660MW超超临界机组快速甩负荷控制策略及其试验.pdf
李炀文
摘 要：岱海电厂三号机组为了响应国家煤电节能减排政策，通过一系列的综合升级改造，使机组发电煤耗降低、达到了超低排放的目的。岱海电厂三号机组升级改造后需进行甩负荷试验，主要目的是考核机组调节系统和超速保护控制系统OPC在甩负荷时的控制性能，即能否控制机组转速不超过危急保安器的动作转速，且迅速稳定至额定转速运行，同时测取机组甩负荷后的动态过渡过程特性曲线，并计算特征值。
关键词：甩负荷；暖管；二次飞升；OPC
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0182-02
本次甩负荷试验将采用常规法甩负荷。试验计划分两步：（1）50%额定出力常规法甩负荷试验，高、低加应全部投入。（2）在上述试验成功的基础上，并确认甩100%额定负荷的甩负荷试验具有安全保证的情况下进行甩100%有功负荷的试验。甩负荷试验的评定标准为甩负荷后机组转速不超过超速保护定值且机组不跳闸，其中50%额定出力甩负荷试验合格标准为汽机转速限制3150RPM以下，100%额定出力甩负荷试验合格标准为汽机110%超速保护不动作，在此基础上机组调速系统的动态过程应能迅速稳定，试验后可有效的控制机组转速，维持额定转速运行。
1 甩负荷试验时的保护强制情况
1.1 保护及其他允许条件强制情况
（1）汽包水位高Ⅱ、Ⅲ锅炉MFT保护。（2）汽包水位低Ⅱ、Ⅲ锅炉MFT保护。（3）汽包水位高Ⅲ汽轮机跳闸保护。（4）汽轮机跳闸联跳锅炉保护。（5）发电机跳闸联调汽机保护。（6）旁路跳闸保护。（7）功率负荷不平衡保护。（8）低旁温度高跳低旁保护。（9）旁路自动投自动联锁。（10）5033断路器DCS操作允许条件。
1.2 主辅机解自动手调情况
（1）解除协调，汽机主控，锅炉主控。（2）解除燃料主控。（3）解除减温水自动。（4）解除送风、二次风门自动。（5）解除给水自动。（6）PCV阀切手动。
1.3 机组恢复启动时保护强制情况
（1）31、32引风机油箱油温高不允许启动条件。（2）32磨煤机火检、风量低保护。（3）三次点火失败MFT保护。（4）电除尘全停锅炉允许吹扫信号。
2 甩负荷试验步骤
（1）50%甩负荷试验前确认机组左、右侧PCV阀手动门均开启备用状态；分别进行交直流油泵联动及高备泵启动试验、等离子拉弧试验、抽汽逆止门活动试验、高压主汽门20%行程活动试验、中压主汽门全行程活动试验，并试验正常；炉侧停运一台制粉系统，投入油枪、投入B磨等离子；机侧精处理切旁路，凝泵工频运行，给水系统退出一台电泵打循环，单电泵运行，将给水切旁路；电气将厂用电切至启备变，将无功功率带满，CCS方式解至基本方式，解燃料主控自动。（2）机组具备甩负荷条件后，机组带满负荷稳定运行1～2小时，甩前将负荷降至330MW，主汽参数和凝汽器真空保持额定值，稳定运行0.5到1小时。（3）甩负荷前5～10分钟，锅炉适当减少燃煤量，投入油枪；甩前20秒，开始减少燃烧，燃烧控制切为手动；甩前1s提前打开PCV阀。（4）甩负荷前1分钟，值长通知网调。（5）按“甩负荷准备5-4-3-2-1-甩！”的方式下令，发“甩”令时运行人员拉开发电机主开关，测试人员提前启动测试仪器。（6）甩负荷后，锅炉应迅速将热负荷减到维持机组空转的水平，禁止高压旁路投自动，可适当通过高压旁路阀调整主蒸汽压力参数，低压旁路可适当打开，以加快再热压力的下降，使机组转速能较快稳定，但同时应注意监视排汽装置压力，PCV阀待锅炉压力无上升趋势后关闭。（7）甩负荷后，如果调速系统控制机组空转没有问题，应待机组转速稳定后，再进行调速系统的操作和再次并网的准备，如不能立即并网应尽快打閘停机，锅炉手动MFT。（8）甩负荷后，若发生调速系统摆动，不能有效控制机组转速或机组发生振动等问题应立即打闸停机。并按运行规程有关规定进行事故处理。（9）如果锅炉灭火，一时不能恢复，主蒸汽温度下降100℃或快速下降50℃（十分钟之内），应立即停机。（10）根据330MW甩负荷试验的结果分析，确认甩660MW负荷试验是可行的，机组带满负荷稳定运行1小时后，可进行甩100%负荷试验。
3 甩负荷试验过程高旁操作分析
（1）甩负荷时旁路主要是适当通过高压旁路阀调整主蒸汽压力参数，低压旁路可适当打开，以加快再热压力的下降，使机组转速较快稳定。（2）高、低压旁路提前暖管：手动备用，禁止高压旁路投自动，高旁开度2%以下为死区，因此将高旁开度指令设为3%，查高旁减温水隔离阀、调阀开启，温度自动设定为阀后280℃，低旁开度3%，低旁减温水隔离阀、调阀开启，自动设定阀后温度85℃，开始暖管。手动设定高旁阀后温度330℃，监视阀后温度先缓慢上升后平稳，暖管10分钟后，试验前缓慢将阀后温度以10℃温度降至280℃稳定。试验过程中确保高旁后温度低于360℃，防止高旁快关。每次开大高旁前，确保阀后温度不会突升，阀后达到330℃时应暂停开高旁，监视低旁阀后温度不超100℃，低旁后温度高保护关已强制。
（1）50%甩负荷试验动作前：高旁开度5%、低旁开度开度10%，主汽压力10.5MPa，热再压力1.746MPa。试验过程中，根据主、再热压力，高旁点动从8%开至13%，低旁由10%直接开大至20%；甩负荷动作后：汽机转速最高升至3112RPM后下降至2994RPM，主汽压力最高涨至11.53MPa，热再压力最高涨至1.837MPa后下降。（2）当热再压力下降至0.823MPa时，中调门突开至9%，汽机转速由2997rpm突升至3095rpm，OPC再次动作，中调门关闭，转速下降。（3）由于锅炉并未MFT仍保持燃烧，主汽压力缓慢回升，同时汽轮机不进汽且保持转速，鼓风摩擦导致高排温度持续升高，手动将高旁开度由13%开大至20%，低旁开度由20%开大至50%，继续泄压。（4）机组重新并网，此时高旁开度22%，阀后温度设定280℃，减温水调阀开度18%，阀后温度基本稳定在320℃，整个试验过程减温水调门自动调节正常，保证了阀后温度小于360℃。并网后主汽压力开始下降，手动关闭高旁、低旁带负荷。如图1所示。（5）660MW甩负荷试验前，保持高旁3%，低旁3%开度暖管，此时主汽压力15.731MPa，热再压力3.54MPa。甩负荷动作后，主汽压力最高升至17.673MPa后下降，高旁开大至5%保持开度，再热压力最高升至3.693MP下降，低旁手动由5%开大至80%，汽机转速最高升至3225rpm后转速稳定在3007rpm至2993rpm范围内，GV、IV开度0%。如图2所示。
4 分析结果
（1）试验前虽然强制了高旁自动投自动本身逻辑，高旁自动投自动去低旁投自动通道未强制，但当主汽压力与高旁设定值大于0.8MPa，高旁自动投自动，低旁投自动，低旁根据压力设定值开大到30%后又全关，发现后及时解自动，手动开大低旁。（2）若机组转速达到额定转速的103%或机组在负荷大于30%额定负荷时开关动作，则OPC动作，电磁阀打开，使OPC母管油泄放，导致卸载阀快速开启，使高压调节汽阀和再热调节汽阀、各抽汽逆止阀立即关闭，高排通风阀打开。延时7.5秒OPC复位，中调门恢复至2900r/min记忆开度，当冷再压力降至0.828MPa中调开始开启维持转速。随着转速的降低，电磁阀将关闭，高压调节阀和再热调节阀将重新开启，以控制汽轮机的额定转速。（3）50%负荷甩负荷试验时汽机转速二次飞升，主要是因为控制方式和逻辑初始设计不吻合，冷再门槛压力为0.828MPa，当冷再压力小于0.828MPa时，中调回到上次2900rpm记忆开度，上次是0.19MPa，中调记忆开度9.6%，这次实际压力是0.7MPa，当中调开度是9.6%，造成汽机转速二次飞升。而100%甩负荷试验时，由于热控人员修改了冷再压力修正系数，即记忆压力与实际压力之比，原最小下限是1，现在修正系数下限放开到0.2。这个限制是为了机组正常升速到并网时，保持转速稳定。660MW甩负荷试验时，修正系数为0.19MPa/0.7MPa=0.27，中调开度为9.6%*0.27=2.5%。
5 结语
根据参数分析，岱海电厂三号机甩负荷试验结果成功，但是两次甩负荷试验高排温度都比较高，这是启动方式和控制逻辑设定的，汽机回调定速时，只有中调在开，中压缸在进汽，高调门开度几乎没有，高压缸鼓风摩擦热量无法带走。仅仅靠高、低旁调节主再汽参数效果不明显，由于660MW甩负荷时汽机定速较长，更要注意高排参数。
