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引言
      300MW循環(huán)流化床機組在自動控制上存在熱慣性大和遲滯大等難題，輔機故障減負荷（RB）功能試驗是對機組控制特性的重大考驗。通過對華能北方聯(lián)合電力蒙西電廠首臺300MW循環(huán)流化床空冷機組的試驗，對原設計的控制方案進行了優(yōu)化，取得了比較好的RB 試驗結果。
      華能北方聯(lián)合電力蒙西發(fā)電廠循環(huán)流化床機組是首臺300MW循環(huán)流化床空冷機組。鍋爐是由上海鍋爐廠有限公司設計制造的SG-1057/17-M型、單鍋筒自然循環(huán)、集中下降管、平衡通風、絕熱式旋風氣固分離器、循環(huán)流化床燃燒方式（褲權型結構帶4合外置流化床）、滾筒式冷渣器的循環(huán)流化床鍋爐，過熱器采用3級噴水減溫，再熱器采用外置床調節(jié)蒸汽溫度為主、事故噴水裝置調節(jié)蒸汽溫度為輔，供煤采用4條給煤線（2條運行滿足100％負荷），給水采用3合電動給水泵（2臺運行1臺備用）。汽輪機是由上海汽輪機有限公司設計制造的N300-16.7/538/538型一次再熱、單軸、三缸（高中壓合缸）四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機。熱工控制系統(tǒng)采用美國Honeywell公司生產的 TPS分散控制系統(tǒng)，實現整臺機組的一體化控制。
一、流化床機組的RB控制策略
       循環(huán)流化床機組的RB控制功能與常規(guī)煤粉爐基本相同，都是在輔機故障的情況下快速降負荷至機組允許的最大出力，但由于流化床燃燒工藝上的特點，在 RB 控制策略上的主要區(qū)別在于常規(guī)煤粉爐的RB控制由模擬量控制系統(tǒng)（MCS）和爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）共同實現，而流化床機組的RB控制僅由MCS來完成，FSSS的給煤線主要是控制RB狀態(tài)下對應的煤量，保證鍋爐在低負荷期間燃燒穩(wěn)定，RB發(fā)生后不存在快速切除燃料量及穩(wěn)燃投油的控制邏輯。此外，在RB試驗內容上，床溫超溫、分離器超溫、缺氧燃燒的RB觸發(fā)邏輯為流化床機組所特有，RB動作過程的一些參數控制也有很大差別。流化床機組在MCS邏輯中一般包含幾個特有的RB控制回路：RB信號生成邏輯，用于判斷機組當前的運行狀態(tài)；RB目標負荷計算，形成不同RB狀態(tài)下的目標負荷設定值；協(xié)調控制方式切換，在RB發(fā)生時，機組的運行狀態(tài)切至汽輪機跟隨（TF) 方式；主汽壓力控制方式切換，某些RB工況發(fā)生時切至滑壓運行；還有二次風機、引風機、床溫、床壓、汽包水位控制等回路在RB發(fā)生后控制偏差大切手動信號屏蔽邏輯等。300MW循環(huán)流化床機組設置的主要RB功能如下。
1.1 床溫超溫、分離器超溫、缺氧燃燒觸發(fā)RB邏輯(RBI)
       以下邏輯相“或”觸發(fā) RBI 邏輯：(1)鍋爐總燃料量大于5O%，左、右側旋風分離器出口溫度大于1030℃(每側4取2后相“或”);(2)左、右側分叉腿上部溫度大于980 ℃(每側3取2后相“或”);(3)煙氣含氧量平均值低低(延時15S)。
1.2 引風機、二次風機、一次風機跳閘觸發(fā)RB邏輯(RBZ)
       引風機、二次風機、一次風機跳閘觸發(fā)(RB2)邏輯見圖1，其他的RB觸發(fā)邏輯與圖1類似。
         
    (1) 鍋爐總燃料量大于5O%,2合二次風機運行中1合跳閘，發(fā)5S脈沖RB2信號；
    (2) 鍋爐總燃料量大于5O%,2臺一次風機運行中1臺跳閘，發(fā)5S脈沖RB2信號；
    (3) 鍋爐總燃料量大于50%,2臺引風機運行中1臺跳閘，發(fā)5S脈沖RB2信號。
    引風機RB過程中，同側的二次風機聯(lián)跳，運行的引風機及二次風機同時快開至最大出力，在滿足鍋爐風量的前提下，維持爐膛壓力的平衡。
    二次風機RB狀態(tài)下，控制邏輯中二次風機出力的平均值作為引風機靜葉開度的前饋，合適的前饋量能很好地超馳控制2臺運行引風機靜葉同時關小一定開度，維持爐膛負壓的穩(wěn)定。
    一次風機RB狀態(tài)下，運行的單臺一次風機超馳快開至最大出力，保證一次風量不小于最低流化風量。但有的流化床鍋爐控制策略中將一次風機RB功能取消，直接觸發(fā) M 盯。
1.3 給水泵跳閘觸發(fā)RB邏輯(RB3)
    鍋爐總燃料量大于60%,2臺電動給水泵（以下簡稱電泵）運行，1臺電泵跳閘，備用電泵5S內聯(lián)鎖不成功，發(fā)3S脈沖RB3信號。
    在給水泵RB試驗過程中，雖然單臺電泵能夠滿足60％負荷下給水流量的要求，但由于流化床鍋爐的熱慣性較大，RB發(fā)生煤量下降后的鍋爐蒸發(fā)量仍較大，應將燃料量的目標值設定得更低一些或采用先較低再逐漸增加至50％。
1.4 給煤線跳閘觸發(fā)RB邏輯(RB4)
    鍋爐總燃料量大于70%, 3條給煤線運行中任意1條給煤線跳閘，發(fā)5S脈沖RB4信號。
    根據機組滿負荷情況下給煤線投入的情況（2條給煤線可帶100％負荷），因此在上述工況下，只需通過調節(jié)給煤量便能滿足機組運行的要求，將 RB4 的觸發(fā)邏輯取消。
二、RB 控制策略的相關要求
    (l) 在所有RB工況中，RB1、RB2發(fā)生時，鍋爐主控指令降至50%; RB3發(fā)生時，鍋爐主控指令降至60%; RB4發(fā)生時，鍋爐主控指令降至70％。
    (2) RB動作時，考慮流化床的熱慣性較大，實際主汽壓力下降較慢，機組維持定壓運行，但在給水泵RB3發(fā)生時，為提高給水流量投入滑壓運行。
    (3) RB過程的復位：在RB發(fā)生一段時間(300s)或機組已處于穩(wěn)定狀態(tài)(達到RB目標負荷值或負荷的變化率小于3MW/min)，由運行人員手動復位或邏輯自動復位；在危及機組安全運行的工況出現時，可手動復位結束 RB 過程。
    (4) RB功能投入允許條件：常規(guī)煤粉爐由于協(xié)調控制的投入率較高，通常在協(xié)調方式或汽輪機跟隨方式下燃料控制投入自動，允許投入RB功能。而循環(huán)流化床機組運行中存在調節(jié)的滯后性，通常的協(xié)調控制性能有可能達不到要求，因此，在機爐手動方式下，只要將“RB投”，按鈕按下，當輔機故障RB觸發(fā)時自動將汽輪機主控投入自動，協(xié)調方式由手動切至汽輪機跟隨方式，同時將所有運行的給煤機投人自動，能夠自動完成整個RB過程。
三、RB控制策略的要點
3.1 偏差大切手動邏輯屏蔽
    在正常調節(jié)狀態(tài)下，當各主要子系統(tǒng)的設定值與反饋偏差大及執(zhí)行機構的指令與反饋偏差大時，調節(jié)器切手動。而在RB工況下對上述邏輯閉鎖，使惡劣工況下的各主要控制系統(tǒng)仍處于自動狀態(tài)，直到整個RB過程自動結束。
3.2 給水泵RB狀態(tài)下的超馳快開
    正常狀態(tài)下，2臺電泵運行，第3臺電泵處于備用狀態(tài)，如果2臺運行電泵中1臺跳閘，備用泵聯(lián)鎖不成功，運行的單臺電泵的勺管應當超馳快開，將出力增加至最大，盡最大可能維持汽包水位在正常范圍，防止MFT的發(fā)生。在有的RB控制策略中可判斷備用泵的狀態(tài)，如果備用給水泵聯(lián)鎖未投人或有保護條件無法聯(lián)啟，則不用等待5s判斷備用泵是否聯(lián)啟成功，直接在給水泵跳閘時將運行給水泵的勺管超馳快開，水位下降通常為100mm左右。
3.3 防止風機過電流的上限閉鎖控制
    當引風機或二次風機跳閘時，控制邏輯上將跳閘風機的控制指令疊加至運行的風機，此時指令已經達到最大，動葉、靜葉以最大速度正向開，因為指令已輸出，所以對風機的過電流閉鎖增控制通常不再起作用，此時必須在控制上設置好最大允許電流與調節(jié)擋板開度的對應關系或設置好指令輸出的變化率（使風機的過電流閉鎖增控制起作用），確保運行風機的安全。
3.4 燃料量控制
    常規(guī)煤粉爐在RB發(fā)生后按磨煤機的運行方式直接切除部分運行的磨煤機。循環(huán)流化床機組存在很大的熱慣性，RB發(fā)生后燃料量通過調節(jié)快速下降，而不是直接切除給煤線。在不同煤質下，RB目標值對應的設計煤種下的百分比燃料量是變化的，因此在 RB發(fā)生時，判斷1Mw負荷對應的燃料量并將其換算為RB目標負荷對應的燃料量，確保 RB 目標值的準確。
3.5 RB與汽輪機的相互協(xié)調
    (l) RB發(fā)生后汽輪機主控維持機前壓力，CCS方式切換至TF方式運行，這時應考慮切換時的實際主汽壓力，如果RB發(fā)生時的實際主汽壓力高于設定值，TF方式下汽輪機調門將先開啟，由于流化床機組燃燒熱慣性較大使RB過程時間加長，必須在邏輯上閉鎖RB發(fā)生時調門的反向開，以當前開度作為汽輪機指令的上限。
    (2) 對采用數字電液控制系統(tǒng)(DEH)中含有RB功能的，還應檢查ccs至DEH的聯(lián)系信號，確定脈沖寬度與調門開度的對應關系；通常在DEH控制邏輯中都設有RB功能，如不采用，應將ccs至DEH的RB信號切除。
四、RB試驗過程中需關注的問題
    蒙西300MW CFB空冷機組RB試驗結果如圖2－5所示。
           
           
           
           
    通過分析圖2－5曲線，可看到RB動作過程需要關注的問題：
    (l) 由于流化床機組物料的循環(huán)過程對床溫、過熱和再熱蒸汽溫度影響很大，RB 動作后，快速降低燃料量的同時。應迅速改變總風量，保證一定的風煤比。
    (2) RB動作后，應密切注意床溫的變化(大幅下降）；外置床灰量變化是一個滯后的過程，主汽、再熱汽溫度因蒸汽流量的減小會有15~25℃的快速上升，減溫調節(jié)要快速動作，再熱器事故噴水應及時投入防止超溫。
    (3) 給水泵RB動作后，為適應流化床鍋爐的熱
噴性，目標煤量應設置得更低一些，以滿足單臺給水泵運行狀態(tài)下的汽、水平衡。
    (4) RB 過程中要重點注意總風量，特別是一次風量在RB過程中的控制，其動作應快速、準確，有利于迅速減負荷，維持床溫的穩(wěn)定及兩側床壓的平衡。
    (5) 常規(guī)濕冷機組的循環(huán)水泵出力為固定值，因此冷卻水量始終處于額定狀態(tài)，負荷變化時凝汽器真空基本保持恒定；空冷機組的冷卻風機轉速處于維持某一負荷的固定值，因此，負荷變化時，空冷機組的背壓將出現一定幅度的波動，影響機組負荷的變化過程。具體表現在開始升負荷時空冷凝汽器背壓升高，開始降負荷時空冷凝汽器背壓下降，這與實際負荷的變化過程正好相反。因此，RB狀態(tài)下隨動改變空冷凝汽器背壓的設定，能在一定程度上克服流化床大慣性導致的負荷變化緩慢。
五、結語
    通過首臺300MW循環(huán)流化床空冷機組的RB控制策略優(yōu)化及RB試驗，實現全自動狀態(tài)下對RB功能的考核，提高了機組運行的安全性和穩(wěn)定性，同時為今后300MW循環(huán)流化床機組的RB功能設計提供了借鑒。