600 MW机组制粉系统跳闸典型事例分析及预防措施

600 MW机组制粉系统跳闸典型事例分析及预防措施

薛治家1a，舒雯2，张连升3，夏永放1a，张凯1b

(1.沈阳工程学院 a.能源与动力学院；b.学报编辑部,辽宁 沈阳 110136；2.抚顺市国际

工程咨询中心，辽宁 抚顺 113006；3.国电康平发电有限公司 运行部，辽宁 康平 110500)

摘要：制粉系统跳闸是电站停机的主要问题之一，制粉系统跳闸的预防及处理是燃煤电厂的重要课题。以某厂600 MW机组制粉系统跳闸为例，详细描述了故障发生的全过程，分析了制粉系统跳闸及机组停机过程中的状态数据，对处理方式进行了评价，总结了制粉系统跳闸的防范措施，为电站制粉系统的运行提供了经验。制粉系统发生故障时，备用制粉系统的投入、蒸汽参数的控制、燃烧的稳定性及机组的协调控制等因素直接影响机组的安全运行。

关键词：制粉系统；跳闸；停机；预防措施

收稿日期：2014-10-17

基金项目：沈阳市科技计划项目(F13-307-4-00)；沈阳工程学院科研课题(LGXS-1408)

作者简介：薛治家(1982-)，男，山东冠县人，讲师，博士研究生。

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.04.004

中图分类号：TM621

文献标识码：A

文章编号：1673-1603(2015)04-0308-05

Abstract：As one of the main reasons causes the stops in plants,the prevention and measures of the trip of coal pulverizing system is a major research subject in the coal-fired power plants.Took the trip of the 600MW unit in a plant as an example,the author elaborated the whole process of the trip and analyzed the data collected from the trip of coal pulverizing system and the stop of unit,and summarized the prevention measures against the trip of coal pulverizing system,which provides the experience for the operation of the coal pulverizing system in plants.When the coal pulverizing system broke down,some factors including the operation of the backup system,the control of steam parameters,the stability of combustion and the coordination control of units,etc.would influence the safe operation of units directly.

制粉系统是燃煤机组重要的组成部分。目前，600 MW机组主要采用直吹式制粉系统，系统主要由给煤机和磨煤机组成。煤在制粉系统中经过给煤、磨煤、干燥、分离和送粉等几个过程，整个系统处于高温、易燃易爆和磨损等恶劣工作环境中，极易出现故障。同时，煤流在输送过程中容易出现断流现象，导致制粉系统跳闸。由此可知，保障制粉系统安全运行对燃煤发电厂具有很现实的意义。表1为某电厂制粉系统跳闸故障统计表。从表中可以看出，在导致制粉系统跳闸的原因中，煤流异常是影响制粉系统跳闸的主要原因。所以，针对不同的制粉系统故障原因提出相应的解决方案，有助于保障制粉系统的安全运行。

表1　制粉系统跳闸比例 [1]

1制粉系统故障及分析

1.1机组状况

大唐乌沙山电厂采用超临界直流锅炉，由哈尔滨锅炉厂与三井巴布科克(MB)公司合作设计制造，锅炉型号为HG-1890/25.4-YM4，燃烧器为低NOx轴向旋流式(LNASB)，分为A、B、C、D、E和F共6层，每层5支燃烧器，共30只，燃烧方式为前后墙对冲。

1.2故障过程

以某次故障为例，机组负荷为500 MW，总煤量193 t/h， 制粉系统A、B、C和E运行，各磨冷风调整自动投入，一次风量手动控制，汽动给水泵A和B运行，电泵备用，锅炉跟随协调投入。制粉系统故障期间状态及操作如表2所示。以故障检测点时间为0点开始，机组控制方式采用锅炉跟随协调，从第6分钟开始，制粉系统B相继出现给煤机跳闸、磨煤机跳闸，第37分钟制粉系统A跳闸，第38分钟制粉系统C、D和E相继跳闸，最终导致锅炉MFT、汽机跳闸及发电机解列。

表2　制粉系统故障期间状态及操作

1.3故障分析

1.3.1制粉系统B跳闸

制粉系统B参数变化如图1所示。第6分钟，给煤量大幅降低，电流波动后归零，由此可判断给煤机B因断煤后跳闸；给煤机B跳闸后，磨煤机B冷风调节门虽然相应调节增大，但磨煤机B热风调节门没有相应调整减小，直接导致磨煤机B出口温度增高，最终导致磨煤机B跳闸。

1.3.2一次风机抢风

磨煤机B跳闸，相应的出口门关闭，这是引起一次风机抢风的诱发因素。发现给煤机B跳闸后，应迅速关闭热风挡板，防止磨煤机B因出口温度高而跳闸，引起一次风机抢风。运行中通过调整，最终一次风机并列成功，因此，一次风机抢风不是事故产生的主要影响因素。

1.3.3协调控制变化

根据图1所示，由于给煤机B的给煤量故障信号发出，导致燃料自动控制切除，机组控制方式由“锅炉跟随协调”跳至“基础方式”。滑压方式自动切换为定压方式。经查热工记录发现，操作人员继续在协调画面输入负荷指令，而此时由于协调切除，指令已经不起作用，说明监盘人员没能及时发现，监视不到位。

图1　制粉系B统参数变化

图2　机组发电功率、压力及燃煤量变化

1.3.4负荷下滑

给煤机B跳闸后，给煤量为零。如图2所示，机组燃煤量由195 t/h减到146 t/h，主蒸汽压力由18.5 MPa下降到16.07 MPa，是机组发电功率滑至385 MW的原因。

1.3.5汽温升高快

制粉系统B跳闸后，其他3套制粉系统运行，启动制粉系统D。如图2所示，机组燃煤量与机组发电功率配合不好，原因在于启动制粉系统D的时机掌握的不好，导致煤量叠加在协调增加给煤量上升阶段，使汽温升高较快。

1.3.6燃烧稳定性变差

制粉系统D启动后，对汽温影响比较明显，其它制粉系统减少给煤量，在各个磨煤机一次风量没有相应减少的情况下，磨煤机出口的风粉混合物浓度降低，着火滞后，对稳定燃烧不利。

1.3.7燃煤量自动下降

由图2可知，机组燃煤量在第24分钟左右开始降低。这是由于第22分钟时，操作人员将机组负荷指令由420 MW调整为460 MW，而此时为定压方式，汽压已超过16.07 MPa，因压力偏差作用，燃煤量开始自动下降。

1.3.8炉膛燃烧恶化

第26分钟时，操作人员将机组负荷指令由460 MW调整为420 MW，由于负荷前馈作用，使得燃煤量继续自动下降，并加快了减煤速度，由图2可知，煤量最低到118 t/h。此时操作人员解除燃煤自动控制为手动，增加给煤量，由图2可知，在第32分钟时，给煤量达到145 t/h，由于幅度过大，而二次风门开启过慢，导致总风量低，空气预热器入口氧量过低，燃烧恶化。

1.3.9各层燃烧器失去火检

由于燃烧恶化，各层燃烧器的火检信号不同程度地频繁闪动，最终相继因2/5火检失去保护动作而掉闸，最后造成锅炉因火检全部失去MFT保护动作而灭火。

综上所述，磨煤机一次风量大，二次风量低，锅炉总风量低，是导致磨煤机火检信号变差的主要原因，也是导致制粉系统掉闸及锅炉MFT的主要原因。

2制粉系统故障防范措施

2.1给煤机跳闸处理

及时快速将热风调整门关回，防止因磨煤机出口温度高，磨煤机掉闸，发生一次风机抢风，引起一次风压较大幅度波动。

2.2一次风机抢风

应快速消除一次风机抢风，防止一次风压力波动过大和制粉系统堵磨。

2.3制粉系统跳闸

5套制粉系统运行时，如果其中1套制粉系统跳闸，应将机组协调切至“TF方式”。视当时机组负荷和煤量情况，不要急于启动备用制粉系统，适当降低机组负荷，调整稳定后，再投入备用制粉系统。

4套制粉系统运行时，如果其中1套制粉系统掉闸，应将机组协调切至“TF方式”。适当降低机组出力或启动备用制粉系统。若燃烧不稳，应立即投油助燃，防止锅炉灭火事故发生。当主汽压力波动较大时，应将“滑压方式”切至“定压方式”，防止燃料量发生较大幅度波动。

当制粉系统发生掉闸，“煤水比”发生较大幅度扰动时，要及时手动调整“煤水比”，根据煤水比变化及时调整过热器减温水量，掌握提前量并留有一定的调整余度，防止汽温大幅波动。

2.4机组协调方式改变

机组协调跳至基础方式后，投入时应首先投入机跟炉方式，待稳定后再投入炉跟机，之后按机组正常加负荷方式进行操作。

手动解除协调至基础方式时需谨慎操作，观察自动工作状态，不到调节发散的紧急情况时不能手动解除协调。

2.5检异常

定期全面检查热工火检，防止因设备损坏、赃污造成的火检信号失灵。

对于掺烧低挥发分煤的制粉系统，当燃烧火检信号不稳定时应当停止掺烧。

2.6加强状态及运行参数监视

制粉系统运行时，应加强对二次风量的监视，防止自动调节过低而影响燃烧。因一次风量测量不准，所以不能自动投入，运行中应及时手动调整供给磨煤机的一次风量，防止一次风量过大，并注意防止风量过低导致磨煤机堵煤。此外，还应加强自动调节专业技能的培训，掌握机组自动调节性能，并加强对机组运行参数、状态的监视。

3结论

制粉系统的安全运行直接关系到机组的安全性与经济性。通过对600 MW机组典型事例的分析可知，制粉系统发生故障时，备用制粉系统的投入、蒸汽参数的控制、燃烧的稳定性及机组的协调控制等因素直接影响机组的安全运行。因此，针对以上影响因素实施预防措施，能够很大程度上减少制粉系统故障的发生，并减少因制粉系统故障带来机组停机的几率，提高机组运行的可靠性。

参考文献

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[6]冷杰,薛治家,徐有宁,等.440 t/h循环硫化床锅炉性能试验与结果分析[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2012,8(1):17-20.

Case Research of the Trip of Coal Pulverizing System of

600 MW Unit and its Prevention Measures

XUE Zhi-jia1a,SHU Wen2,ZHANG Lian-sheng3,XIA Yong-fang1a,ZHANG Kai1b

(1a.School of Energy and Power Engineering; 1b.Journal Editorial Department,Shenyang Institute of Engineering,

Shenyang 110136,Liaoning Province; 2.Fushun International Engineering Consulting Center,Fushun 1130063,

Liaoning Province; 3.Guodian Kangping Power Generation Company Limited,

Operation Department,Kangping 110500,Liaoning Province)

Key words： coal pulverizing system;trip;unit shutdown;prevention measures

(责任编辑张凯校对佟金锴)