余学军

(广东国华粤电台山发电有限公司，广东 江门 529228)

风烟系统一体化调节初探

余学军

(广东国华粤电台山发电有限公司，广东 江门 529228)

介绍了增压风机及旁路系统控制逻辑优化，阐述了强化增压风机调节炉膛负压的功能及动、静叶前馈的注意事项，最后对逻辑优化后事故案例进行了分析。

环保；脱硫旁路；一体化调节；逻辑优化；炉膛负压

0 引言

某电厂一期5台600 MW机组为亚临界一次中间再热强制循环汽包炉，锅炉采用平衡通风方式，烟气通过2台引风机接至脱硫系统；脱硫系统采用鼓泡塔技术，系统阻力大，布置一台增压风机以克服烟道阻力。因环保要求取消脱硫旁路系统，这样势必增加锅炉启动过程中的操作难度，且事故时也不能再将开启旁路作为事故处理的常规手段，锅炉极易因炉膛压力保护动作而发生MFT(Main Fuel Trip，主燃料切断)。针对此情况，对取消旁路后的风烟系统控制逻辑必须进行相应的优化。

1 增压风机及旁路系统控制逻辑优化

为满足国家环保局的无旁路运行要求，各台机组在大修期间完成了脱硫系统的控制优化工作，使改造后的增压风机、引风机实现联动，以保证炉膛负压运行稳定，脱硫系统与主机之间的保护联锁能够准确、快速、可靠地动作。总体目标是机组从启动至并网全程实现无脱硫旁路运行，当脱硫系统出现故障时，旁路挡板开启后延时触发MFT。

1.1 脱硫旁路挡板保护开启逻辑优化

脱硫旁路挡板保护开启逻辑变更如表1所示。

表1 脱硫旁路挡板保护开启逻辑变更表

1.2 增压风机、引风机联调逻辑优化

增压风机前馈信号及函数优化：以增压风机入口压力为主要被调量，使其控制在微负压范围内，同时引入锅炉侧2台引风机静叶开度作为前馈信号，使得增压风机动叶能对被控参数进行快速调节。增压风机控制回路中增加负荷大小变参数调节功能，提升快速调节能力。

1.3 锅炉MFT保护逻辑修改

“脱硫系统故障”信号分3路送入锅炉MFT主保护，在主机侧进行3取2计算后分别给锅炉MFT、跳送风机、跳引风机。“脱硫系统故障”信号由2部分组成：第一部分是旁路挡板1全开、旁路挡板3全开、中间快开执行器开度大于20%，3取2(旁路挡板开)且增压风机保护停，且锅炉负荷大于180 MW，延时5 min，发MFT请求；第二部分为旁路挡板1全关、旁路挡板3全关、中间快开执行器开度小于5%，3取2(旁路挡板关)且增压风机保护停，且脱硫入口烟气压力大于1 200 Pa(2V3)，延时5 s发MFT请求。在锅炉MFT跳闸后，联开脱硫旁路挡板。

1.4 RB逻辑优化

“脱硫系统异常”信号：锅炉负荷大于420 MW且烟冷泵只有一台运行。“脱硫系统异常”作为重要辅机信号引入主机RB逻辑，当脱硫岛异常时实现快速降低负荷，以使脱硫系统工况快速调整至正常，防止脱硫系统故障进一步恶化甚至跳闸。

2 强化增压风机调节炉膛负压的功能

利用增压风机入口压力设定值SP调节引风机和增压风机的功率分配，SP设定为正数时，引风机做功增加，增压风机减少；SP设定为负数时，引风机做功减少，增压风机增加。同时SP应有一定范围限制，通常在±500 Pa之间，当SP过高时，将使引风机至增压风机段膨胀节出现裂纹或爆漏；其次引风机出力增加，轴承温度可能升高达到跳闸值。当SP过低时，膨胀节会吸扁或增压风机跳闸，对炉膛负压扰动大。

从负压调节的角度看，增压风机可看成二级引风机，增压风机动叶调节速率与引风机采用1∶4的比例关系进行调节，在一定程度上可认为引风机作为粗调，增压风机作为细调。

增压风机动叶故障，将闭锁机组负荷增减，同时触发引风机闭锁自动调节，原因为：增压风机反馈信号需送给引风机做联调信号；逻辑优化时为防止增压风机动叶故障影响安全，在动叶故障时将引风机PID调节块中积分功能置无穷大(使其失效)，失去自动调节功能，只能手动操作。若增压风机失速，则会导致脱硫RB触发。

某些故障情况下，比如引风机静叶卡涩导致指令增加，由于前馈指令信号的存在，将使增压风机出力增加，一定程度上使炉膛负压趋于稳定。在单台引风机运行情况下，可适当降低SP，使引风机电流不超限。

3 动、静叶前馈的注意事项

为加快各风机的联动，使负压调节更为平稳，在原有各风机动静叶控制逻辑上增加前一级风机动、静叶反馈作为调节前馈，即送风机动叶反馈送至引风机静叶调节作为前馈量，引风机静叶反馈送至增压风机动叶调节作为前馈量(送风机动叶反馈未送至增压风机动叶作为前馈量)。

引风机前馈值计算。A、B侧送风机动叶反馈送至均值模块计算后送至各引风机作为前馈，其中均值模块中判断风机反馈取舍条件为：风机动叶测点信号正常无坏点。正常情况下，2台风机反馈值求和后取平均送至引风机作为前馈，当某台风机动叶测点故障时，剩下风机反馈值直接送至引风机作为前馈。风险分析：风机停运时，该风机动叶反馈仍将当前数值送入均值模块中计算，而不会判断风机是否运行。此种情况下，即使单台送风机停运，也需禁止对停运风机动叶进行任何操作，包括DCS及就地控制，如果确需操作则需联系热控人员将该反馈点仿真为0，或者解除2台引风机自动后进行传动。

增压风机前馈值计算。A、B侧引风机静叶反馈在该风机运行情况下送至增压风机取和后除以2作为增压风机调节的前馈量，如果单台引风机停运则将0送至增压风机逻辑进行运算，即将0加运行风机静叶反馈求和后除以2作为增压风机调节前馈量。风险分析：在某台引风机静叶反馈变坏点时，由于静叶反馈坏点会保持最后值，所以仍会送至运算中作为前馈量计算，也将会严重影响运行处理事故中增压风机正常调节。此种情况下，运行人员需尽快解除增压风机自动，并联系热控人员尽快处理静叶坏点故障，正常后方可投入增压风机自动；另外，在单台引风机停运，但电机需要试运时存在误动可能(此时传动停运风机静叶会影响前馈量)时，运行人员需禁止停运风机静叶传动或联系热控人员仿真停运风机静叶反馈为0，或解除增压风机自动后进行传动，但如果停运引风机电机未运行，可进行停运风机静叶传动。

4 逻辑优化后事故案例分析

某日4号机组A侧送、引、一次风机动静叶控制发Drive fault故障报警，执行4号机组A侧引风机静叶执行器控制头检查更换安措时，在将静叶执行器开关停电后，炉膛负压突降至-1 100 Pa，增压风机入口压力最低降至-1 840 Pa(-2 000 Pa旁路挡板开启)，经手动调节后恢复正常。

在执行工作票措施后，已经将A侧送、引、一次风机动静叶切手动方式，就地执行器打至禁操位(因为A侧一次风机、送风机、引风机执行器的指令反馈在同一卡件上，为防止插拔插头引起该卡件初始化而使动叶调节异常)，以往在将引风机静叶执行器开关停电后并无异常发生，为什么这次导致锅炉工况大幅波动呢？后经热控检查，静叶执行器开关停电后4A引风机静叶开度变星号，其增压风机的前馈信号由20%突变至100%，导致增压风机动叶突开，炉膛负压突降。

5 结语

炉膛负压是表征锅炉运行的重要参数，对负压良好的调节能力不但有利于炉膛燃烧，还能在一定程度上保证锅炉及相关设备的安全，风烟一体化调节是为适应当前严峻的环保形势所作的积极探索，需要指出的是，上述关于脱硫旁路的分析针对的是从逻辑上取消旁路的情况，如果物理旁路也取消，则将开启脱硫旁路直接改为锅炉MFT即可。

2014-09-18

余学军(1982—)，男，湖北孝感人，助理工程师，研究方向：热能与动力工程。