CN102235657A - 一种提高电站锅炉可靠性的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高电站锅炉可靠性的控制方法，其特征在于通过以下方式实现：a、保留火力发电机组中发电机和汽轮机之间的横向联锁保护，取消发电机和汽轮机与锅炉之间的横向联锁保护；b、在汽轮机或发电机跳闸后，立即开启火力发电机组中的旁路系统而不触发锅炉MFT动作，同时开启火力发电机组中的RB回路；c、为火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器提供备用汽源，d、在汽轮机或发电机跳闸后，修改火力发电机组的旁路系统中高压旁路的阀位及低压旁路压力设定值定，使高压缸排汽通常、排气温度正常。与现有技术相比，本发明能有效提高电站锅炉的可靠性。

Description

一种提高电站锅炉可靠性的控制方法

技术领域

本发明涉及火力发电机组中电站锅炉的运行控制技术领域，特别是涉及一种提高电站锅炉可靠性的控制方法。

背景技术

火力发电的原理一般为：采用煤炭、石油、天然气、煤气等燃料作为燃料，利用传送技术，向锅炉输送经处理过的燃料，燃料燃烧加热锅炉使锅炉中的水变为水蒸汽，经一次加热之后，水蒸汽进入高压缸，为了提高热效率，应对水蒸汽进行二次加热，水蒸汽进入中压缸，通过利用中压缸的蒸汽去推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。从中压缸引出蒸汽进入对称的低压缸，已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给炼油、化肥等兄弟企业，其余部分流经凝汽器水冷，成为40度左右的饱和水作为再利用水，40度左右的饱和水经过凝结水泵，经过低压加热器到除氧器中，此时为160度左右的饱和水，经过除氧器除氧，利用给水泵送入高压加热器中，其中高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料，最后流入锅炉进行再次利用，以上就是一次生产流程。

因此，一般火力发电机组会包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器这些设备。

火力发电机组的旁路系统是火电机组重要的辅助设备，旁路系统对电厂安全和经济运行影响较大，火力发电机组的旁路系统目前一般是采用高压旁路和低压旁路二级串联配置，旁路系统中高压旁路是把来自锅炉过热器的蒸汽排到再热器，低压旁路再把再热器的蒸汽排到凝汽器。旁路系统不仅能缩短启动时间，且能使锅炉直接进入纯直流状态运行，有利于热态启动机炉蒸汽参数的配合.锅炉侧设置旁路系统，能确保汽轮机启动的蒸汽品质，大大减轻汽轮机固体颗粒侵蚀。另外，现有的火力发电机组中均具有成熟的RB(全名：RUN BACK)回路，中文意思为快速减负回路。

为了保证火力发电机组的安全运行，当火力发电机组中汽轮机或发电机发生跳闸后，会触发锅炉MFT动作，火力发电机组锅炉MFT(全称：MAIN FUEL TRIP)指的是火力发电机组锅炉主燃料跳闸，锅炉MFT动作的结果是切除所有磨煤机、给粉机、一次风机、电除尘器，关减温水、关燃油跳闸阀等，这就是常规火力发电机组中发电机和汽轮机之间的横向联锁，以及发电机和汽轮机与锅炉之间的横向联锁功能。锅炉MFT动作作为火力发电机组锅炉控制系统的重要功能，是锅炉安全保护的核心内容，在出现任何危及锅炉安全运行的危险工况时，锅炉MFT动作将快速切除所有进入炉膛的燃料，即切断所有油和煤的输入，以保证锅炉安全，避免事故进一步扩大。

当火力发电机组，特别是对于大功率的火力发电机组来说，当设备开启运行以后，锅炉频繁的MFT动作，会耗费大料的停、起用油，对与塔式锅炉的水冷壁安全会造成较大影响，从而影响电站锅炉的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种提高电站锅炉可靠性的控制方法，用于在火力发电机组中汽轮机或发电机发生跳闸后，仍然使整个火力发电机组继续保持正常运行，减少电站锅炉MFT动作次数，保证锅炉的水冷壁安全及防止氧化铍的生成、剥落，从而提高火力发电机组整体运行效益。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该提高电站锅炉可靠性的控制方法，用于在火力发电机组中汽轮机或发电机发生跳闸后，仍然使整个火力发电机组继续保持正常运行从而提高电站锅炉的可靠性，其特征在于通过以下方式实现：

a、保留火力发电机组中发电机和汽轮机之间的横向联锁保护，取消发电机和汽轮机与锅炉之间的横向联锁保护；

b、在汽轮机或发电机跳闸后，立即开启火力发电机组中的旁路系统而不触发锅炉MFT动作，使锅炉继续保持运行，同时开启火力发电机组中的RB回路，使锅炉出力降低至火力发电机组中的旁路系统最大允许流通容量之下；

c、为火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器提供备用汽源，在汽轮机或发电机跳闸，火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器的正常汽源中断后，立即开启备用汽源，并且快速地将给水泵汽轮机、除氧器的供汽切换至备用汽源供汽，使给水泵继续运转，确保锅炉给水不中断；

d、修改火力发电机组的旁路系统中高压旁路的阀位及低压旁路压力设定值定，使高压缸排汽通常、排气温度正常。

所述b中，在开启火力发电机组中的RB回路后，将锅炉的目标负荷设定为锅炉最大出力的45％。

所述c中，所述备用汽源包括与锅炉的冷再蒸汽通道连通的辅汽联箱，锅炉的冷再蒸汽通道通过快开型的第一气动隔离门以及快开型的第一气动蒸汽调节阀与辅汽联箱的进汽口连接，辅汽联箱的第一出汽口通过快开型的第二气动隔离门以及快开型的第二气动蒸汽调节阀与给水泵汽轮机的进汽口连接，辅汽联箱的第二出汽口依次连接快开型的第三气动隔离门、快开型的第三气动蒸汽调节阀、快开型的第四气动隔离门后与除氧器的进汽口连接，另外辅汽联箱的第二出汽口与与除氧器的进汽口之间还连接一旁路，该旁路上设置有旁路门。

所述d中，高压旁路的阀位设置8％开度的下限，低压旁路的设定值设为1.5～2.5Mpa。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用本发明所述方法后，当火力发电机组中汽轮机或发电机发生跳闸，确可以使整个火力发电机组继续保持运行，有效减少了电站锅炉MFT动作的次数，对保证锅炉、特别是超临界锅炉和塔式锅炉的水冷壁安全及防止氧化皮的生成、剥落都有明显的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中给水泵汽轮机、除氧器的供汽原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提供了一种提高电站锅炉可靠性的控制方法，用于在火力发电机组中汽轮机或发电机发生跳闸后，仍然使整个火力发电机组继续保持正常运行从而提高电站锅炉的可靠性，其主要是通过以下四个方面来实现：

a、保留火力发电机组中发电机和汽轮机之间的横向联锁保护，取消发电机和汽轮机与锅炉之间的横向联锁保护；

由于火力发电机组设计了旁路系统，因此既便出现汽轮机跳闸，在旁路系统开启后通过锅炉侧快速减燃料，仍能维持锅炉继续运行，为此取消发电机、汽轮机和锅炉之间的横向连锁保护，采用上述停机不停炉运行方式是可行的，停机不停炉是在汽轮机跳闸后，锅炉继续保持运行的一种特殊方式，采用这种方式，可以有效减少了锅炉MFT动作次数，对保证超超临界锅炉尤其是塔式锅炉的水冷壁安全及防止氧化皮的生成、剥落都有明显的作用；

b、在汽轮机或发电机跳闸后，立即开启火力发电机组中的旁路系统而不触发锅炉MFT动作，使锅炉继续保持运行，同时开启火力发电机组中的RB回路，使锅炉出力降低至火力发电机组中的旁路系统最大允许流通容量之下，并且在开启火力发电机组中的RB回路后，将锅炉的目标负荷设定为锅炉最大出力的45％；

汽轮机和旁路系统相当于锅炉的两个蒸汽流动通道，只是受低压旁路容量的影响，旁路系统的蒸汽通流能力有一定的限制，因此对于锅炉而言，汽轮机跳闸后只要对其出力进行适当限制后即能保持连续运行，所以锅炉的快速减负荷回路完全可以借用目前火电机组成熟、可靠的RB(Run back)回路，在汽轮机正常运行时，认为机组的最大允许出力是110％，而汽机跳闸后，则最大允许出力受限，此时开启RB回路并且快速降低锅炉的目标负荷，则可以保证锅炉的正常运行，至于汽轮机跳闸后锅炉的最大允许出力(即目标负荷)，应注意以下两点：一是从减少锅炉扰动角度考虑，二是考虑低旁容量。为减少锅炉扰动，并避免锅炉转入湿态运行，目标负荷尽量保持较高；而考虑低旁容量，减少凝汽器的热冲击，目标负荷应尽量稍微低些，综合上述考虑，把目标负荷定为45％BMCR是较为合适的，也就是将锅炉的目标负荷设定为锅炉最大出力的45％；

c、为火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器提供备用汽源，在汽轮机或发电机跳闸，火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器的正常汽源中断后，立即开启备用汽源，并且快速地将给水泵汽轮机、除氧器的供汽切换至备用汽源供汽，使给水泵继续运转，确保锅炉给水不中断；

要保持锅炉的继续正常运行，除了实施上述a、b中的方式之外，还必须考虑给水泵继续运转，确保锅炉给水不中断，而要保证给水泵继续运转，在给水泵的前道工序中给水泵汽轮机和除氧器的供汽也必须不能中断，所以本实施例中，必须为火力发电机组中给水泵汽轮机1、除氧器2提供备用汽源，所述备用汽源包括与锅炉的冷再蒸汽通道连通的辅汽联箱3，参见图1所示，火力发电机组正常运行时，给水泵汽轮机1、除氧器2的正常汽源均为锅炉的再热蒸汽，当汽轮机跳闸(或甩负荷)后，锅炉的再热蒸汽供给中断，为此，本发明为给水泵汽轮机1、除氧器2设置备用汽源，并且当锅炉的再热蒸汽供给中断后，快速切换至备用汽源供汽，从而保持给水泵继续运转；另外为了避免除氧器过度失压引起给水沸腾，快速的将除氧器的汽源切换至备用汽源供给；汽机跳闸后，低加切除后凝结水温度仅为40℃左右，此时仍然维持锅炉50％负荷的凝结水量，因此使用备用汽源后能保证除氧器的稳压；因此锅炉的冷再蒸汽通道通过快开型的第一气动隔离门4以及快开型的第一气动蒸汽调节阀5与辅汽联箱3的进汽口连接，辅汽联箱3的第一出汽口通过快开型的第二气动隔离门6以及快开型的第二气动蒸汽调节阀7与给水泵汽轮机1的进汽口连接，辅汽联箱3的第二出汽口依次连接快开型的第三气动隔离门8、快开型的第三气动蒸汽调节阀9、快开型的第四气动隔离门10后与除氧器的进汽口连接，另外辅汽联箱3的第二出汽口与与除氧器2的进汽口之间还连接一旁路，该旁路上设置有旁路门11，本实施例采用型号为DN800的电动阀；

d、在汽轮机或发电机跳闸后，修改火力发电机组的旁路系统中高压旁路的阀位及低压旁路压力设定值定，使高压缸排汽通畅、排汽温度正常，本实施例中，将高压旁路的阀位设置8％开度的下限，将低压旁路的设定值设为1.5～2.5Mpa。

汽轮机跳闸后，高压旁路从溢流跟踪模式转为定压模式，逐步的把锅炉压力控制到汽轮机的冲转压力，工程上将这种高旁运行模式称为C模式，在这种模式下，旁路系统控制的是汽轮机的冲转压力，该压力设定值是根据大轴金属温度计算而得，为避免再热器干烧，在高旁C模式下，将高压旁路阀的阀位设置8％开度的下限，以此保证任何情况下，再热器都有一定的蒸汽流量通过；考虑停机不停炉具备扩展应用到机组FCB上，在机组孤岛运行时，蒸汽通流量较少，若冷再压力过高，高排蒸汽将无法排出，高压缸鼓风摩擦严重，可能引起高排温度高保护动作，因此把低旁压力设定值定为1.5～2.5Mpa之间的一个数值，如此即可实现高压缸排汽通畅，排汽温度正常，又能给机组的辅助蒸汽提供必要的汽源。低旁压力设定值的数值的选择可以根据具体的火力发电机组来决定，例如对于1000MW超超临界燃煤机组，汽轮机采用型号为N1000-26.25/600/600(TC4F)型的四缸四排汽汽轮机，电站锅炉采用SG3091/27.56-M54X型超超临界参数变压运行直流炉，高压旁路和低压旁路二级串联配置，容量分别是100％BMCR和65％BMCR时，低旁压力设定值定为2Mpa较为合适。

Claims (4)

1.一种提高电站锅炉可靠性的控制方法，用于在火力发电机组中汽轮机或发电机发生跳闸后，仍然使火力发电机组继续保持正常运行从而提高电站锅炉的可靠性，其特征在于通过以下方式实现：

a、保留火力发电机组中发电机和汽轮机之间的横向联锁保护，取消发电机和汽轮机与锅炉之间的横向联锁保护；

b、在汽轮机或发电机跳闸后，立即开启火力发电机组中的旁路系统而不触发锅炉MFT动作，使锅炉继续保持运行，同时开启火力发电机组中的RB回路，使锅炉出力降低至火力发电机组中的旁路系统最大允许流通容量之下；

c、为火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器提供备用汽源，在汽轮机或发电机跳闸，火力发电机组中给水泵汽轮机、除氧器的正常汽源中断后，立即开启备用汽源，并且快速地将给水泵汽轮机、除氧器的供汽切换至备用汽源供汽，使给水泵继续运转，确保锅炉给水不中断；

d、在汽轮机或发电机跳闸后，修改火力发电机组的旁路系统中高压旁路的阀位及低压旁路压力设定值定，使高压缸排汽通常、排气温度正常。

2.根据权利要求1所述的提高电站锅炉可靠性的控制方法，其特征在于：所述b中，在开启火力发电机组中的RB回路后，将锅炉的目标负荷设定为锅炉最大出力的45％。

3.根据权利要求1所述的提高电站锅炉可靠性的控制方法，其特征在于：所述c中，所述备用汽源包括与锅炉的冷再蒸汽通道连通的辅汽联箱，锅炉的冷再蒸汽通道通过快开型的第一气动隔离门以及快开型的第一气动蒸汽调节阀与辅汽联箱的进汽口连接，辅汽联箱的第一出汽口通过快开型的第二气动隔离门以及快开型的第二气动蒸汽调节阀与给水泵汽轮机的进汽口连接，辅汽联箱的第二出汽口依次连接快开型的第三气动隔离门、快开型的第三气动蒸汽调节阀、快开型的第四气动隔离门后与除氧器的进汽口连接，另外辅汽联箱的第二出汽口与与除氧器的进汽口之间还连接一旁路，该旁路上设置有旁路门。

4.根据权利要求1所述的提高电站锅炉可靠性的控制方法，其特征在于：所述d中，高压旁路的阀位设置8％开度的下限，低压旁路的设定值设为1.5～2.5Mpa。

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