300mw火电机组主汽调门异常跳闸原因分析及处理

300mw火电机组主汽调门异常跳闸原因分析及处理

夜班家庭（rb）是一个大型热能装置的燃料跑向负荷，并减少部分设备的触发和系统输出，以减少大规模浙本机械的负荷命令。同时，提高了系统的负荷能力，减少了主要机车和涡轮机的负荷。在RB过程中,汽机主汽调门开度要减少才能使机组负荷降低;但是,华能福州电厂二期机组某次燃料RB中,主汽调门却异常急剧增大。本文对该次异常情况做一介绍,分析其原因,并介绍解决过程。1机组控制回路华能福州电厂二期机组正常运行时,若一套制粉系统跳闸且机组最大能力负荷小于机组实际负荷,则燃料RB动作。燃料RB动作后,机组运行方式由协调切为汽机跟踪,RB控制回路中的机组最大能力负荷指令发送至机组控制回路、再至锅炉主控回路,最后通过燃料主控至制粉系统,迅速增加出力至能力极限以保证锅炉维持其最大可能出力;机组控制侧的主汽压力设定器跟踪实际压力3s后自动切为手动,使机组压力保持不变,避免非强制循环锅炉汽包水位随汽包压力变化而剧烈波动;汽机侧压力调节的限压方式切为初压方式,汽机侧负荷设定由远方转为就地,汽机侧压力控制器由于其压力设定升高了1MPa,因而在约30s后接替汽机侧负荷控制器,对主机调门进行控制,维持机前压力、汽包水位的稳定,同时降低机组负荷输出。华能福州电厂二期机组调节主回路框图见图1。2自动运行方式2005年1月10日19∶44,#4机组在协调方式下带350MW负荷运行,4A/4B/4D3台给煤机均以自动方式运行。19∶44∶45,4A给煤机因故障跳闸,#4机组发生燃料RB:限压方式切为初压、机组运行方式切为汽机跟踪、压力设定切为手动,同时伴有RB报警。但是,汽机侧负荷设定值却从350MW跳升至370MW后再落至361MW,主机高压调门开度由45%快开至70%再至100%。见图2。3rb回路运行情况#4机RB发生后,汽机侧负荷设定器输出由350MW先升至370MW后降至361MW,这种异常现象在同型号的3号机上也发生过,可见,这是控制回路设计缺陷造成的。根据汽机侧负荷设定器输出值异常跳变这一现象,可将缺陷的查找范围缩小至汽机侧负荷设定值的生成环节。此次RB发生前数月,西门子专家为了优化机组协调功能,对汽机主控回路中“主汽压力设定/实际大偏差前馈作用于汽机主控”环节进行修改,增强了其前馈控制功能,使得当主汽压力设定值与实际值相差太大时,在锅炉侧增减燃料的同时,先小幅动作主机调门,以保持主汽压力稳定。很有可能是这一改变,造成了异常动作。RB发生前,机组最大能力负荷为115%;RB发生后,按每套投自动运行的制粉系统的最大出力为118%,RB发生后尚有两套制粉系统投自动运行计算,机组最大能力负荷为118%÷3×2=78.7%。RB动作瞬间汽机主控回路框图见图3。从图1及图3可以看出,RB发生时,若控制系统工作正常,则汽机侧控制方式将为初压方式下的压力调节,而且压力设定值跟踪实际压力3s后切为手动(若进行手动调节,其值基本等于实际值),以保证机前压力,维持汽包水位稳定。RB后锅炉供应能力减少,机组输出负荷降低又有个过程,主汽调门本应关小。但这次的RB却出现异常,控制系统在压力设定回路(西门子的KKS码为40CJA04DU001)的运算周期(400ms)内,就接收到了RB标志信号(KKS码为:40CJA02DU001-XV04);RB回路计算后将锅炉主控输出的机组最大能力负荷指令由原来的115%降至78.7%;同时新的锅炉主控指令78.7%却进入了主汽压力设定回路,且经过其中的函数发生器产生了新的机组自动压力设定值(13.2MPa),因压力实际值为(16.5MPa),所以产生了一个较大的压力偏差,该压力偏差前馈给汽机主控,汽机侧的负荷设定值因此升高,主机调门只能快开,以满足要求。由于上述较大压力偏差在运算周期内就前馈给了汽机主控,汽机主控回路的输出突升。处于远方控制的汽机侧负荷设定值随之升高,从350MW升到370MW,主机高压调门快速由45%开启至70%(350MW时,该汽轮机的调门开度从50%至100%基本为空行程)。即,在一个运算周期内负荷快减指令经过主汽压力设定回路“溜”到了汽机主控回路,并最终作用到了主机调门上,使调门快开。上述运算周期结束后,压力设定值转为跟踪实际压力,压力偏差大幅减小,汽机侧负荷设定值也逐渐回落至361MW,这时机组的汽机跟踪运行方式已确立,限压方式也切至初压,汽机侧负荷设定器由远方控制转为就地控制,汽机侧负荷设定器不再跟踪汽机主控来的指令而变为由运行人员手动设定,由于运行并没有对其进行操作,所以该值就固定在361MW。事实上,在汽机压力控制器起作用前,汽机侧负荷设定器的设定值有效,主机调门在短暂的停歇后接着快速上升至100%。RB过程中,实际负荷最高升至357MW。此后,运行人员手动关调门,但是负荷仅在调门克服100%至50%的空行程后才开始降低,延误了处理时机。19∶45∶05,汽机侧压力控制器取代负荷控制器来控制主机调门,但是1s后,运行人员将燃料主控切为手动,之后又于19∶45∶19将汽机侧压力调节由初压切回限压,然后开始手动点开燃料主控输出指令。此后的80s内,机组实际负荷不仅没有降低,反而从350MW升至357MW。最后,运行人员采用快速关小主机调门、手动关角阀等措施,控制住了汽包水位、稳定了机组负荷,避免了机组跳闸。4rb动作时锅炉主控指令突变针对逻辑中存在的缺陷,在图3中的RB信号到PT1一阶延时环节的直通指令线路上增加一个1s的闭合延时块。有了这个延时块,即使RB动作时压力设定回路中的锅炉主控指令突变,1s内锅炉主控指令还是要经过这个PT1一阶延时运算环节(而且延时块的时间参数为180s),在压力设定的一个运算周期(400ms)内,压力设定的自动值输出不会有大的变化,而其它控制功能不会受到影响。逻辑修改后,华能福州电厂二期机组燃料RB又动作了数次。RB动作后,主机调门急剧开大的现象没有再出现过,问题得到了解决。5前提逻辑测试,将逻辑嘴唇打造成模型原逻辑设计中没有考虑逻辑元件运算的先后顺序以及逻辑运算周期的影响,造成了燃料RB时主机