CN104020737A - 一种火电机组的浆液循环泵rb控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种火电机组的浆液循环泵RB控制方法，本发明针对锅炉烟气温度异常升高，浆液循环泵全部或部分停运时，通过触发浆液循环泵RB及启动喷淋装置，实现机组协调控制、事故喷淋投运和浆液循环泵三者之间的匹配控制。本专利通过浆液循环泵RB的方式，降低机组负荷的同时投用全部事故喷淋，能够将烟气温度降至安全范围。

Description

一种火电机组的浆液循环泵RB控制方法

技术领域

本发明涉及一种火电机组的浆液循环泵RB控制方法。

背景技术

我国大型火力发电厂早期设计的脱硫系统(FGD)均设置了旁路烟道及旁路烟气挡板，目的是确保锅炉烟风系统的安全运行及机组启动便利。当脱硫系统出现故障时，烟气通过打开旁路烟气挡板直接从旁路烟道进入烟囱进行排放，保证锅炉烟风系统稳定运行。根据环境保护的要求，需拆除火电机组烟气脱硫旁路挡板门，所有火电机组都需要对脱硫烟气系统旁路挡板进行封堵。脱硫旁路挡板封堵后，在遇到设备异常等情况下必须完全通过系统自身调节来维持机组安全稳定运行。

目前国内大多数的火电机组旁路挡板取消后的控制策略均采用主机侧完善引风机与增压风机间控制与互跳逻辑，脱硫侧浆液循环泵全停后通过投用事故喷淋来降温。但是对于浆液循环泵跳闸原因不同，处理时间不同，单凭事故喷淋降温效果不明显；脱硫侧信号与主机信号的传送可靠性不高；各个负荷段事故喷淋的效果不同，能否降至安全运行范围内不确定。

另外，浆液循环泵联锁保护逻辑不完善，如吸收塔液位低等条件可以取消。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供一种火电机组的浆液循环泵RB控制方法。

本发明的技术方案如下：

一种火电机组的浆液循环泵RB控制方法，所述火电机组包括引风机，增加风机，吸收塔，喷淋装置，磨煤机，液浆循环泵和备用液浆循环泵，该控制方法如下：

1)判断浆液循环泵是否跳闸；

2)如果浆液循环泵部分跳闸，则启动备用浆液循环泵；

3)如果浆液循环泵全部跳闸，

启动两路事故喷淋，事故烟气喷淋系统向烟道喷水，把烟气温度从120℃左右降到安全温度以下，保障脱硫系统、机组继续安全、稳定运行。

进一步，所述浆液循环泵全部跳闸时，还包括启动浆液循环泵全停RB控制回路，触发RB，跳闸一台磨煤机，降低机组热负荷，使脱硫系统吸收塔出口温度不超过80度跳闸值。

进一步，所述浆液循环泵全部跳闸时，还包括如下联锁方法：

浆液循环泵全停且入口烟气温度高于70℃时，启动一级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

浆液循环泵全停且入口烟气温度低于65℃时，停止一级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

浆液循环泵全停且入口烟气温度高于70℃时，启动除雾器第一级冲洗顺控，联锁启动两台除雾器冲洗水泵，并同时打开第一级除雾器下表面冲洗水阀，联锁打开工艺水供给阀；

浆液循环泵全停且入口烟气温度高于75℃时，启动二级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

浆液循环泵全停且入口烟气温度低于65℃时，停止二级事故喷淋系统向烟气喷水降温逻辑；

当浆液循环泵全停时，吸收塔出口烟气温度高于75℃时,延时5分钟触发锅炉MFT；

当浆液循环泵全停时，吸收塔出口烟气温度高于80℃延时3分钟触发锅炉MFT和送、引风机跳闸。

本发明的有益效果如下：

1)本发明火电机组浆液循环泵RB控制方法在锅炉烟气温度异常升高或者浆液循环泵停运时，能够启动两路事故喷淋装置，事故烟气喷淋系统向烟道喷水，把烟气温度从120℃左右降到安全温度以下，保障脱硫系统、机组继续安全、稳定运行。

2)当烟气温度高时，事故喷淋系统将自动投用。本发明通过多个负荷段测试事故喷淋水系统降温效果，根据事故喷淋效果现场测试的结果，确定更符合实际运行的真实情况，同时确定循泵全部停运RB后的负荷。

3)在浆液循环泵全停时，锅炉烟气温度会迅速升高，为了避免原烟气进入吸收塔会对塔内的喷淋和除雾设备和防腐衬胶造成破坏，通过触发浆液循环泵RB能够使降低吸收塔出口温度上升速度、幅度，保障脱硫系统、机组继续安全、稳定运行的同时争取更多故障处理时间。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一种新型的浆液循环泵RB控制方法结构框图。

图2示出浆液循环泵RB信号表征逻辑。

图3示出本发明一种新型的浆液循环泵RB控制方法流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

下面分别解释文中出现的技术术语。

炉膛负压：炉膛负压是反映炉内压力大小参数。压力的表示方法有两种：一种称绝对压力(也可理解为真实压力)，它是以绝对真空为测量起点得到的压力值。另一种称为相对压力，它是以当地大气压力为测量起点得到的压力值。相对压力又分为表压力和负压值(真空值)，当被测点的真实压力大于当地大气压力，此时该测量点处于正压状态，对应相对压力俗称为表压力。表压力越大，也可说明被测点的绝对压力(真实压力)越大；现场许多处于正压状态的压力测量值一般都是相对压力，即表压力；而当被测点的真实压力小于当地大气压力，此时该测量点处于就处于负压状态，对应相对压力为负值，其负值的绝对值是我们的测量值，通常称它为真空值或负压值，炉膛负压值其实也是指这一值，它和绝对压力不是一回事，真空值(负压值)越大，说明被测点的绝对压力比当地大气压小的越多。

浆液循环泵：电厂脱硫系统设备中非常重要的设备之一，主要的功能是将吸收塔中的混合浆液不断的循环向上输送至喷淋层，并为雾化喷嘴提供压力，使浆液通过喷嘴尽可能的雾化，使烟气中的二氧化硫完全被吸收。浆液再循环系统采用单元制，每个喷淋层配一台浆液循环泵，运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收塔浆液流量的要求来确定，以达到要求的吸收效率。

增压风机：又称脱硫风机(Boost Fan，BF)是用于克服FGD(烟气脱硫)装置的烟气阻力，将原烟气引入脱硫系统，并稳定锅炉引风机出口压力的主要设备。它的运行特点：低压头、大流量、低转速。在加装脱硫装置的情况下，锅炉送、引风机无法克服FGD的烟气阻力，所以锅炉加装FGD装置时，必须设置增压风机。

事故喷淋系统：一般布置在吸收塔入口烟道上，当进入吸收塔的烟气温度过高时，事故喷淋将喷冷却水对烟气进行降温。冷却水由事故喷淋水箱提供，水箱由工艺水箱或者消防水箱进行补水。

协调控制系统：coordinated control system，简称CCS。对动态特性差异较大的锅炉和汽轮发电机组进行整体负荷平衡控制，使机组尽快响应调度的负荷变化要求，并保持主汽压力和机炉各主要运行参数在允许的范围；在一些特定的工况下，通过保护控制回路和控制方式转换保持机组的稳定和经济运行；主要包括机组负荷指令控制、汽机主控、锅炉主控、压力设定、频率校正、热值校正(BTU)校正、RB等控制回路；它直接作用的执行级是锅炉控制系统和汽轮机控制系统。

FGD：Flue Gas Desulfuration的简称，即石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统。通过石灰石-石膏湿法脱硫工艺对进入脱硫系统的烟气进行脱硫处理，它是采用石灰或石灰石的浆液在洗涤塔内吸收烟气中的SO2并副产石膏的一种方法。其工艺原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气的SO2，分为吸收和氧化两个阶段。先吸收生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化成硫酸钙即石膏。这是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染的最为有效的和主要的技术手段。

RB：当发生部分主要辅机故障跳闸，使锅炉最大出力低于给定负荷时，CCS将机组负荷快速降低到实际所能达到的相应出力，并能控制机组在允许参数范围内继续运行称为辅机故障减负荷run back，简称RB；RB试验是通过真实的辅机跳闸来检验机组在故障下的运行能力和CCS的控制性能，以保障机组在高度自动化运行方式下的安全性。

负荷变动试验：在一定的负荷变化范围内，CCS负荷指令以确定的变化速率和变动量，单方向增加负荷和减少负荷的试验，以考核CCS在不同负荷下稳定工况之间的转换能力。

如图1,3所示，本发明主要包括如下几个部分。

浆液循环泵联锁保护：本发明首先对浆液循环泵自身跳闸原因进行了分析，并进行一些优化；其次对浆液循环泵全停后相关联锁保护进行一系列完善，通过与入口温度、吸收塔出口温度的判断与一级、二级事故喷淋的启停相挂钩，保障脱硫以及机组安全、稳定运行的同时起到一定的节能效果。

事故喷淋效果的测试：负荷不同，事故喷淋效果不同，本发明通过多个负荷段多处测点确定事故喷淋的效果，即3分钟内可使得原烟气降温幅度达到△＝60℃，事故喷淋水连续喷5分钟的降温效果可达△＝64℃左右，喷淋效果满足脱硫取消旁路后事故喷淋方面的安全性要求。在浆液循环泵是否运行工况下都进行试验，通过分析比对等方法得出机组安全运行的最高负荷点，这样当浆液循环泵全停时，在投运两级事故喷淋的同时，通过RB回路降低机组热负荷，确保机组的稳定运行。

浆液循环泵RB：浆液循环泵全停后，事故喷淋将自动投用，对烟气进行降温，但是喷淋效果有限，同时浆液循环泵不一定能迅速启动降温，另外，考虑到烟气从150℃降至80℃、水温30℃为不利工况。在高负荷段，当浆液循环泵全停时，出口温度会逐渐升高，最终导致机组MFT。为了避免机组MFT，该负荷点经过脱硫事故喷淋能力试验的验证，设计浆液循环泵全停RB控制回路，通过触发RB，跳闸一台磨煤机，降低机组热负荷，以进一步降低吸收塔出口烟气温度，使得脱硫系统吸收塔出口温度不超过80度跳闸值，确保系统安全。

浆液循环泵跳闸或停运不外乎以下几种原因：

⑴6KV电源中断(脱硫PC段运行的方式是靠#1、2号炉脱硫PC段间的联络开关来维持供电的)。6KV电源中断应确认连锁动作正常。吸收塔通风挡板自动开启，增压风机等跳闸，两台机组进出口烟气挡板自动关闭，若增压风机未跳闸、挡板动作不良，应手动处理；

⑵吸收塔循环泵控制回路故障(就地电气回路)。应迅速查明再循环泵跳闸原因，并按相关规定处理，必要时通知相关检修人员处理。若短时间内不能恢复运行，按短时停机的有关规定处理。视吸收塔内烟温情况，开启除雾器冲洗水，以防止吸收塔衬胶及除雾器损坏。

⑶DCS侧联锁保护动作。目前联锁主要包含以下几条：①泵已运行，入口门全开信号丧失，延时10s；②泵轴承温度≥85℃；③电机轴承温度≥95℃；④吸收塔液位低。针对联锁第一条动作，一般出现在单独循环泵，如果都动作，那就可能是220V电动门电源消失，此外联锁优化为泵已运行，入口门全开信号丧失且收到关信号，延时10s；对于第四条，根据调试经验，吸收塔出现液位低情况几率很小。

由于烟气脱硫旁路挡板的取消，吸收塔成为烟气的必须通道，为了保证脱硫系统的安全稳定运行，要求进入吸收塔的烟气必须满足温度条件，在锅炉烟气温度异常升高或者浆液循环泵停运时，安装在原烟道前端的事故喷淋系统可以对烟气进行喷水减温，使吸收塔入口烟气温度在允许范围内。事故喷淋装置布置在吸收塔入口前原烟气烟道的水平段，距离吸收塔入口约6m处，保障原烟道防腐衬层和吸收塔内部设备不被高温破坏。当浆液循环泵全停时，为了避免原烟气进入吸收塔会对塔内的喷淋和除雾设备和防腐衬胶造成破坏，两路事故喷淋启动，事故烟气喷淋系统向烟道喷水，把烟气温度从120℃左右降到68℃以下。

针对某1000MW机组，满负荷时原烟气温度为122℃，脱硫事故喷淋能力试验的主要目的是验证模拟浆液循环泵全跳闸后，事故喷淋装置启动，在不触发MFT的情况下，能否将吸收塔出口烟气温度降至75℃以下。如果800MW负荷情况下，事故喷淋能力达不到要求，则进行700MW负荷下的事故喷淋能力试验；如果事故喷淋能力还达不到要求，则进行600MW负荷下的事故喷淋能力试验，以此类推直到达到要求。

⑴浆液循环泵运行时事故喷淋效果测试

在吸收塔浆液循环泵A、C保持运行的情况下，负荷升至800MW时，原烟气温度为112℃。19:18分人工开启吸收塔事故喷淋水阀门后，发现温度并无变化，经过检查，发现事故喷淋水现场手动总阀关闭，19:29分25秒手动阀打开，烟气温度急剧下降，以下为5分钟吸收塔入口处，烟气温度经过喷淋后的现场测试结果。

表1吸收塔入口烟气温度人工测试结果

测试时间点	1分钟	2分钟	3分钟	4分钟	5分钟
						测试结果	85.4℃	63.4℃	50.5℃	49.4℃	48.5℃

⑵浆液循环泵全停时事故喷淋效果测试

由于试验的主要目的是检验事故喷淋水系统降温效果，根据事故喷淋效果现场测试的结果，喷淋系统可将原烟气温度的降幅达△＝64℃左右，为使本试验结果更符合实际运行的真实情况，采取循泵全部停运，联锁触发事故喷淋阀开启，通过事故喷淋后的温度来检验降温效果的方案。

关闭第一次试验中的事故喷淋水阀门，吸收塔入口和出口烟气温度逐渐上升，19:50分，负荷达到797.5MW，吸收塔入口温度达到111℃，待系统稳定，停运浆液循环泵A，19:56分19秒，停运浆液循环泵C，此时吸收塔循泵已经全部停运，当循泵全停后，联锁开启事故喷淋水阀门，表2是本次试验中循泵全停后，吸收塔入口温度的人工测试情况。

表2吸收塔入口温度变化情况测试结果

时间

19:56

19:57

19:58

19:59

20:00

20:02

烟温℃

全停

110.6℃

62.1℃

51.6℃

50.4℃

48.2℃

喷淋试验及现场测试结果表明，某机组吸收塔入口事故喷淋系统具体降温效果为：3分钟内可使得原烟气降温幅度达到△＝60℃，事故喷淋水连续喷5分钟的降温效果可达△＝64℃左右。喷淋效果满足脱硫取消旁路后事故喷淋方面的安全性要求。可以按照4台浆液循环泵全停后，触发事故喷淋，而不MFT的逻辑执行。另外，考虑到烟气从150℃降至80℃、水温30℃为不利工况，负荷降到800MW。

⑶浆液循环泵相关联锁优化

为了使主机与烟气脱硫(Flue Gas Desulfuration,简称FGD)更顺利的运行，当吸收塔浆液循环泵全停时，有必要增加以下联锁：

1)浆液循环泵全停且入口烟气温度高于70℃(3取2)时，启动一级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

2)浆液循环泵全停且入口烟气温度低于65℃(3取2)时，停止一级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

3)浆液循环泵全停且入口烟气温度高于70℃(3取2)时，启动图1吸收塔内除雾器第一级冲洗顺控，联锁启动两台除雾器冲洗水泵，并同时打开第一级除雾器下表面冲洗水阀，联锁打开工艺水供给阀；

4)浆液循环泵全停且入口烟气温度高于75℃(3取2)时，启动二级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

5)浆液循环泵全停且入口烟气温度低于65℃(3取2)时，停止二级事故喷淋系统向烟气喷水降温逻辑；

6)当浆液循环泵全停时，吸收塔出口烟气温度高于75℃(3取2)时,延时5分钟触发锅炉MFT；

7)当浆液循环泵全停时，吸收塔出口烟气温度高于80℃(3取2)延时3分钟触发锅炉MFT和送、引风机跳闸。

⑷浆液循环泵RB设计

机组正常运行时，吸收塔出口温度为50℃左右，在高负荷段，当浆液循环泵全停时，出口温度会逐渐升高，最终导致机组MFT。为了避免机组MFT，该负荷点经过脱硫事故喷淋能力试验的验证，设计浆液循环泵全停RB控制回路，即负荷高于800MW，同时触发浆液循环泵RB回路，通过跳闸一台磨煤机来降低机组热负荷，进一步降低吸收塔出口烟气温度。通过触发此RB，能够使降低吸收塔出口温度上升速度、幅度，保障脱硫系统、机组继续安全、稳定运行的同时争取更多故障处理时间。

为了确保信号的准确性，增加四台浆液循环泵全停送主机信号，取浆液循环泵运行信号通过三路硬接线送主机DCS后3取2并取非，触发浆液循环泵RB，目标负荷根据喷淋试验结果确定为800MW。即负荷高于850MW，机组处于协调控制方式时，浆液循环泵全停时触发RB，降负荷速率100％(即1000MW/min)，降负荷速率100％，降压速率0.5MPa/min。保留4台磨煤机运行，跳闸一台磨煤机，跳磨顺序A-F，负荷到800MW时自动复位，控制逻辑组态如下图2所示。

对某百万机组浆液循环泵全停RB试验，试验效果如下：主机侧：浆液循环泵RB动作后，炉膛负压从-180Pa开始波动，最高至24Pa，最低至-449Pa，主汽温度从598℃最低降至562℃。脱硫侧：浆液循环泵RB动作后，吸收塔事故喷淋动作正常，吸收塔出口温度控制在50℃左右，增压风机入口压力最低降将至-505Pa后恢复正常,调节过程良好。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种火电机组的浆液循环泵RB控制方法，所述火电机组包括引风机，增加风机，吸收塔，喷淋装置，磨煤机，液浆循环泵和备用液浆循环泵，其特征在于，该控制方法如下：

1)判断浆液循环泵是否跳闸；

2)如果浆液循环泵部分跳闸，则启动备用浆液循环泵；

3)如果浆液循环泵全部跳闸，

启动两路事故喷淋，事故烟气喷淋系统向烟道喷水，把烟气温度从120℃左右降到安全温度以下，保障脱硫系统、机组继续安全、稳定运行。

2.根据权利要求1一种新型的浆液循环泵RB控制方法，其特征在于，所述浆液循环泵全部跳闸时，还包括启动浆液循环泵全停RB控制回路，触发RB，跳闸一台磨煤机，降低机组热负荷，使脱硫系统吸收塔出口温度不超过80度跳闸值。

3.根据权利要求1一种新型的浆液循环泵RB控制方法，其特征在于，所述浆液循环泵全部跳闸时，还包括如下联锁方法：

浆液循环泵全停且入口烟气温度高于70℃时，启动一级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

浆液循环泵全停且入口烟气温度低于65℃时，停止一级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

浆液循环泵全停且入口烟气温度高于70℃时，启动除雾器第一级冲洗顺控，联锁启动两台除雾器冲洗水泵，并同时打开第一级除雾器下表面冲洗水阀，联锁打开工艺水供给阀；

浆液循环泵全停且入口烟气温度高于75℃时，启动二级事故喷淋系统向烟气喷水降温；

浆液循环泵全停且入口烟气温度低于65℃时，停止二级事故喷淋系统向烟气喷水降温逻辑；

当浆液循环泵全停时，吸收塔出口烟气温度高于75℃时,延时5分钟触发锅炉MFT；

当浆液循环泵全停时，吸收塔出口烟气温度高于80℃延时3分钟触发锅炉MFT和送、引风机跳闸。