火电厂锅炉风烟系统全自动启动控制方案

2019-08-06叶福南

发电设备 2019年4期

叶福南，庄伟

(1.广东省能源集团有限公司广东珠海电厂，广东珠海 519050；2.上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，上海 200240)

风烟系统是火力发电厂主要系统之一，其中涉及的风机、阀门等设备较多，启停过程包含大量操作。风烟系统全自动启动控制方案以顺序控制为依托，结合模拟量调节回路、设备控制模式的自动投切及置值等回路的穿插运用，从而实现启停机组过程中风烟系统的全程自动。运行人员只需点击风烟系统启动操作面板，程序将自动完成单侧风烟系统启动到第二台一次风机启动期间的所有操作，大大减轻了运行人员的操作强度。

1 系统概况

某电厂锅炉采用平衡通风方式，每台锅炉设有2台三分仓容克式空气预热器、2台动叶可调轴流式引风机、2台动叶可调轴流式送风机和2台动叶可调轴流式一次风机，为防止空气预热器低温腐蚀，每台送风机和一次风机出口处各装有1台蒸汽暖风器。锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下，空气预热器一次风压降为0.735 kPa，空气预热器二次风压降为0.956 kPa，炉膛到空气预热器出口压降为2.867 kPa。锅炉设计煤种为准格尔矿煤，校核煤种为内蒙古纳林庙东胜煤，采用中速磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统，燃烧器采用四角布置切向燃烧方式。燃烧器共设置6层煤粉喷嘴，锅炉配置6台ZGM123G中速磨煤机，每台磨煤机的出口由4根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，锅炉最大连续蒸发量(MCR)和锅炉额定蒸发量(ECR)负荷时均投5层，另1层备用。主燃区燃烧器共有二次风挡板14组，均由电动执行器单独操作，同时配备7层分离燃尽风(SOFA)风门以降低炉膛出口的NOx排放量。风烟全程控制涉及的主要设备包括2台空气预热器及相应的挡板，六大风机本体及其油站、风烟挡板系统，56个二次风挡板，24个SOFA风门。

2 方案组成

风烟系统全自动启动控制方案包括单侧送、引风机启动功能组，第一台一次风机启动功能组，第二套送、引风机启动功能组，第二台一次风机启动功能组。

2.1 单侧送、引风机启动控制策略

2.1.1 单侧风烟启动功能组设计流程

单侧风烟启动流程图见图1。单侧风烟启动功能组主要包括：

(1)空气预热器子组启动。

(2)风烟通道建立(开2台空气预热器出入口风烟挡板，开2台送风机出口挡板，开2台送风机动叶，开56个二次风挡板，开24个SOFA风挡板)。

(3)引风机子组启动(启动预选侧引风机的油站及轴冷风机，开出口挡板，关入口挡板及动叶，启动引风机，开入口挡板，投动叶自动)。

(4)送风机子组启动(启动预选侧送风机油站，关送风机出口挡板及动叶，启动送风机，开送风机出口门，关对侧送风机出口挡板及动叶，开送风机联络门，送风机动叶以5 %/min的速率开大直到锅炉总风质量流量大于800 t/h，风量投自动)。

图1 单侧风烟启动流程图

2.1.2 炉膛负压稳定策略

根据工艺，首台送风机启动前应关闭出口挡板、送风机动叶，此时整个炉膛只有1台引风机运行，容易造成炉膛负压大幅波动[1]，为此专门设计1套送风机动叶超驰开逻辑，即在送风机出口门关反馈消失10 s后，提前以5 %/min的速率开大送风机动叶，加入此程序后，可以有效改善炉膛负压的控制品质，具体逻辑见图2。

图2 送风机动叶超驰开逻辑

2.1.3 炉膛负压及风量控制全程自动

根据程序设计，引风机功能组启动完毕，即投入炉膛负压设定块自动，设定值为-150 Pa，为此，笔者专门设计1套适用于机组启动阶段及低负荷运行的炉膛负压控制程序及相应的参数，具体逻辑见图3。

为配合全程风烟自动程序的实现，送风机功能组启动后，以5 %/min的速率逐渐开大送风机动叶，直到锅炉总风质量流量大于800 t/h，风量投自动。

图3 引风机动叶变比例、积分逻辑图

2.2 第一台一次风机启动控制策略

在判断磨煤机组通风台数≥2时，风烟系统全程控制系统的上层逻辑将自动调用第一台一次风机启动功能组。

2.2.1 第一台一次风机启动功能组设计流程

第一台一次风机启动流程见图4。

图4 第一台一次风机启动流程图

单侧风烟启动功能组主要包括：

(1)密封风机子组启动。

(2)热态则启动通风磨煤机对应油枪投入，冷、温态跳过此步骤。

(3)一次风机子组启动(启动预选侧一次风机的油站，开出口冷风挡板，关一次风机出口挡板及动叶，启动一次风机，开出口挡板及联络挡板)。

(4)缓慢开大预选侧一次风机动叶，监视预选侧一次风机电流、出口风压变化情况(0～3 kPa，间隔5 s，开大2%；3.0～5.5 kPa，间隔5 s，开大5%，若炉膛负压高于300 Pa，则间隔10 s，开大3%)，直至空气预热器出口一次风压在5.5 kPa左右。

(5)投入预选侧一次风机动叶自动，设定一次风压为5.9 kPa。

(6)待一次风压调整稳定后，投入通风磨煤机热风调节挡板自动，设定磨煤机入口一次风质量流量为75 t/h，冷、温态B磨煤机投暖风器调节阀自动(热态跳过此步骤)。

2.2.2 防止一次风机喘振的程序设计

一次风机启动后，缓慢开大动叶的过程可能会造成风机喘振，为此专门设计相应的程序来避免此种情况(电流缓慢上升无突增，风压缓慢上升，监视风机任一振动值达6.3 mm/s；电动机线圈任一温度大于120 ℃，电动机轴承任一温度大于80 ℃或风机轴承任一温度大于85 ℃；喘振测点发喘振(PED)报警；以上任一报警触发，停止该功能子组并发出报警)。

2.3 第二台送、引风机启动控制策略

第二套送引风、一次风系统的启动涉及并风机的操作，操作强度和难度较大，电厂一般都会安排有经验的运行人员进行风机的并退操作。为此，笔者专门设计1套风机的并退回路及电流平衡回路，从而实现风机并退的全程自动。机组并网前，在判断锅炉总风质量流量≥1 400 t/h时，风烟系统全程控制系统的上层逻辑将自动调用第二套送、引风机启动功能组。

如表2，40例患者中有15例为TIA发作患者，29例梗塞患者，ASL灌注区与MRA血管狭窄一致患者为37例，不一致患者3例，一致率为92.5%，两组数据对比差异具有一致性（P＞0.05）。

2.3.1 第二台送、引风机启动功能组设计流程

第二台送、引风机启动流程见图5。