汽動給水泵RB工況的研究論文

2022-08-31 論文

　　摘要：汽動給水泵RB一直是RB控制中的難點，本文結合一臺350MW機組進行了給水泵RB試驗與分析，總結了給水泵RB幾個關鍵點的控制方法，對完善機組RB控制策略和提高機組RB成功率具有較強的現實意義。

　　論文關鍵詞：汽動給水泵,RB

　　汽包鍋爐實際運行中水位過高過低都會導致惡性事故的發生。因此為保證鍋爐及整個機組安全、穩定運行，對鍋爐汽包水位均有嚴格的要求，一旦鍋爐汽包水位達到保護動作值，必須立即停止鍋爐運行。盡管對許多機組的給水泵工況進行了實驗和分析，但國產的單元機組發生給水泵工況尤其是配置為單臺容量的給水泵時的實際處理一直做得不好，經常發生汽包水位低過保護動作值而造成機組跳閘。因此，為正確處理機組給水泵工況，避免汽包水位保護動作跳閘，現針對一臺350MW機組，給出詳細RB 試驗數據，為處理類似的給水泵工況提供參考。

　　1氣動給水泵 RB 試驗概況

　　在機組啟動并網前做了汽動給水泵跳閘而電動給水泵不聯鎖的RB實驗，幾次實驗都是在機組50%負荷在以上進行的。實驗前，把電泵聯鎖切除，運行人員在就地或操作員站手動停汽動給水泵，進行RB實驗。給水泵RB發生后，只保留下層相鄰兩層粉，并投相應油層穩定燃燒。RB過程根據負荷與燃料量關系快速減負荷，協調系統自動識別機組的負荷區間及實發功率、下降速率，當實際負荷高于RB目標值10MW或實際負荷下降速率小于3MW/min，RB過程結束。

　　1.1 靜態試驗

　　強制或設定信號使控制系統處于BF為主的協調控制方式。負荷大于80%MCR，兩臺汽動給水泵運行，強制一臺汽泵跳閘信號，備用電泵沒有啟動的情況下發生給水泵RB，RB動作后，負荷指令切至50％額定負荷。FSSS將保留下層相鄰A、B兩臺磨，同時投入相應油層，切磨時間間隔為5S，剩余的兩臺磨通過調節給煤量以適應當前負荷需求。協調控制自動切為機跟爐協調方式，由汽機調壓力，并采用滑壓運行方式。

　　1.2動態實驗

　　機組運行在4臺磨的工況下，負荷大于80%MCR，給水方式為兩臺汽泵運行，電泵停止且不在備用狀態，手動停止一臺給水泵導致RB，此時將立即自動切除最上層兩臺不相鄰磨煤機，并且負荷指令輸出降至50%MCR。

　　RB動作過程中，若汽包水位低于跳閘值并在較短時間內不可恢復正常水位，則立即手動MFT，并盡快點火恢復鍋爐。試驗過程中，在操作員站上組出水位變化趨勢，嚴密監視主要運行參數及主要調節系統的工作情況，對于調節品質不好的調節系統要及時切除，轉為手動調節。

　　能否實現汽動給水泵RB工況事故的成功處理，關鍵是盡快降低鍋爐熱負荷，直至滿足鍋爐蒸發量降低至不超過運行單臺汽泵運行對應的上水量，同時控制主要參數不超過機組保護動作定值（主要是避免汽包水位低保護值動作）。

　　2 氣動給水泵RB控制的動態過程分析

　　試驗時機組CCS方式投入，4臺磨煤機運行，兩臺汽泵運行，電泵打到備用狀態、切除聯鎖，就地手動停掉一臺汽泵，此時備用泵發出啟動指令但泵未啟動，5秒后協調控制系統發出給水泵RB；RB動作時，機組負荷跟蹤實際負荷、將燃料主控目標切為50%MCR，汽機主控切為滑壓控制并按最大速率0.8MPa/min速度減壓。

　　RB動作時將立即自動切除上層兩臺C、D磨，A、B磨運行，延時5秒自動投入該磨對應油槍，所有減溫水調門超弛10S關閉。如果機組各個輔助系統動作正常，RB將于系統穩定后自動復位，否則運行人員在協調畫面手動復位RB。

　　圖1為試驗機組汽動給水泵RB試驗過程曲線。試驗前機組負荷270MW，4臺磨煤機A、B、C、D運行，兩臺汽泵運行，電泵聯鎖不投備用。實際煤量148 t/h，給水流量914.5t/h，蒸汽流量795.25t/h，運行人員將汽包水位設定為+100mm。手動跳閘汽動給水泵B，3S后機組發出RB指令，磨煤機D自動跳閘，機組目標負荷132MW，減負荷率為4MW/min，l0S后C磨煤機自動跳閘，實際煤量迅速減至96.5t/h，汽壓快速下降，調門下關；給水流量迅速減至681.8t/h，蒸汽流量隨調門下關于2min后也減至421.9t/h，汽包水位在65mm處得到穩定，并回升至20mm。運行人員將設定值恢復至0mm，調節過程中，汽包水位最低值曾達到-300mm，并最終穩定于0mm。35min以后汽壓和負荷均到達目標值，給水流量686t/h，主蒸汽流量396t/h，RB復歸，試驗結束。

　　圖1 給水泵RB過程記錄曲線

　　3氣動給水泵RB的主要參數分析

　　當機組的RB動作時，會引起機組的負荷較大幅度波動，從而導致機組的一些主要運行參數（如：汽包水位、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度等）的變化幅度較大。如果這些參數超限，有可能引起機組保護動作迫使機組停運。因此，在RB動作過程中保證機組的主要參數不超限，是設計RB控制策略的首要考慮因素。

　　3.1 汽包水位

　　在汽泵RB動作過程中，由于汽包的進水量和蒸汽量嚴重不平衡，汽包水位會快速下降，如果稍微調整不當，就有可能導致汽包水位保護動作。這時需要汽泵轉速變化能跟上汽泵的給水功能，同時減小汽機調門開度和減少鍋爐的燃料量，才有可能把汽包水位維持在安全范圍。

　　3.2 主蒸汽壓力

　　在RB動作過程中，主蒸汽壓力同時受到兩方面的作用影響。一是鍋爐燃料量在RB控制下減少，使主汽壓力迅速下降；二是汽機調門快速關小，進汽量減小，從使主蒸汽壓力上升。關調門和減少燃料量對主蒸汽壓力的影響相反，控制好兩者的關系就可以使主汽壓力在RB動作過程中平穩變化。

　　3.3 主蒸汽溫度

　　在RB動作過程中，蒸汽溫度（包括過熱汽溫度和再熱汽溫度）同時受到幾個方面因素的影響。一方面鍋爐燃料量迅速減少，使蒸汽溫度下降；另一方面鍋爐的上層燃燒器被快速切除，從而引起爐膛火焰中心下移，導致蒸汽溫度下降；再一方面汽機調門快速關小，蒸汽流量下降，吸收的熱量增加，從而導致蒸汽溫度上升。在RB動作過程中使主蒸汽溫度下降的因素多于使主蒸汽溫度上升的因素，只有控制好機組負荷的下降速率，才能將蒸汽溫度控制在安全范圍內。

　　4.結束語

　　目前，新機組在投入商業運行前都必須完成所有的RB功能，因此RB試驗已經成為機組基建調試合格考核的目標之一。而作為RB三類典型工況之一給水泵RB一直是RB的控制難點且試驗成功率不高。本文通過對一臺350MW機組滿負荷下的給水泵 RB工況試驗的分析，對如何提高給水泵RB工況成功率的RB 控制策略的關鍵點進行了探討和總結，為類似機組的給水泵RB功能試驗以及問題處理提供了參考。通過對給水泵RB控制策略分析和總結，能最大程度地提高機組給水泵RB成功率，對保障機組安全運行、降低非計劃停機次數、減輕運行人員RB工況時的操作強度、控制操作風險等都具有較好的實用價值。

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