炉膛压力高高引起锅炉MFT事件原因分析

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炉膛压力高高引起锅炉MFT事件原因分析
2007年10月19,某电厂#3号机组发生了因锅炉炉膛压力高高造成锅炉MFT 的非计划停机事件,针对该事件发生的过程以及跳闸原因进行了全面分析,并提出了具体防范措施。

一、事件经过
跳机前#3机组负荷400MW,机组协调投入AGC方式运行,磨煤机C、D、E、F运行,送、引风机和一次风机动叶控制均投入自动控制方式。

当日下午14:27:57运行操作员启动磨煤机B(准备停运制粉系统E),14:28:27启动给煤机B;14:35:15开始投入E层油枪准备停运制粉系统E,16:46:30 E层6支油枪全部投入;14:43:10操作员开始将给煤机E煤量自动撤出手动减给煤机E煤量,同时将磨煤机E热风调节档板撤出自动手动将磨煤机E热风调节档板由30%关小到24%,此时磨煤机E冷风调节档板仍在自动方式(档板开度由30%自动调节到44%),炉膛压力由于磨煤机E的调节档板的改变产生波动;14:45:23停运给煤机E,炉膛压力和一次风压力波动加剧并开始振荡发散。

14:47:53 运行操作员手动将引风机B动叶控制切到手动,14:47:55将引风机A动叶控制切到手动;14:47:57送风机A/B动叶由于引风机自动的撤出强制手动、机组协调撤出,机组控制自动切换到汽机跟随方式;14:48:01炉膛压力高高3PS1601HH动作(定值1.7kPa)、14:48:07炉膛压力高高3PS1605HH动作(定值1.7kPa)、14:48:11炉膛压力高高3PS1602HH动作(定值1.7kPa),14:48:12锅炉发生MFT,首出“炉膛压力HH”;汽机跳闸,发电机逆功率保护动作。

机组跳闸后对#3炉炉膛压力开关进行了校验,校验结果开关动作正确;对#3炉引风机A/B动叶进行全行程校验,校验结果引风机A/B动叶无空行程且动作正常。

16:00机组开始恢复过程中,发现高旁压力调节阀油动机漏油,立即组织抢修,并于22:40抢修结束。

22:50锅炉点火,10月20日2:38汽机转速3000r/min,3:00机组重新并网。

在启动过程中对#3炉的炉膛压力和一次风压力控制回路进行重新整定,并在机组带负荷后进行了两次制粉系统切换的扰动试验,试验结果正常。

二、原因分析
1、锅炉的抗扰动性能较差。

#3、#4锅炉是北京巴威生产的亚临界中间一次再热自然循环汽包炉,一直存在着抗扰动性能较差的问题,具体表现在制粉系统启停、吹灰或掉焦时会对炉膛压力、汽包水位产生很大的扰动(如2007年9月29日23时18分#3炉曾发生掉焦,炉膛压力的波动瞬间达0.86~1.02kPa)。

分析主要原因是二次风控制方式及旋流燃烧器配风盘的调整位置,没有考虑到二次风箱的压力,致使在锅炉运行中,二次风箱的压力偏低(600MW负荷时只有0.6kPa 左右),二次风调节刚度不够,导致进入炉膛的二次风量随炉膛压力的波动而产
生较大的波动,二次风量变化引起炉膛热负荷变化进一步加剧了炉膛负压的变化。

在此次事件中因制粉系统的切换且炉膛压力调节振荡过程中同时发生了锅炉掉焦现象,进一步加剧了炉膛压力的波动,多种因素的偶合使炉膛压力自动调节振荡并发散。

2、一次风机动叶控制回路设计不合理。

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3、#4锅炉一次风机动叶控制设计的控制对象是一次风母管压力,这种控制方式与控制一次风与炉膛差压的方式相比,存在如下缺陷:由于一次风母管压力会随着炉膛负压波动而波动,当炉膛负压大幅波动引风机动叶调节负压时,一次风机的动叶会跟随一起调节,易造成一次风机的调节与引风机的调节相耦合,导致控制发生振荡并发散。

在此次的事件中正是由于引风机在调节炉膛压力时与一次风机的调节产生了耦合,导致了炉膛负压与一次风压力控制的振荡发散并最终造成炉膛压力HH保护动作而锅炉MFT。

3、炉膛压力自动调节系统在大扰动情况下调节品质欠佳。

表现在锅炉引风机自动和一次风机自动调节没有匹配好,在系统大扰动情况下的调节品质欠佳。

引风机自动调节回路中用总风量信号作为炉膛压力调节的前馈设置不当(前馈作用的强度折算为炉膛压力相当于±0.1kPa的调节量),当扰动来自于锅炉炉膛内部的炉膛压力变化时,总风量的测量信号将发生相应的变化,此时的总风量前馈回路将在引风机自动调节回路中起到反作用,尽管这个前馈回路的作用量较小,但在大扰动的情况下,会加剧炉膛压力的调节振荡。

在此次制粉系统切换和启动E 层油枪的扰动时,炉膛压力自动控制回路没能有效地克服因一次风压力调节干扰而造成的扰动,使得炉膛压力调节与一次风压力调节之间产生了耦合并导致控制振荡并发散。

三、防范措施
1、锅炉专业联系省电力试验研究院对#3、#4炉二次风压力、燃烧器系统进行调
整试验,提高二次风压力,试验通过提高二次风压力达到降低锅炉内扰对炉膛压力的影响。

通过试验结果改进二次风调节控制策略。

2、对#3炉的炉膛压力调节参数和一次风压力控制回路进行重新整定,并做了
炉膛压力定值扰动试验、一次风压力定值扰动对炉膛压力调节影响试验、快速启停磨煤机对炉膛压力调节影响,从试验结果分析炉膛压力调节满足要求。

3、利用机组计划检修,将#3、#4机组一次风机动叶控制策略进行改进,将由原
被调量由一次风压力改为一次风/炉膛压力。

4、机组停运后对炉膛压力调节前馈回路进行优化,将总风量前馈改用能表征送
风机出力的信号代替。

由于在机组运行过程修改控制逻辑风险较大,暂时降低#3、#4引风机控制回路中锅炉总风量前馈的作用强度。

5、将二期四台机组六大风机动叶由现脉冲输出,改为DCS系统4~20mA输出,
提高动叶执行环节控制精度。

6、在#3、#4机组大屏幕主参数曲线上增加炉膛压力三取中3PT1606-SD、
4PT1606-SD曲线,并由运行提出炉膛压力调节振荡情况下所采取的技术措施,发到各值参照执行。

7、锅炉专业联系北京巴威公司和对同类型锅炉用户的收资,确定可否提高#3、
#4锅炉炉膛压力高高定值。