求，才能保证机组RB动作的成功率。(3)协调控制系统与 DEH、M EH、FSSS、SC S相关保护和程控动作不匹配，不能满足RB动作协调。解决方法：做好CCS与其他相关保护、程控系统的协调配合。比如RB动作逻辑要求超驰关闭汽机阀门指令，指令直接给DEH,那么在CCS与DEH就要有通道连接。RB动作有的逻辑设计需要投油枪助燃，那么在FSSS、SC S逻辑设计时就要考虑如何接口。为防止RB一次风机喘振,在逻辑设计时可以考虑最后一台跳闸磨煤机出口门保持开启,并保持一定的通风。4.2硬件方面存在的问题及解决方法(1)执行机构动作不匹配。解决方法：为保证一次风机出口门、磨煤机出口门快速关闭的要求,可以考虑把电动执行机构更换为气动执行机构。(2)备用容量设备调节速率达不到要求。解决方法：一些机组风机双侧采用变频调节，一侧跳闸后,另一侧调节速率受变频器本身调节速率的应用能源技术影响,或者其它方式的调节机构迟缓较大,不能及时带负荷影响RB的动作成功率。这些系统在调整控制参数时应重点考虑，加强积分参数，达到快速反应能力。(3）系统阀门质量不合格，关闭不严密或者开启不到位。解决方法：为保证机组RB动作的成功率，要加强机务设备的日常维护工作，保证该开的开到位，该关的关闭严密。5RB动作后监视及处理事项RB动作后，参数变化最激烈的时段就是设备跳闸1 分钟内，在此阶段要重点监视炉膛压力、汽包水位（汽包炉）、给水流量、机组功率、机组控制方式。磨煤机跳闸后应自动隔离，运行磨煤机各参数正常,磨煤机风量与磨煤机出力不匹配,经常出现因煤量过多而造成磨煤机堵煤现象，特别是一次风机跳闸时要更加注意。加强对主汽温度及管壁温的监视，根据过热度、水煤比的变化提前预控，防止汽温或壁温越限导致触发保护动作。由于RB时过热器减温水调节门自动关闭后释放为自动跟踪方式，故工况大幅波动必须严密监视汽温调节，同时要注意减温水后的过热度,防止水冲击。磨煤机RB注意发生一次风机喘振，防止瞬间进入炉膛过量的煤粉引发爆炸的恶性事故的发生。一次风机RB跳磨顺序选择，根据炉型选择跳磨顺序，兼顾燃烧稳定、防止大幅度甩汽温一次风机跳闸后，会有倒转现象,所以当一次风机跳闸时,要及时关闭一次风出口联络门、跳闸侧一次风机出口冷一次风门,必要时关闭跳闸侧热一次风门,并采取措施防止一次风机倒转及倒转后制动。关闭热一次风门时要特别注意，由于一次风压会升高很多，瞬时会有大量煤粉进入炉膛，造成水冷壁壁温及主汽温度上升较快，所以要提前加水，做好预控，防止超温。送（引)风机跳闸后应检查对应的引（送）风2023年第1 1 期（总第31 1 期）2023年第1 1 期（总第31 1 期）机联跳正常，运行引、送风机出力自动增加，注意监视电流不得超限,维持风量、氧量和负压，根据氧量带负荷。磨煤机跳闸后，注意监视两台一次风机运行正常，如果发生喘振，及时进行调节，保持一次风压及磨煤机出力正常，就地检查磨煤机跳闸情况及运行磨煤机的投油情况正常。油枪投运原则为：优先投下层油枪，如下层油枪投不上，再投中、上层。送风机跳闸后，其相应出口挡板、动叶应关闭，否则手动关闭，若风机停运后出现倒转时要关闭送风机出口联络门，同时要关闭引风机人口联络门，否则空预器出口烟温会上升较快。注意除渣系统、捞渣机运行情况，做好掉大焦处理工作。RB动作燃烧不稳投油稳燃，投油枪时注意控制间隔时间，防止OFT发生。加强对机侧高、低加水位，除氧器及凝汽器水位的监视，防止高低加水位高引起加热器解列，同时要加强对除氧器上水调门及凝汽器补水调门的监视，防止水位高造成除氧器解列或汽机跳闸，在试验过程中出现了高、低加解列时按规程处理。加强对低加疏水泵的监视，防止低加疏水泵很容易因低加水位低发生跳闸，同时加强对低加疏水泵出口门、调门动作情况检查，注意卡涩现象。机组降负荷过程中要注意对汽轮机轴承振动，轴向位移及缸涨的监视，防止参数超限。机组快减负荷时，加强小汽轮机汽源监视，注意四段抽汽逆止门卡涩问题，防止小机汽源压力大幅波动或中断，导致给水量低锅炉MFT。同时,要防止四抽压力突降,除氧器内部汽水倒流四抽管道，导致四抽温度大幅下降，避免造成汽轮机及汽泵组水冲击停运事故。加强监视辅汽联箱的汽压汽温，保证轴封供汽，防止因辅汽调节不及时，机组降负荷过快造成主机轴封供汽不足，影响真空及机组安全。同时应用能源技术注意避免辅汽联箱压力波动较大导致汽动给水泵出现出力不足、给水流量异常、辅汽联箱安全门动作等异常情况。在辅机跳闸发生时，监盘发现RB程序没有动作、或者动作后没有按照设计的控制程序调节，这个时候运行人员就应该当机立断，迅速按照RB动作程序人工完成相应的调整，以保证机组安全运行。这属于RB失败，通过运行的熟练操作弥补自动的不足。如果RB动作程序正常,5分钟内不建议手动干预。机组发生RB后控制系统将自动使机组负荷下降到运行辅机所能承受到的目标值，这个过程将有大量参数短时偏离正常值，可能危及到机组的安全运行，运行人员需提前学习措施、方案，完善事故预案及技术交底，提前掌握RB动作过程控制，密切监视这个过程的动作情况，并积极进行汽温等参数的辅助调节，正常保证机组稳定运行的 2 。6结束语RB是机组辅机故障快速减负荷，自动使机组负荷下降到运行辅机所能承受到的目标值的一种控制兼具保护功能的功能逻辑。目的是快速反应，在出现故障时，运行人员还未判断故障性质时，系统就已开始进行自动调节。逻辑设计思路也是来源于运行人员多年事故处理调整优秀手法的积累,结合热力平衡的原则进行组态。由于机组类型不同,控制思路各有差异,所以在进行RB逻辑及控制参数优化时也会有所差异。最根本的在于，建立一个以科技结合实际保证机组本质安全的理念，以保证机组RB的成功率,从而进一步提高机组的可靠性。参考文献1火力发电机组快速减负荷控制技术导则（GB/T31461-2015),2015:3-5.2350 M W燃煤机组辅机故障减负荷(RB)详解。27