三、 事故原因分析及解決措施
從事故的直接原因來看,電氣側故障引起了#1引風機跳閘,從而導致了這次事故。但認真分析一下就會發(fā)現,單臺輔機跳閘并不應該觸發(fā)鍋爐跳閘,所以引起事故的原因是多方面的,應該從多個方面加以分析和解決。
3.1 RB功能未及時投用
機組在高負荷下運行時,發(fā)生重要輔機跳閘,協調回路應該立即減負荷、減燃料,同時通過機組的自動控制回路保證主汽壓力、主汽溫度、再熱器溫度、爐膛壓力、含氧量、汽包水位、除氧器水位、凝汽器水位等重要參數的控制。由于在基建調試階段,RB功能還未投用,以致#1引風機跳閘后,燃料量沒有及時減下來,相應 總風量指令也沒有減少,#1二次風機跳閘后,#2二次風機導葉繼續(xù)開大,導致送風過量,是爐膛壓力沖高的一個重要原因。
所以,及時投用RB,對保證機組安全、穩(wěn)定運行,將發(fā)揮積極的作用。
3.2 引風機出力不足
由于輔機設備選型不同,該廠在負荷270 MW、給煤量200t/h時,引風機靜葉開度已在80%以上,且其中一臺引風機電流已接近額定電流;而負荷在300MW、給煤量210t/h的已投運參考 電廠的引風機靜葉開度均小于60%。#1引風機跳閘時,#2引風機靜葉雖然及時開大,補償#1引風機的出力,但#1引風機跳閘時#2引風機靜葉開度已到達 84%,#2引風機的調整余量是很有限的。在機組整套啟動中,引風機出力達不到設計要求,嚴重影響了機組的帶負荷能力。引風機出力不足,是爐膛壓力沖高的一個重要原因。
3.3 輔機聯鎖時間過長
在兩臺二次風機均運行時,#1引風機跳閘,要聯跳#1二次風機。從動作結果來看,邏輯聯鎖沒有問題,但聯跳時間過長,#1引風機跳閘后,經過3秒鐘#1二 次風機才跳閘。輔機聯鎖時間過長,也是爐膛壓力沖高的一個重要原因。
利用DCS系統的SOE記錄功能,我們做了引風機、送風機的輔機聯鎖試驗。通過模擬引風機的跳閘信號,從SOE記錄來看,引風機聯跳同側送風機的時間均在 2.7秒左右;檢查DCS系統中風煙系統主要輔機聯鎖邏輯運算周期均為500ms,將運算周期由500ms改為100ms再重復做輔機聯鎖試驗,引風機聯 跳同側二次風機的時間均在300ms以內。
3.4 對總風量指令上限進行限制
原總風量指令是由風/煤比計算而來的,所以#1引風機和#1二次風機跳閘后,燃料量未減,總風量指令也未減小,以致送風過量。如果此時#2引風機有足夠的 調整余量,那么還是可以實現爐膛壓力控制的。
從機組安全運行的角度考慮,針對設備出力情況,對總風量指令回路考慮加入引風機的出力上限限制??傦L量指令由原來的風/煤指令改為:針對吸風機運行臺數給 出的風量指令與原風/煤指令的小選值。吸風機運行臺數的風量指令根據試驗定為:1臺吸風機運行允許送風量450kNm3/h,2臺吸風機運行允許送風量 1100kNm3/h。
這樣,可以對進入爐膛的總風量進行上限限制,保證引風機在出力范圍內實現對爐膛壓力的控制;同時,為了保證爐內燃燒,在煙氣含氧量小于1.5%時,對燃料 量進行閉鎖增,避免進入爐內的送風不足。
3.5 對引、送風調節(jié)回路進行調整
如圖1,在原來的控制方案中,#1引風機聯跳#1二次風機,相應控制回路中#1二次風機的導葉取消分配,原#1二次風機的出力由#2二次風機來補上,送風 不減反增地進入爐膛,而此時#2引風機靜葉開度已到最大,已經沒有調整余度去控制爐膛正壓。
針對這種情況,同時結合總風量回路的調整,對于送風、引風調節(jié)回路,單臺風機跳閘時,風機出力不再疊加到另一臺風機上,風機導葉根據被調量進行調節(jié)。
3.6 增加鍋爐跳閘聯跳引風機
根據原邏輯,鍋爐跳閘只聯跳一次風機和高壓流化風機,停止爐膛內的物料循環(huán),而不聯跳引風機和送風機,目的是保持爐內的煙氣循環(huán);在鍋爐跳閘的所有觸發(fā)條件中,只有爐膛壓力低低既觸發(fā)鍋爐跳閘,還聯跳引風機;即除爐膛壓力低低外的入口條件,只觸發(fā)鍋爐跳閘,不會聯跳引風機。
圖1中鍋爐跳閘時,#2引風機靜葉已全開,鍋爐跳閘聯跳一次風機和高壓流化風機雖然使進入爐膛內的總風量減少很多,但風量測量單元是有測量延時的,同時由于#2引風機靜葉輸出早就已經飽和,必須總風量減小到一定量才開始關小,而且引風機靜葉往下關也需要一定時間,最終導致一次風機和高壓流化風機跳閘引起的風量減小速度超過引風機靜葉回關速度,所以出現了圖1中鍋爐跳閘后爐膛負壓沖向了-3000Pa。
從鍋爐安全的角度考慮,在鍋爐主保護邏輯中,增加鍋爐跳閘聯跳引風機(送風機由引風機來聯跳)邏輯,即不論鍋爐跳閘的入口條件是什么,只要發(fā)生鍋爐跳閘,都要聯跳引風機和送風機。
3.7 建議增加鍋爐聯跳汽機的判斷條件
圖1中鍋爐跳閘后,通過機爐大聯鎖聯跳了汽機。但300MW循環(huán)流化床鍋爐在爐膛和外置床內有大量的熱床料,蓄熱量非常大,鍋爐跳閘后在一定時間內仍能保 持主汽流量和蒸汽品質,所以鍋爐跳閘后并不一定要跳汽機,如果能在短時間內排除鍋爐側故障,那么這期間汽機是可以不用解列的。
從已投運的300MW參考電廠的實際運行來看,由于鍋爐內大量的熱量蓄積,運行中曾出現鍋爐跳閘后5個多小時,汽機仍保持并網運行。所以,針對300MW 循環(huán)流化床鍋爐的特點,如果既考慮保證機組安全,又盡量利用循環(huán)流化床的優(yōu)點,盡量減少停機,這樣可以給電廠減少不必要的經濟損失。
因此建議增加鍋爐聯跳汽機的判斷條件,參考方案如下:增加主汽溫低于430℃報警、主汽溫變化率高(5℃/MIN)報警、主汽溫變化率低(-5℃ /MIN)報警、主汽溫過熱度低(120℃)報警和主汽溫過熱度低低(100℃)報警,以便在鍋爐跳閘后主蒸汽品質不高時及時停機。
四、結論
本文根據停機事故反映出的問題,結合機組的實際情況,對機組的控制邏輯進行了相應調整和優(yōu)化。修改后的控制方案,既考慮了機組正常運行時的調節(jié)和控制,也考慮了事故工況下機組的安全、穩(wěn)定、經濟運行,是一種更優(yōu)化、更合理