电厂1000MW机组辅机故障减负荷控制优化策略探究

翟建森

摘 要：现阶段我国火力发电厂使用主要的发电机组是600MW及1000MW级超临界燃煤发电机组，为了保障机组的安全运行，这种大型的机组往往都具备辅机故障减负功能，文章主要就火电厂1000MW机组辅机故障减负荷控制优化策略进行简单的分析讨论。

关键词：电厂；1000MW机组；辅机故障减负荷；控制优化策略

辅机故障减负荷（RUN BACK，RB）功能的主要作用是在机组的主要辅机发生跳闸、锅炉最大出力小于给定功率等等故障时，控制系统迅速的降低机组负荷，确保其达到实际出力，保证超临界燃煤发电机组的正常运行，发电机组的运行状况直接关系到整个电网的稳定、安全运行，研究1000MW机组辅机故障减负荷控制优化策略对于提高电网的安全性、稳定性有着现实意义。

1 1000MW超临界燃煤发电机组辅机故障减负荷控制概述

超临界燃煤发电机组的负荷控制与燃料控制、给水控制等等息息相关，机组辅机故障减负荷控制的内容主要包括燃烧系统与给水控制、煤水比控制、主汽压力控制、中间点温度和过热汽温控制、汽轮机控制等等几部分内容，下文从这几个方面就机组辅机故障减负荷控制问题进行简单的介绍。

1.1 燃烧控制

辅机故障减负荷实验之后，整个发电机组处于低负荷运行状态，在此期间为了防止锅炉炉膛熄火需要采取一定的控制手段稳定锅炉的燃烧过程。具体的控制过程中首先需要根据辅机故障减负荷实验的目标负荷确定运行的磨煤机的台数，必须要保证对冲或者相邻磨煤机都正常运行，严禁隔层运行，前后墙对冲炉跳磨的时间间隔控制在5～10s左右，跳磨时应始终遵循由上至下、先跳后墙的原则，燃烧不稳定或者煤炭的质量较差时需要采取一定的助燃措施，比如投入等离子或者油枪。超临界机组辅机故障减负荷实验后的目标煤量会影响机组的功率、分离器出口温度、水冷壁温度、主汽温度等等，为了避免调节过程中蒸汽过热度及反调太高，降负荷速率应该与燃料的变化速率基本保持一致。此外，燃烧器的间隔时间、剩余的煤量、切除的顺序、数量等等因素也会影响到炉膛的压力，进而影响炉膛内煤炭的燃烧情况，因此，相关工作人员需要严格控制这些因素。

1.2 煤水比控制

直流锅炉完成辅机故障减负荷实验之后，需要调整燃料量及给水流量，燃料量应调整到与目标负荷对应，此时随着燃料量的降低，机组的负荷会迅速的下降，汽轮机侧的主汽压力需要按照滑压运行的方式进行调节，锅炉中间点温度及主汽温度主要依靠调节煤水比进行控制。给水流量的校正过程中，由分离出口输出过热度信号作为锅炉给水指令的前馈，辅机故障减负荷实验时，为了缓减给水流量与锅炉燃料量不匹配的问题，中间点温度校正功能会闭锁一段时间，待煤水比在合适范围之后再次投入使用。此外，锅炉内温度过高或者过低都会引起一些事故，比如温度过高管道爆炸、温度过低蒸汽带水，因此，中间点温度控制回路之中往往设置有越限保护的功能，一旦温度超过一定的范围就会自动调节给水量。最后，不同工况下，减水的速率也需要合理设置。

1.3 主汽压力控制

机组辅机故障减负发生后，一般需要采用滑压运行的方式调节控制主汽的压力，为了更好地实现快速降负荷及主汽压力的目的，可以适当的开大汽轮机的调节阀。机组辅机故障减负之后，锅炉的蒸汽量会迅速减小，为了尽可能减少运行工况变化对给水压力及主汽温度的影响，主汽压力下降速率应尽可能保持在0.4～1.2MPa/min左右。此外，缩短负荷至主汽压力设定值之间的惯性时间，能够尽量减小主汽压力偏差。

2 1000MW发电机组辅机故障减负荷控制策略

2.1 协调控制

火电机组发生RB后，机组的协调控制系统会自动的转为汽机跟随模式，单元主控指令切换为手动模式，时刻跟踪此时机组运行的实际负荷，接收到RB信号之后，机组自动切换至滑压方式进行运行，并结合此时的实际情况调节机组汽压。在此过程中，炉主控会首先跟踪锅炉的实际燃料量，磨煤机跳闸之后会自动对辅机最大出力对应的燃料量进行跟踪，确保整个RB过程中锅炉内燃料始终能够正常供应，避免锅炉熄火。

2.2 燃料控制过程

RB信号触发后，磨煤机跳磨时遵循由上至下、先跳后墙的原则，间隔时间为7s，运行的磨煤机数量控制在3台，为了使负荷能够快速的下降至辅机最大出力，可以连续的跳开磨煤机。为了保证一次风量与燃料量匹配，非一次风RB时，可以控制任意一台磨煤机跳闸，此时，在前馈控制之下，一次风机的开度会减小，一次风量自然也会减小，从而保证了煤粉的输送的效果。同时，RB信号会按照前墙下层——后墙下层——后墙中层——前墙中层的顺序投入到1号油枪，此时应间隔5s左右之后在将其启动。磨煤机连续跳闸严重影响锅炉内煤炭的燃烧此时快速将2层油枪投入其中会起到稳定燃烧的作用。煤质校正会导致许多相关参数自动调节，且时间较长会影响到RB功能的实现，因此，一般在进行RB过程之中往往会暂时将煤质校正功能暂时切除，等到RB之后再自动恢复。

2.3 风量控制

发电机组的总风量指令应该根据炉主控指令并经氧量校正之后得出，RB期间，总风量指令会随着燃料量的减少迅速降低，此时，锅炉内氧量并不能准确的反映出机组工作状况的变动情况，为了削弱氧量校正作用，应适当的增强PID控制器调节作用。此外，机组引风机跳闸会导致送风机联跳，非送、引风机RB时，任意一台磨煤机跳闸，前馈控制之下都会导致送风机开度减小。主要是因为机组工作状况发生较大变化时，前馈控制作用下系统风量提前变化，在常规反馈调节之下，燃料量与风量更加匹配，可以有效地避免风量大幅度波动。

2.4 给水控制

机组的给水量可以通过“水跟煤”的方式进行控制，RB期间，随着给煤量的变化，给水量也会迅速下降，为了更好的响应燃料的减少，RB信号会触发30s脉冲信号此时机组中A、B侧一、二级过热减及再热减温调节阀温会关闭。非给水RB时，给水泵最小流量调节阀会切换到手动状态，给水量迅速下降，RB信号消失后一段时间，会产生10s脉冲信号，给水泵调节阀恢复正常。

3 结束语

综上所述，1000MW单元机组减负荷控制优化后，负荷下降平稳，各参数也稳定正常，有效保证了整个过程中主汽压力的稳定；燃料快速有效切除，保证了负荷比较快地下降至匹配辅机最大出力，油枪及时投入运行，有效保障了稳定燃烧，阻止了燃烧不稳定所导致的工况恶化；给水量和总风量也快速下降到目标值，保证了各参数在正常范围内。通过文章对1000MW机组辅机故障减负荷的相关问题分析探讨，希望能够对火电厂相关技术人员在机组控制工作有所帮助。

参考文献

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