330MW机组单机时停炉不停机保护功能实现与优化

330MW机组单机时停炉不停机保护功能实现与优化

(大唐略阳发电有限责任公司陕西略阳724300)

摘要:某发电公司通过对新建机组保护逻辑进行优化实践,使机组具备了停炉不停机(MFT-RB)保护功能,增强了机组反事故处理能力,减少机组非停的发生;并从机组运行方式及系统结构出发,提出简单实用的炉本体吹灰汽源返供辅汽联箱保辅汽改造方案,成功解决了机组单机运行发生锅炉灭火后,保辅汽保轴封的重大问题。

关键词:停炉不停机;单机;轴封

一概述

某发电公司装机有6号、7号两台330MW燃煤机组,其中新建7号机组的汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司采用美国西屋公司技术制造,型号为C305/N330-16.7/0.45/537/537,型式为亚临界、单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、单抽供热凝汽式汽轮机。其配套锅炉为:东方锅炉(集团)股份有限公司制造,型号为DG1110/17.4-II6,亚临界参数、四角切圆燃烧方式、自然循环汽包炉。配备五台中速辊式磨煤机,A、B两层煤粉燃烧器配备等离子点火装置;系统配备两台50%容量汽动给水泵组和一台30%容量的电动给水泵给锅炉供水。机组启动方式为高压缸不带旁路启动。

7号机组于2015年调试结束移交生产时,机炉电大连锁采用停炉即停机的控制方式,即无论哪种情况只要锅炉MFT,均会联跳汽轮机,没有停炉不停机(MFT-RB)保护功能。这种保护方式不利于机组异常情况下快速恢复正常运行,将会极大增加机组非停次数,降低了机组运行可靠性和经济性。

二问题分析

根据电力市场供求形势,每年机组单机运行的周期较长,期间机组运行可靠性降低。为了使7号机组具备并顺利实现MFT-RB保护功能,必须要解决两个方面的问题:一要修改相关保护内容,搭建MFT-RB保护逻辑;二要保证在邻炉未运行情况下,机组MFT发生减至低负荷后,有可靠的轴封汽源,来保证机组真空正常,为重新恢复点火争取时间。

该机组辅汽联箱汽源设计两路汽源,正常运行中由本机冷再经调节阀供汽,临机辅汽联箱来汽作为备用汽源;轴封汽源设计两路外供汽源,分别是辅汽联箱来汽及冷再来汽,供主机及两台小机轴封用汽。在该机组单机运行发生MFT时,辅汽无备用汽源,在机组负荷快速减至10-15MW时,冷再压力仅0.15-0.2MPa之间,远低于辅汽联箱工作压力,无法满足供辅汽、轴封的需要,则机组真空无法维持,最终会导致机组跳闸甚至出现更为严重的设备损坏事故,因此在这种情况下必须有稳定可靠的汽源供辅汽,保证轴封压力正常,是机组顺利实现MFT-RB功能的关键点。

三解决方案

1MFT-RB保护逻辑功能的实现

MFT跳机保护逻辑:

在MFT发生时,为防止汽轮机发生水冲击,在汽包水位过高、主汽或再热汽温下降过快时,应联跳汽轮机。故对DCS系统锅炉MFT保护动作后跳汽机的逻辑进行了修改:

1)汽包水位高+250mmMFT保护动作,跳汽机。

2)除汽包水位高MFT以外,其他MFT保护动作,且汽包水位高+250mm,跳汽机。

3)MFT保护动作的同时,若主蒸汽或再热蒸汽的过热度<100℃,或主汽温度下降至450℃,跳汽机。

4)手动MFT跳汽机。

5)锅炉MFT后主再热蒸汽温度急剧下降保护自动投入,10分钟内主汽温度下降50℃,跳汽机。

其他触发锅炉MFT信号的条件不直接跳闸汽轮机,而是触发MFT-RB,由DCS送至DEH控制柜内。

MFT-RB后动作过程:

1)退出CCS协调控制。

2)自动投入DEH功率调节回路。

3)退出负荷低限限制。

4)MFT-RB动作后,减负荷速率为150MW/MIN,进行自动减负荷。

5)当主汽压力<17MPa时,开始降负荷。当主汽压力≥17MPa时,降负荷停止。

6)负荷目标值由当前值自动设置为10MW。

7)功率回路PID输出值<20%,MFT-RB发生同时功率回路复位任一条件不满足,系统自动投入。

8)锅炉MFT后主再热蒸汽温度急剧下降保护自动投入,10分钟内主汽温度下降50℃,跳汽机。

9)MFT-RB时如果两台汽泵运行,则联跳7A汽泵,自动联启电泵;若MFT-RB时只有单台汽泵运行,则只联启电泵,但不联跳汽泵;水位调节强切手动。

2系统改造,确保轴封汽源安全供应

根据该机组系统配置特点,该公司技术人员最终确定并提出了对7号机辅汽供空预器吹灰汽源管道进行改造的方案,来满足单机运行发生MFT-RB时,利用锅炉蓄热,经炉本体汽源返供辅汽联箱,保证轴封供汽正常,维持机组正常真空。

7号炉空预器吹灰汽源设计有两路:辅汽联箱来汽及炉本体吹灰来汽。在正常运行中,吹灰蒸汽温度高于辅汽联箱温度50~80℃,但在MFT情况下,锅炉蓄热量减小,两路汽源温度基本相等,故将炉本体吹灰汽源用做事故情况下的轴封汽源时可不用考虑减温,并利用吹灰系统自带的减压调节装置来进行压力的调整。

改造原则为充分利用现有管道、阀门,对系统略作变动,并适当增加疏水点,以达到事故情况用炉本体吹灰汽源返供辅汽保轴封。具体改造后的系统如下图所示(图中画圈部分为新增管道、阀门):

改造后,在7号机组单机运行时,保持辅汽至空预器电动门1、2之间手动门为常开状态,电动门1、2保持关闭,通过辅汽联箱至空预器沿途疏水使该段管道始终处于热备用状态。当发生MFT-RB时,可及时导通炉本体吹灰汽源管路,开启电动门1、2及管路上其他手动门,可以实现利用炉本体吹灰汽源来供辅汽联箱,从而保证轴封供汽正常,辅汽联箱的压力这时可以用炉本体吹灰启动调节阀来控制,此方式运行操作简单、可靠。

四效果检验

该公司在2015年进行了三次7号机组MFT-RB实际动作试验,以检验MFT-RB保护逻辑动作的正确性和炉本体吹灰汽源供辅汽保轴封的可靠性。在试验中,保护逻辑动作正确,集控人员按MFT-RB预案处理简单易行;炉本体吹灰汽源能及时返供辅汽正常,使辅汽联箱压力维持在0.8MPa左右,保证机组低负荷轴封压力正常真空稳定,满足事故情况下供辅汽保轴封的需要,达到了预期效果,改造取得了圆满成功。

五结束语

通过逻辑优化和系统改造,解决了实现停炉不停机功能的技术难题,顺利实现7号机组特别是在单机运行方式下的停炉不停机功能,使7号机组单机安全运行得到了有力保障,进一步增强了机组抗非停能力,为该公司安全稳定和经济运行打下坚实基础,同时也为电网可靠运行做出了积极贡献。

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