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(cè)故障引起了#1引風(fēng)機跳閘,從而導(dǎo)致了這次事故。但認(rèn)真分析一下就會發(fā)現(xiàn),單臺輔機跳閘并不應(yīng)該觸發(fā)鍋爐跳閘,所以引起事故的原因是多方面的,應(yīng)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(fù)荷下運行時,發(fā)生重要輔機跳閘,協(xié)調(diào)回路應(yīng)該立即減負(fù)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(shù)的控制。由于在基建調(diào)試階段,RB功能還未投用,以致#1引風(fēng)機跳閘后,燃料量沒有及時減下來,相應(yīng) 總風(fēng)量指令也沒有減少,#1二次風(fēng)機跳閘后,#2二次風(fēng)機導(dǎo)葉繼續(xù)開大,導(dǎo)致送風(fēng)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(fēng)機出力不足
由于輔機設(shè)備選型不同,該廠在負(fù)荷270 MW、給煤量200t/h時,引風(fēng)機靜葉開度已在80%以上,且其中一臺引風(fēng)機電流已接近額定電流;而負(fù)荷在300MW、給煤量210t/h的已投運參考 電廠的引風(fēng)機靜葉開度均小于60%。#1引風(fēng)機跳閘時,#2引風(fēng)機靜葉雖然及時開大,補償#1引風(fēng)機的出力,但#1引風(fēng)機跳閘時#2引風(fēng)機靜葉開度已到達(dá) 84%,#2引風(fēng)機的調(diào)整余量是很有限的。在機組整套啟動中,引風(fēng)機出力達(dá)不到設(shè)計要求,嚴(yán)重影響了機組的帶負(fù)荷能力。引風(fēng)機出力不足,是爐膛壓力沖高的一個重要原因。
3.3 輔機聯(lián)鎖時間過長
在兩臺二次風(fēng)機均運行時,#1引風(fēng)機跳閘,要聯(lián)跳#1二次風(fēng)機。從動作結(jié)果來看,邏輯聯(lián)鎖沒有問題,但聯(lián)跳時間過長,#1引風(fēng)機跳閘后,經(jīng)過3秒鐘#1二 次風(fēng)機才跳閘。輔機聯(lián)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(tǒng)的SOE記錄功能,我們做了引風(fēng)機、送風(fēng)機的輔機聯(lián)鎖試驗。通過模擬引風(fēng)機的跳閘信號,從SOE記錄來看,引風(fēng)機聯(lián)跳同側(cè)送風(fēng)機的時間均在 2.7秒左右;檢查DCS系統(tǒng)中風(fēng)煙系統(tǒng)主要輔機聯(lián)鎖邏輯運算周期均為500ms,將運算周期由500ms改為100ms再重復(fù)做輔機聯(lián)鎖試驗,引風(fēng)機聯(lián) 跳同側(cè)二次風(fēng)機的時間均在300ms以內(nèi)。
3.4 對總風(fēng)量指令上限進(jìn)行限制
原總風(fēng)量指令是由風(fēng)/煤比計算而來的,所以#1引風(fēng)機和#1二次風(fēng)機跳閘后,燃料量未減,總風(fēng)量指令也未減小,以致送風(fēng)過量。如果此時#2引風(fēng)機有足夠的 調(diào)整余量,那么還是可以實現(xiàn)爐膛壓力控制的。
從機組安全運行的角度考慮,針對設(shè)備出力情況,對總風(fēng)量指令回路考慮加入引風(fēng)機的出力上限限制??傦L(fēng)量指令由原來的風(fēng)/煤指令改為:針對吸風(fēng)機運行臺數(shù)給 出的風(fēng)量指令與原風(fēng)/煤指令的小選值。吸風(fēng)機運行臺數(shù)的風(fēng)量指令根據(jù)試驗定為:1臺吸風(fēng)機運行允許送風(fēng)量450kNm3/h,2臺吸風(fēng)機運行允許送風(fēng)量 1100kNm3/h。
這樣,可以對進(jìn)入爐膛的總風(fēng)量進(jìn)行上限限制,保證引風(fēng)機在出力范圍內(nèi)實現(xiàn)對爐膛壓力的控制;同時,為了保證爐內(nèi)燃燒,在煙氣含氧量小于1.5%時,對燃料 量進(jìn)行閉鎖增,避免進(jìn)入爐內(nèi)的送風(fēng)不足。
3.5 對引、送風(fēng)調(diào)節(jié)回路進(jìn)行調(diào)整
如圖1,在原來的控制方案中,#1引風(fēng)機聯(lián)跳#1二次風(fēng)機,相應(yīng)控制回路中#1二次風(fēng)機的導(dǎo)葉取消分配,原#1二次風(fēng)機的出力由#2二次風(fēng)機來補上,送風(fēng) 不減反增地進(jìn)入爐膛,而此時#2引風(fēng)機靜葉開度已到最大,已經(jīng)沒有調(diào)整余度去控制爐膛正壓。
針對這種情況,同時結(jié)合總風(fēng)量回路的調(diào)整,對于送風(fēng)、引風(fēng)調(diào)節(jié)回路,單臺風(fēng)機跳閘時,風(fēng)機出力不再疊加到另一臺風(fēng)機上,風(fēng)機導(dǎo)葉根據(jù)被調(diào)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.6 增加鍋爐跳閘聯(lián)跳引風(fēng)機
根據(jù)原邏輯,鍋爐跳閘只聯(lián)跳一次風(fēng)機和高壓流化風(fēng)機,停止?fàn)t膛內(nèi)的物料循環(huán),而不聯(lián)跳引風(fēng)機和送風(fēng)機,目的是保持爐內(nèi)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(lián)跳引風(fēng)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(lián)跳引風(fēng)機。
圖1中鍋爐跳閘時,#2引風(fēng)機靜葉已全開,鍋爐跳閘聯(lián)跳一次風(fēng)機和高壓流化風(fēng)機雖然使進(jìn)入爐膛內(nèi)的總風(fēng)量減少很多,但風(fēng)量測量單元是有測量延時的,同時由于#2引風(fēng)機靜葉輸出早就已經(jīng)飽和,必須總風(fēng)量減小到一定量才開始關(guān)小,而且引風(fēng)機靜葉往下關(guān)也需要一定時間,最終導(dǎo)致一次風(fēng)機和高壓流化風(fēng)機跳閘引起的風(fēng)量減小速度超過引風(fēng)機靜葉回關(guān)速度,所以出現(xiàn)了圖1中鍋爐跳閘后爐膛負(fù)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(lián)跳引風(fēng)機(送風(fēng)機由引風(fēng)機來聯(lián)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(lián)跳引風(fēng)機和送風(fēng)機。
3.7 建議增加鍋爐聯(lián)跳汽機的判斷條件
圖1中鍋爐跳閘后,通過機爐大聯(lián)鎖聯(lián)跳了汽機。但300MW循環(huán)流化床鍋爐在爐膛和外置床內(nèi)有大量的熱床料,蓄熱量非常大,鍋爐跳閘后在一定時間內(nèi)仍能保 持主汽流量和蒸汽品質(zhì),所以鍋爐跳閘后并不一定要跳汽機,如果能在短時間內(nèi)排除鍋爐側(cè)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(nèi)大量的熱量蓄積,運行中曾出現(xiàn)鍋爐跳閘后5個多小時,汽機仍保持并網(wǎng)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(jīng)濟損失。
因此建議增加鍋爐聯(lián)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(zhì)不高時及時停機。
四、結(jié)論
本文根據(jù)停機事故反映出的問題,結(jié)合機組的實際情況,對機組的控制邏輯進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)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(diào)節(jié)和控制,也考慮了事故工況下機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行,是一種更優(yōu)化、更合理