万太浩 ，孙　晋 ，佟金锴

(1.神华国华九江发电有限责任公司 江西 九江332500；2.沈阳工程学院 a.信息网络中心；b.学报编辑部， 辽宁 沈阳110136)



800 MW俄制机组RunBack控制逻辑设计与试验

万太浩1，孙晋2a，佟金锴2b

(1.神华国华九江发电有限责任公司 江西 九江332500；2.沈阳工程学院 a.信息网络中心；b.学报编辑部， 辽宁 沈阳110136)

摘要：机组故障快速减负荷是在锅炉重要辅机设备出现故障时，热工控制系统自动、快速、平稳的降负荷，以减少机组非停。绥电一期2×800 MW机组受当年的软、硬件技术的限制，RB功能一直未能实现。在国华公司倡导加快发展煤炭清洁高效利用、打造高品质绿色发电、全面实施现役燃煤机组节能环保综合升级改造的统一指导下，绥电对机组主、辅设备和热工DCS系统进行了升级改造。实现机组RB功能，是本次改造重点项目之一。对机组RB设计与试验进行了详细阐述。

关键词：机组故障快速减负荷(RB)；控制策略；动态试验

1机组概况

国华绥中发电有限责任公司(简称绥电)的一期2×800 MW汽轮发电机组是从俄罗斯引进的整套生产设备。汽轮机为单轴凝汽式、五缸六排汽汽轮机；锅炉为超临界、一次中间再热直流锅炉；热工分散控制系统是由德国西门子公司生产的TELEPERM ME/XP型集散控制系统。

受制于当年DCS系统软、硬件条件和落后的控制思想，绥电一期2×800 MW机组的RB功能一直未能实现。在国华电力公司加快发展煤炭清洁高效利用技术、集约高效开展资源综合利用、打造高品质绿色发电文化升级版及全面实施现役燃煤机组节能环保综合升级改造的统一指导下，绥电对机组主、辅设备和热工DCS系统进行了升级改造。实现机组RB功能是该次改造的重点项目之一。

2RB验收条件与合格标准

2.1RB 验收条件

1)机组能够带满负荷稳定运行，模拟量控制系统定值扰动试验及协调控制系统负荷变动试验满足DL/T657的要求；

2)机组无主要缺陷，锅炉不投油稳燃负荷低于50%额定负荷，机炉主要保护全部投入；

3)在RB正式试验过程中，严禁采用诸如提前投油稳燃、改变保护定值、改变自动定值、改变机组运行参数等与正常运行状态不符的方法来追求RB 的成功率。

2.2RB 验收合格标准

根据《火力发电机组辅机故障减负荷RB规程》规定，认定该项RB 试验合格需满足以下2个条件：

1)重要辅机停运后，机组RB 动作过程全部自动完成，在到达负荷目标值之前，未进行人工干预；

2)机组参数波动范围不危及机组安全且不引起机组保护动作跳闸。

3RB逻辑设计

3.1RB功能特点

当重要机组发生故障跳闸时，RB动作，联锁相关设备动作，以确保机组安全稳定运行。从实现过程来讲，RB控制属于机组热工联锁保护范畴；从控制结果看，RB控制功能属于机组异常工况下对负荷的调整、对机组所辖系统设备的调节、保证机组重要参数在正常范围内波动。所以，机组RB功能是集开关量控制和模拟量控制的复合控制系统。

3.2机组RB控制策略

RB功能是机组重要辅机发生故障时，系统将自动、快速减少进入锅炉的燃料量和给水量，直到机组的负荷指令等于或小于机组的最大出力。机组RB控制策略由燃烧器管理系统(BMS)和模拟量控制系统(MCS)共同实现，主要有以下几个控制回路：控制方式切换回路、机组最大出力计算回路、切磨投油控制逻辑、降负荷变化率设定回路。常规机组RB控制系统的组成如图1所示。其中，汽机主控、锅炉主控、RB控制方式、RB控制逻辑是模拟调节系统(MCS)中机组协调控制系统的一部分，属于RB控制的管理层，实现RB的动作触发回路、机组的降负荷速率和目标负荷计算等功能；BMS、MCS、DEH是RB控制的执行层，实现快速减负荷、切燃烧器、投油助燃等功能。

为了满足快速减负荷的操作，机组控制系统需满足以下条件：锅炉控制子系统以自动方式运行(风量、炉膛压力、燃料、给水等系统均以自动方式)；汽机主控以自动方式运行。采用定压运行的超临界直流锅炉，在机组发生RB时要避免振荡和超调，必须保证给水和燃料系统的静态和动态平衡，确保机组在任何工况下发生RB时燃料量与减少的锅炉给水量相适应，维持过、再热汽温的稳定，使机组负荷平稳地降到与辅机最大出力相适应的水平。

图1　RB控制系统的组成

绥电800 MW机组RB功能共设置8项：磨煤机RB、引风机RB、送风机RB、增压风机RB、循环泵RB、给水泵RB、一次风机RB、高加RB。

图2　RB控制逻辑

RB控制逻辑如图2所示，由送风机运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由引风机运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由一次风机运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由给水泵运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由空预器运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由增压风机运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由循泵运行台数计算出最大出力送到逻辑小选块；由逻辑小选块计算出当前机组最大出力。

确定送风机RB降负荷速率并送到逻辑大选块；确定引风机RB降负荷速率并送到逻辑大选块；确定一次风机RB降负荷速率并送到逻辑大选块；确定给水泵RB降负荷速率并送到逻辑大选块；确定空预器RB降负荷速率并送到逻辑大选块；确定增压风机RB降负荷速率并送到逻辑大选块；确定循泵RB降负荷速率并送到逻辑大选块；由逻辑大选块计算出机组RB后降负荷速率。

在发生辅机故障跳闸时，如果当时的机组负荷大于机组当前最大出力(设置一定的偏差)，即触发RB。在RB动作后，锅炉燃烧器控制系统(BMS)按从上至下的顺序，按照预设的时间间隔自动跳磨，最终保留4台(一次风机RB动作)或5台(其余非磨RB六项动作)磨煤机运行，同时下层油枪自动投入运行。模拟量控制系统(MCS)自动将机组运行方式由协调控制方式(CCS)切换到汽机跟踪方式(TF)，汽机主控制器负责保持机前压力的稳定，锅炉主控输出跟踪RB目标负荷，锅炉主控信号作为前馈的同时引入燃水比控制系统，将锅炉给水减到与目标负荷相适应的量，保证给水量和燃料量匹配达到动态平衡。

3.3具体控制方案的实施

以改造后绥电1#机组RB功能实施为例，分别列出8项RB控制方案如下：

1)机组负荷大于590 MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，运行中的2台送风机的其中1台跳闸，机组发生送风机RB，目标负荷为560 MW，降负荷速率为50%BMCR。

2)机组负荷大于630 MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，运行中的3台引风机的其中1台跳闸，机组发生引风机RB，目标负荷为600 MW，降负荷速率为50%BMCR。

3)机组负荷大于480MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，运行中的2台一次风机的其中1台跳闸，机组发生一次风机RB，目标负荷为450 MW，降负荷速率为100%BMCR。

4)机组负荷大于530 MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，运行中的2台增压风机的其中1台跳闸，机组发生增压风机RB，目标负荷为500 MW，降负荷速率为50%BMCR。

5)机组负荷大于510 MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，运行中的2台汽泵的其中1台跳闸，机组发生汽泵RB，目标负荷为480 MW，降负荷速率为100%BMCR。

6)机组负荷大于510 MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，运行中的2台循环泵(高速循环泵跳闸无延时、低速循环泵跳闸延时5 s)的其中1台跳闸，机组发生循环泵RB，目标负荷为480 MW，降负荷速率为50%BMCR。

7)机组负荷大于750 MW，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，任一列高压加热器由于水位高或者手动紧急解列时，机组发生高加RB，目标负荷为660 MW，降负荷速率为100%BMCR。

8)5台或者5台以上磨组运行，CCS、给水、燃料主控等在自动状态，有磨煤机跳闸时且机组负荷高于剩余运行磨煤机带负荷能力(死区30 MW)，发生磨RB，负荷降至剩余运行磨组带负荷目标值，降负荷速率为50%BMCR(7台运行磨煤机带负荷能力为880 MW；6台目标负荷为750 MW，加上死区30 MW，跳闸后剩余6台磨煤机运行时触发磨RB负荷为780 MW；5台目标负荷为630 MW，加上死区30 MW，跳闸后剩余5台磨煤机运行时触发磨RB负荷为660 MW；4台目标负荷为510 MW，加上死区30 MW，跳闸后剩余4台磨煤机运行时触发磨RB负荷为540 MW)。

其中一次风机RB、 给水泵RB跳磨(第一台均无延时)时间间隔为5 s， 其他辅机切磨时间间隔为10 s；一次风机RB跳闸保留4台磨煤机运行，其余6项RB(磨RB除外)保留5台磨煤机运行，跳磨方式为对称保留A、B两侧制粉系统运行由高层至低层联锁跳闸。

4RB试验

4.1试验条件

1)一次设备工作可靠；

2)燃料自动、主汽温自动、炉膛负压自动、送风机自动、一次风压自动、给水自动、除氧器水位自动、凝汽器水位自动均已投入；

3)RB试验前完成汽机跟随方式投运，并已进行过负荷变动试验，调节品质合格；

4)机组负荷在450 MW到880 MW之间；

5)机组在协调方式或者汽机跟随方式下运行；

6)试验开始前，所有保护均已投入。

4.2RB功能静态逻辑传动试验

在机组停运的情况下，按设计的功能依次模拟RB产生的条件，进行RB功能模拟试验。RB功能模拟试验，检查以下内容：

1)不同原因的RB发生时，DI通道应正确动作；

2)负荷运算回路、负荷指令变化速率等RB控制参数已正确设定；

3)CCS输出至FSSS以及至DEH侧的DO通道应正确动作；

4)FSSS跳磨煤机的控制逻辑正确，满足要求；

5)RB发生后机组由CCS方式切换到汽机跟随(TF)方式运行；

6)RB时，主汽压力采用定压方式符合设计要求。

4.3RB动态试验及数据

2015年1月15日21时42分13秒，当前机组负荷为704 MW，总燃料量为287 t/h，主蒸汽压力为23.80 MPa，主蒸汽温度为539.6 ℃，给水流量为 2 104 t/h，再热汽温为540.5 ℃，风量为2 660 t/h，负压为-58 Pa，一次风压为12.04 kPa。手动打闸12#一次风机，触发一次风机RB，机组由CCS控制方式自动转入TF方式，一次风机RB目标负荷450 MW，在21时42分15秒时,12#一次风机跳闸联锁跳闸13#引风机，21时42分16秒时跳闸7#磨，相隔5 s后跳闸3#磨，最终保留4台磨运行。

21时43分58秒时，负荷降至480 MW，一次风机RB自动复位，21时44分32秒时，负荷降至456 MW。汽机主控维持机组的主汽压力，并伴随着机组负荷下降，机组实际负荷趋于目标负荷时，RB自动结束。RB结束时，负荷为480 MW、主汽温度为539.4 ℃、主汽压力为23.68 MPa、总燃料量为174 t/h、给水流量为1 275 t/h、再热汽温为537 ℃、风量为2 103 t/h、负压为-31 Pa、一次风压为9.51 kPa。RB动作过程中炉膛负压最高为433 Pa，最低为-215 Pa；一次风压最高为10.77 kPa，最低为9.06 kPa。一次风机RB曲线如图3 所示。

图3　一次风机RB曲线

通过机组RB试验动作过程及对分析试验数据(高加及循泵略)可知，机组在RB触发后均按设计的控制策略动作，在5 min以内系统达到了新的平衡状态，负荷趋于稳定，主要运行参数控制在允许的范围内，机组经受住了考验，控制系统性能优良。机组RB各重要参数汇总见表1所示。

5结语

绥电一期2×800 MW俄制机组辅机故障快速减负荷(RB)功能的成功试验与投入，改善了机组的运行工况，大大提高了机组自动化水平和机组的整体效率，降低运行操作人员的劳动强度，为保证机组的安全、稳定、经济运行提供了可靠的技术基础。

表1　机组RB试验重要参数汇总

参考文献

[1]朱晓星，王柏眷，徐湘沪.国产600MW超临界机组RB功能控制策略[J].中国电力，2007，40(10)：57-59.

[2]张海富,高生辉，万太浩.国华锦能公司RB逻辑设计与优化[J].自动化博览,2011(4)：70-74.

[3]杨柳，王存旭，丁鑫，等.330MW火电机组RB全自动控制策略及试验[J].沈阳工程学院学报：自然科学版，2015，11(1)：80-85.

(责任编辑魏静敏校对佟金锴张凯)

Design and test of 800MW Russian made unit RunBack logic control

WAN Tai-hao1， SUN Jin2a，TONG Jin-kai2b

(1.Guohua Jiujiang Power Generation Co.Ltd.,Jiujiang 332500,Jiangxi Province；2.a.Information Network Center;b.Editorial Department of Journal,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136，Liaoning Province)

Abstract：RunBack(RB)is a fault appears in boiler important auxiliary equipment,Distributed Control System,automatic,rapid,steady load reduction,reduction of non stop.Suizhong Power the first phase of the project 2 x 800MW units subject to when soft,hardware technology of RB function has not been realized.In Guohua company advocates to speed up the development of efficient use of clean coal,to create high-quality green power,the full implementation of the active coal-fired units of energy saving and environmental protection comprehensive transformation and upgrading under the unified guidance,Suizhong Power upgrade of auxiliary equipment and thermal unit DCS,one of main unit,realize the function of RB is also the second transformation projects.This paper elaborates on the design and test of RB unit.

Key words：RunBack;Control strategy;Dynamic test

中图分类号：TK472

文献标识码：A

文章编号：1673-1603(2016)02-0148-05

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2016.02.012

作者简介：万太浩(1981-)，男(满族)，辽宁抚顺人，高级工程师，硕士。

收稿日期：2015-03-20