实现300MW机组停炉不停机功能的方案探讨

1、实现300MW机组停炉不停机功能的方案探讨摘要:本文论述了300MW空冷机组运行中发生锅炉主燃料跳闸(MFT)对汽轮机安全性的影响，并以某电厂两台300MW机组为对象,说明停炉不停机方案实施的必要性、可能性、安全性。并阐述了实现停炉不停机方案所做的具体措施及快速处理锅炉灭火的方法，对同类机组操作运行有参考价值。关键词:锅炉MFT停炉不停机优化某电厂2X300MW火电空冷机组采用HG-1056/17.5-YM21亚临界自然循环锅炉，是采用美国燃烧工程公司(CE)的引进技术设计和制造的。锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环锅筒炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式，燃用烟煤。汽轮机为

2、哈尔滨汽轮机厂制造的NZK-300-16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、反动式、直接空冷凝汽式汽轮机。每台锅炉配套3台福斯特惠勒公司生产的D11D钢球磨煤机，自下而上共布置有AA、AB、BC、BD、CE、CF六层(每台磨煤机带两层一次风喷口),共24只煤粉燃烧器及AB、CD、EF三层共12只油枪。在日常运行过程中，由于B磨煤机带BC/BD两层中间燃烧器，在日常运行中,如果B磨煤机停运，而煤质比较差的工况时，将极易导致炉内着火不稳定，燃烧工况恶化，甚至发生灭火。2008年一年间，该电厂就发生过四次由于煤质原因导致的灭火事件。1停炉不停机功能实现的可能性分析及定义对

3、于300MW及以上的大型机组而言，一旦发生灭火的惯例是停炉就停机。而造成灭火的原因大多比较平常，燃烧调整不合理、煤质差、保护误动、人为误操作等都可能导致锅炉灭火事件的发生。锅炉灭火后，现场处理可以分两种情况：一是灭火原因很清楚，可以马上进行通风、点火，在汽轮机惰走阶段即重新挂闸、冲转、并列、接带负荷，经过一段时间机组达到灭火前状态。二是锅炉灭火后不能很快点火，汽机跳闸后，投入盘车装置，待锅炉异常消除后汽机从静止状态下启动。在第一种情况下，发生灭火就停机，一方面锅炉的余热得不到充分利用；另一方面大型机组重新启动的成本太高，恢复到灭火前状态的时间也较长，对整个电网的安全运行影响较大。如果能做到灭火

4、不停机并保证汽轮机的安全运行，在较短的时间内恢复到灭火前的状态，对于提高大型火力发电机组的经济性及电网的安全性都具有特殊的意义，并能提高火电厂的市场竞争力。停炉不停机的定义是指当机组出现灭火原因很清楚导致的锅炉MFT时，汽轮机不立即与电网解列，而是迅速手动降低负荷，利用锅炉蓄热维持汽轮机带低负荷运行，一旦查清故障原因并及时排除了故障，便可立即点炉启动，省去汽机启动并网过程，为恢复运行节约宝贵时间。2停炉不停机逻辑的优化停炉不停机可以利用锅炉的蓄热进行余热发电，减少机组的非停次数,以牺牲部分的安全性换取最大的经济利益。但是在实施停炉不停机的过程中要特别注意机组的安全性。控制汽温的下降速度在一定的

5、范围内是提高机组安全性的最重要的手段。为了实现停炉不停机的设想，热控人员通过长期试验和研究，并参考兄弟电厂改造成功的经验咨询厂家同意，对相关热控逻辑进行了优化和完善。实现停炉不停机成功的关键是负荷快减、汽包水位调节的水平及锅炉的快速恢复，确保汽轮机不发生水冲击及锅炉局部爆燃。2.1现有MFT逻辑现MFT逻辑涉及为锅炉灭火后汽机立即跳闸、发电机与电网解列。锅炉MFT共有16项条件，分别为：锅炉紧急停止按钮；炉膛压力低低保护；炉膛压力高高保护；火检冷却风与炉膛差压低低保护；引风机全停保护；送风机全停保护；电动给水泵全停保护；三次点火失败保护;延时点火失败保护；失去全部燃料跳闸；失去所有火焰跳闸；总

6、风量低于30%MCR;汽包水位低低；汽包水位高高；汽机跳闸保护；FSSS控制柜内失电。2.2机组在MFT后影响快速恢复的主要问题锅炉MFT后、吹扫条件不满足，延长了吹扫时间，主要表现:个别火检信号存在故障、在MFT后依然存在。油枪、点火器的限位信号、雾化/来油电磁阀的开关故障较为频繁。磨煤机出口关断阀故障频次较多。2.3对MFT逻辑的优化首先，进行停炉不停机逻辑完善和优化，修改如下。（1）在锅炉保护继电器柜和汽机ETS系统联锁保护中退出“MFT跳机”一项。（2）炉跳机逻辑单独重做：新增加汽包氷位高四值（+300mm）汽机跳闸”。新增炉侧主、再热蒸汽过热度低于80度停机保护跳闸汽轮机”。注：锅炉

7、MFT后，该项保护自动投入30分钟;保护信号均采用炉侧温度、炉侧压力。锅炉MFT后，自动强制30分钟油枪点火允许条件”以便短时间内点火。即只要没有跳闸油枪的信号存在（分别是MFT信号、吹扫蒸汽压力低信号、燃油入口压力低信号），油枪始终允许投入,30分钟后复位，重新按照正常程序启动运行。增加炉膛快速强制吹扫功能（5分钟）。注;在满足一次吹扫条件的情况下，无需满足汽包水位正常、风量在30%40%、泄漏试验完成”3项二次吹扫条件条件，即可进行吹扫，主要为了节省做燃油泄露试验的时间，尽快点火。一次吹扫条件包括；油跳闸阀关；全部一次风机停、任一送风机运行、任一引风机运行、任一空预器运行、全部火检无火、全

8、部油角阀及雾化阀关、无MFT条件、全部磨煤机停、全部给煤机停、全部磨总风门关共11项条件。对全炉膛灭火保护逻辑进行优化修改；由以前的投入第一支油枪后，全炉膛灭火保护自动投入，改为投入第一台磨后，全炉膛灭火保护自动投入。2.4对汽机侧DEH逻辑进行优化降负荷速率快慢是一个直接影响停炉不停机成败的关键，降负荷快，汽压下降少，汽温降得少，对锅炉和汽机都有好处；若降负荷速率过快也可能出现逆功率。综合各种因素，我们设定锅炉发生MFT后汽轮机DEH触发快速减负荷程序RB4以100MW/Min的速度进行减负荷至10MW。在锅炉MFT后如果机侧的汽压高于16.7Mpa,那么DEH的RB4将延时触发；在减负荷过

9、程中机侧的汽压高于16.7Mpa时快减停止，当机侧汽压低于16.7Mpa时,DEH的RB4将再次触发，直到减负荷至10MW。3实施停炉不停机的技术措施锅炉MFT动作后，检查汽机侧主汽压力，确认RB4动作正常。否则,应在主汽压力不高于16.7Mpa的前提下迅速手动降低阀位开度，并根据负荷情况调整阀位开度，维持负荷至10MW左右，以保证发电机不出现逆功率现象。在降负荷过程中，注意主、再热蒸汽温度的变化,主汽温度低至453C或10分钟下降50C应立即手动停机严防汽轮机进水。MFT动作灭火后应立即确认MFT动作首出记忆并确认所有燃料切断，否则人工干预。来油关断阀、回油关断阀、各角油枪电磁阀全部关闭。所

10、有制粉系统停止；磨煤机出口关断阀、入口关断阀关闭,A、B一次风机联跳。立即解除给水泵自动，手动调节给水流量向锅炉上水，维持水位-50-100mm。在吹扫过程中将主给水切为旁路运行。特别注意；汽包水位达到+300mm将联跳汽机。MFT后水位会大幅度的下降，先降后升，水位回头较为迅猛，应由专人调节水位。值班员应立即检查各减温水门是否关闭，否则立即手动关闭，以减缓主汽温与再热汽温下降速度。确认冷再供辅汽电动门自动关闭。锅炉MFT动作后，值班员确认进入炉膛燃料确已切断且吹扫风量满足后，应立即手动进行炉膛吹扫。MFT动作后，立即通知油库启动一台备用油泵，保持两台油泵运行，保证炉前燃油压力正常。锅炉MFT

11、动作后，汽机重点监视与调整。加强主、再热蒸汽温度的变化监视，主、再热汽温度过热度低于80C保护应动作停机。否则立即手动打闸，严防汽轮机进水。主汽压力下的饱和温度及过热度110C报警(t)参考表(见表1)。检查汽轮机各段疏水门的开启情况，如在关闭位置应手动开启；检查机组真空，排汽温度、本体扩容器的温度变化，必要时开启减温水门控制温度在正常范围。密切监视高、低加水位在正常范围，水位不能维持应退出高、低加汽侧运行。加强对除氧器、热井水位等的监视与调整，防止水位波动较大。同时,注意除氧器振动情况，及时切换除氧器汽源由辅汽联箱接带。及时切换轴封汽源，维持轴封系统运行正常，并加强对轴封压力、温度的监视。锅

12、炉MFT动作后，锅炉点火时的调整及注意事项。锅炉通风吹扫结束，检查确认引风机自动调节投入正常，调整炉膛负压-50-100Pa锅炉方可重新点火。锅炉点火时首先投入AB层四只油枪（盘上单只对角投入），如果油枪着火不正常，要及时更换其它层油枪，并立即采取措施，尽快实现同层四只油枪的投入，点火初期至少要保证不少于四支油枪，并注意对二次风配风画面的监视与调整，保持炉膛风箱差压在0.3KPa以上。然后再根据具体情况决定是否增投CD层油枪。油枪投入后要就地检查确认着火情况良好，防止汽温过快下降。油枪投入四只以上后，检查密封风机运行正常，启动一次风机，启动A磨煤机运行。调整空预器出口一次风压不大于6kPa在此过程中注意;提前将