火力发电600MW机组RB控制原理与应用
李波
（内蒙古电力科学研究院，呼和浩特010020）
摘要：根据超临界直流炉机组的设计特性，对超临界机组RB调试过程和调试结果进行总结分析，叙述该试验方法及逻辑控制策略，对该系统的主要技术数据进行记录及分析，并对试验中出现的问题及处理方法进行论述，得出改良结论.超临界机组辅机故障快速减负荷（RB）技术是超临界机组控制部分的核心问题，通过在某电厂的RB成功试验与投入，证明这种控制 策略品质良好，可推广应用到同类机组.
关键词：超临界直流炉；RB；试验
中国分类号：TM611.3文载标志码：B文章编号：1009-3230（2013）09-0016-06
ControlTheory andApplication ofRBControlStrategyfor ThermalPowerGenerationUnits600MW
(Inner Mongolia Electric Power Research Institute，Hohchot Municipality 010020 China)
Abstract;According to the design characterstics of a supereritical once through boiler of RBsupercritical unit test process and test results were analyzed the test method and the logic control strategy the main technical data of the system are recorded and analyzed and the problems andsolutions are discussed concluded the improved conclusion. Rapid load reducing supereritical unitpower plant show that this control strategy has good quality and can be applied to the similar units. auxiliary fault ( RB) is the core technology of supercritical unit control part by RB test and put in 8
Key words: Supereritical once through boiler; RB; Test
早10
目前火电机组所占比例越来越大.为了机组要设备损坏或非正常停机，保证机组长周期、安 工况下的自动调节和故障处理能力，避免造成重
安全、稳定运行，必须提高机组自动应对辅机故障全、稳定，经济运行.能力.RB功能就是当发电机组主要辅机故障时，控制系统自动处理事故并快速减负荷的功能.RB功能的可靠性对于防止发电机组灭火、提高电网稳定性有重要意义.RB功能的实现，使整个机组在事故状态下不受人为干预，自动从不稳定运行工况平衡过渡到稳定运行工况，保证机组运行参数在允许的安全范围内变化，提高了机组事故
1超临界直流机组特性及控制特点
1.1超临界直流机组特性
温稳定，首先要保持燃料量和给水量的比值不变. 对于超临界直流锅护，要保证静态下过热汽在运行压力等其他条件不变情况下，过热汽温随着燃水比的增大而升高；反之，随着燃水比的减小而降低.因此，燃水比是影响过热汽温最重要的因素.除燃水比之外，给水温度、运行压力，减湿水量及过量空气系数等因素的改变都会影响过热
或运行压力增大时，过热汽温将会增加，为了维持过热汽温不变，需要减小燃水比；若减温水量增但有利于迅速改变锅炉负荷，适应电网尖峰负荷大，则水冷壁内工质流量必然减小，使得水冷壁内工质温度升高，分离器出口微过热燕汽温度升高，过热汽湿在动态下降低，但在稳态下由于总给水量没变燃水比一定面基本不变.机组负荷发生改变时，需要调节燃水比维持过热汽温稳定，随着机组负荷增大，燃水比将减小.
主汽压力和微过热汽温没有影响，燃料与给水对 由超临界直流机组动态特性可知，减温水对给水流量增加，主汽流量增大，由于燃料量不变， 主汽压力、功率、过热汽温和主汽流量影响较大.加热段和蒸发段都要延长，主汽流量逐步上升，最终主汽流量将等于给水量，稳定在一个新的平衡点.主汽压力开始随着主汽流量的增加而增加，后由于过热汽温下降有所回落.过热汽温经过一段较长时间的迟延后下降直至稳定在较低的数值.功率最初由于蒸汽流量增加面增加，随后则由于汽温降低而减少.因为燃料量未变，所以最终的功率基本不变，只是由于蒸汽参数的下降而稍低于原有水平[1-".
1.2超临界直流机组控制特点
超临界直流锅炉是多输人多输出、非线性、大惯性、强耦合被控对象，与亚临界汽包炉在控制上主要区别是给水和过热汽温的控制.在直流炉中 给水变成过热蒸汽是一次性完成，给水流量与燃料量共同决定锅炉的蒸发量.负荷控制与给水控制、燃料控制密切相关，燃料量与给水量的协调控制，采用以燃料量作为协调控制系统调节负荷或机前压力的主要控制量，以给水作为调节中间点微过热蒸汽温度或增值，保证燃水比的主要调节量.
在燃料量或给水流量扰动情况下，微过热汽温变化的迟延远小于过热汽温；同时，微过热点前包括有各种类型的受热面，工质在该点前的给增占总增增的3/4左右，该比例在燃水比及其他工微过热汽温作为燃水比校正信号，同时中间点温给水泵RB时压力目标值应略低、压力变化率应
汽温度或烙.给水温度增加、过量空气系数减小度校正锅炉燃料量.
超临界机组的蓄热系数小对压力控制不利，的能力强.
2超临界直流机组RB特点及关键 问题
超临界直流机组RB主要考虑燃水比控制、中间点温度和过热汽温控制、燃烧系统与给水控制、主汽压力控制及协调系统的锅炉、汽机控制.
2.1RB功能中的燃水比控制
直流锅炉RB发生后，除了燃料量的调整外，给水流量也随燃料量以及蒸汽过热度的变化而调整.锅炉侧降低燃烧率至目标负荷附近，机组的负荷随着燃烧率的降低而快速降低，汽机侧按照滑压运行方式调节主汽压力，锅炉必须依靠合适的燃水比实现对主汽温度和中间点温度的控制.
给水流量指令的形成环节中增加分离器出口过热度，其输出作为锅炉给水指令的前馈，去校正给水流量.RB发生时，中间点温度校正功能应先闭锁一段时间后再投人，以缓减瞬时燃料量与给水流量不匹配问题，保证RB后燃水比在合适范围内变化.同时，中间点温度控制回路应设计越 限保护功能，超过限制温度范围将自动增加或减少给水流量，防止锅炉超温爆管和低温蒸汽带水.在燃水比控制回路和给水控制中应设置不同RB工况下的减水速率，通过此回路控制燃水比.
2.2主汽压力控制
RB发生后，对于超临界机组主蒸汽压力的控制一般采用滑压运行控制方式，且汽轮机调节阀保持一定时间开度或适当开大（尤其是给水泵RB时），对于快速降低负荷与主汽压力都是有好处的.
RB发生后，锅炉蒸发量大大减少，通过对RB后变换运行工况的分析，当主汽压下降速率在0.4~1.2MPa/min时对主汽温和给水压力的影响况发生较大变化时变化较小.因此，采用中间点较小.亚临界机组一般为0.2-0.4MPa/min.
稍大些.另外，为了RB后把主汽压力偏差控制此，RB发生后，当机前压力快速稳定后，其它的如在较小范围内，负荷至主汽压力设定值的惯性时间适当减小.
2.3燃烧控制
一般RB结束后，机组负荷降的较低.在低负荷运行期间，为了防止因炉热负荷较低面熄火，锅炉运行中往往采用以下一些手段来稳定燃绕：①根据RB目标负荷确定磨煤机运行台数；②尽量保证运行磨煤机相邻或对冲燃烧，避免隔层运行，前后墙对冲炉跳磨应遵循由上至下，先跳后墙的原则，跳磨时间间隔5：~10s：③燃烧不稳定时应及时投油枪（或投人等离子）以稳定锅炉燃烧，尤其是在煤质较差情况下.
对于超临界机组，RB后的目标煤量除了对机组功率，还对水冷壁温度、分离器出口温度、主汽温度带来影响.同时降负荷速率需与燃料的变化速率相匹配，防止调节过程中反调和蒸汽过热度偏高.面且，切除燃烧器的数量、顾序和间隔时间及剩余煤量的多少对炉腔压力影响也很大.
3RB控制策略设计
国华呼伦贝尔发电有限公司一期2×600MW机组锅炉为哈尔滨锅炉有限公司生产的HC-1913/25.4-HM15型超临界参数变压直流炉，一构Ⅱ型锅炉，采用定-滑-定运行方式；制粉系 次再热、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结统用7台中速磨正压直吹式冷一次风制粉系统（6台运行，一台备用）：燃烧方式为单炉腔墙式切园燃烧；烟风系统为平衡通风，每台锅炉设2台送风机，2台引风机，2台一次风机，2台空气预热器.给水系统配置3台35%BMCR容量的电动调速给水泵.
3.1协调控制方式
RB发生时锅炉主控切为手动，燃料主控根据RB发生时单位负荷对应煤量的系数与RB目标主要控制好降负荷速率的同时，超驰关闭减温水负荷乘积作为燃料量设定值.机组控制方式切换为滑压运行、机跟随方式来控制主汽压力，由于机水来自锅炉省煤器出口，将过热器减温水流量减
过汽温度和中间点温度等重要参数都会相对较快稳定.
3.2燃料和汽机主控
当RB发生时，如果系统要录切燃料，引起燃料随着磨煤机的跳闸面阶跃下降，但RB工况下燃料指令则按一定速率下降，燃料控制系统将出现大幅度波动.燃料主控回路设计动作初期自动跟踪和闭锁回路，防止RB发生初期给煤量的反调产生错误的调节动作.给煤控制回路中要设计风量限制回路，防止一次风量、煤量配比不合理，造成磨煤机堵煤、锅炉灭火.
为了充分释放机组蓄热和能量，压力设定跟踪实际压力，汽机主控指令跟踪10之后自动根据滑压曲线调节，给水泵RB时眼踪时间略长，有 利于给水系上水.给水泵RB时压力变化率为1.2MPamin，其他 RB时为1.0 MPamin.
3.3燃水比控制参数动态补偿
RB发生后磨煤机跳闸，燃料量迅速下降，给水流量滞后于燃料变化，煤对水的延时时间需减小，否则中间点温度、主蒸汽温度波动较大.其他RB的惯性时间常数为20s，给水泵RB时为10s.
3.4烟风系统调节
在一次风机跳闸发生RB瞬间快速开大运行一次风机导叶，防止一次风压瞬间降低造成一次风堵管甚至锅炉灭火.
由于锅炉设计煤种为褐煤，对应额定负荷下的总煤量较大，锅炉容积大，烟风管道长，为了保持风烟系统的平衡，同侧送、引风机互跳.
3.5减温水调节
于锅炉燃料量的减少面下降；另一方面随着汽机 在RB动作过程中，主、再热汽温度一方面由调门关小，蒸汽流量下降负荷快速降低，单位质量的蒸汽吸热量增加，导致汽温有所上升.因此，在门40.之后释放自动调节.因为过热器的减温前压力代表了锅炉、汽机之间的能量平衡关系，因到最小，可以增加水冷壁内的有效给水流量，降低
过热度.减温水流量的降低，也有助于提高过热汽和再热汽温.
负荷变化速率、燃料量计算、压力变化率、跳磨逻辑、风机顺控和电动给水泵抢水逻辑及跟踪回路等进行检验和优化的过程.
3.6制粉系统
一次风机RB、空预器RB、两台给水泵跳闸RB时最后保留3台磨煤机，按照由上至下顺序切除G、F、E、D磨煤机；送风机RB、引风机RB、一台给水泵跳闸RB时最后保留4台磨煤机，按照从上至下顾序切除G、F、E磨煤机.送风机、引风机、给水泵RB时跳磨间隔时间5s；一次风机RB、空预器RB时跳磨间隔时间78.一台给水泵跳闸RB时煤量降到60%BMCR，两台给水泵跳闸RB时煤量降到35%BMCR.
预备性试验是在低负荷下，由于工况变动不大，对机组冲击较小，对有些控制方案、参数尚未完全确定时，如对不同RB工况下的目标负荷、保留总煤量数、降负荷速率、压力变化率、跳磨方式和间隔时间及跳磨台数等的设置，可通过预备性试验来分析、验证和适当调整.一般有单台辅机最大出力试验、切掉一台磨煤机、低负荷下辅机跳闸试验.
4.2RB试验
国华呼伦贝尔发电有限公司一期2x600MW超临界机组共进行了引送风机RB、一次风机RB、 空预器RB、给水泵RB试验，同侧送、引风机是互相联跳的，因此，可以合做一项，试验数据见表1.
4RB试验与分析
4.1RB预备性试验
正式试验前进行模拟试验和预备性试验是RB试验成功的关键.模拟试验是在机组停机时，对RB触发条件、协调切换方式、负荷运算回路、
机组RB试验数据
表1
试验项目 参数 单位 RB开始值 RB结束值 RB过程中最大值 RB过程中最小值发电机功率 XW 600 333 600 333引/送风 主汽压力 主汽疆度 MPs 24.21 545 20.31 521 24.21 545 20.31 521机RB 再热汽猛度 544 519 544 519中国点温度 炉瞳压力 Ps 415 34 423 -88 423 322 407 79发电机功率 主汽压力 XPs 24.87 603 19.35 IE 24 87 09 19.35 341一次风 主汽湿度 528 525 528 516机RB 再热汽温度 中间点温度 530 413 528 418 530 431 511 409炉腰压力 Ps 604 -82 437 -36 604 176 1630发电机功率 主汽压力 MPs 24.45 20.18 24.45 20.18 437给水泵RB 再热汽湿度 主汽握度 536 538 534 536 536 538 518 512中间点温度 415 417 431 415发电机功率 炉體压力 XW Ps 609 86 325 88 609 56 940 325主汽压力 主汽疆度 MPs 25.19 553 18.45 549 25.19 553 18.45 534空预器RB 再热汽温度 551 546 551 532中间点疆度 炉瞳压力 ℃ Pa 416 98 421 -101 433 285 1 415 412
到了新的平衡状态，主要运行参数控制在允许范围内变化，机组经受住了严峻考验，性能优良.
分析RB试验数据及曲线1-4，可知机组在RB后按照预期的控制策略动作，在5min左右达
1厘 600MW负荷下引/送风机RB试验曲线
1-实际负荷：2-主汽压力：3-汽机指令：4-炉體压力：5-总煤量：6-RB
图2600MW负荷下一次风机RB试验由线
图3600MW负荷下给水泵RB试验典线
