CN110146310B - 送引风机rb功能冷态模拟试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种送引风机RB功能冷态模拟试验方法，该方法包括：在锅炉未投入燃料的冷态方式下，正常启动所有送风机和引风机，采用总风量模拟机组和锅炉负荷，投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路，通过炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验优化控制参数，满足炉膛负压控制要求；停运一台引风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及引风机RB功能实现情况，验证引风机RB功能的准确性；风机恢复运行后再停运一台送风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及送风机RB功能实现情况，验证送风机RB功能的准确性，完成冷态模拟试验。与现有技术相比，本发明具有降低试验成本、消除热态试验风险、提高机组安全性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电机组的自动控制领域，尤其是涉及一种送引风机RB功能冷态模拟试验方法，适用于采用动叶调节的送引风机。
背景技术
送风机和引风机为电站锅炉的重要辅助设备，送风机将含有氧气的空气通过不同途径送入炉膛，帮助煤粉等燃料实现充分燃烧；引风机用于抽吸锅炉燃烧形成的烟气和富余空气，使得炉膛形成负压，防止火焰外窜和烟气外漏。通常情况下，一台电站锅炉配备两台送风机和两台引风机，一旦其中一台送风机或者引风机发生故障停运，则无法维持锅炉高负荷运行，从而触发机组快速减负荷，即发生送风机或引风机RB（Run Back，快速减负荷）。由于送、引风机故障导致RB需要在短时间内完成一系列动作，依靠人工响应几乎不可能，一般都是通过控制系统来自动实现，尤其对大型电站锅炉更是如此。正是由于RB自动控制功能的重要性，目前对于新建机组都要求完成RB试验，RB试验成功后才能具备商业运行条件。
送、引风机RB试验一般都是在锅炉点火带负荷运行的热态方式下进行，由于RB功能的复杂性，涉及的控制逻辑和控制参数较多，简单的回路检查不能有效发现存在的错误或缺陷，往往需要通过一次RB热态试验暴露问题，完善控制功能后进行第二次试验，甚至多次试验后才能试验成功。在热态方式下进行RB功能试验，一方面需要消耗燃料，增加试验成本，另一方面存在试验失败的风险，导致锅炉和发电机组跳闸停运，对电网和发电设备都带来冲击，影响机组安全。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种送引风机RB功能冷态模拟试验方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种送引风机RB功能冷态模拟试验方法，该方法包括：在锅炉未投入燃料的冷态方式下，正常启动所有送风机和引风机，采用总风量模拟机组和锅炉负荷，投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路，通过炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验优化控制参数，满足炉膛负压控制要求；
通过停运一台引风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及引风机RB功能实现情况，验证RB功能的准确性；通过停运一台送风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及送风机RB功能实现情况，验证RB功能的准确性，完成冷态模拟试验。
优选地，所述正常启动所有送风机和引风机时，同时启动一次风机。
优选地，所述满足炉膛负压控制要求的具体操作包括：调整送风量，进行炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验，优化引风机对炉膛负压的自动调节参数，以提高炉膛负压控制品质。
优选地，所述投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路的机组负荷的折算公式为：机组负荷=总风量×λ，λ为一设定系数。
优选地，所述设定系数λ综合考虑总风量和燃料量的对应关系以及烟气量和空气量的差别，提高试验精度。
优选地，所述机组和锅炉运行参数包括风量、引风机变频参数和炉膛负压参数。
优选地，所述RB功能实现情况包括：RB信号是否发出和相关动作是否正常。
优选地，验证RB功能的准确性时，若存在问题，则进行功能完善和控制参数优化后，再次启动对应引风机或送风机，重新进行试验。
与现有技术相比，本发明通过冷态测试验证送、引风机RB功能，确保热态RB试验一次成功，降低热态试验风险。对于部分不具备热态试验条件的发电机组，冷态试验成功后，可以不专门安排送/引风机热态RB试验，通过分析实际发生的RB事件来进一步优化控制参数，从而降低了试验成本。同时，本发明采用冷态模拟试验，避免了因热态试验失败产生的风险，提高机组安全性。本发明试验方法也完全适用于锅炉风烟系统的一次风机和增压风机的RB功能试验，适用范围广。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为冷态方式下炉膛负压设定值扰动试验示意图；
图3为冷态方式下送风量扰动试验示意图；
图4为实施例1中冷态下引风机A跳闸模拟RB试验示意图；
图5为实施例1中冷态下送风机A跳闸模拟RB试验示意图；
图6为实施例1中机组运行过程中引风机B跳闸RB工况参数变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明提供一种送引风机RB功能冷态模拟试验方法，该方法包括：在锅炉未投入燃料的冷态方式下，正常启动所有送风机和引风机，采用总风量模拟机组和锅炉负荷，投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路，通过炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验优化控制参数，满足炉膛负压控制要求；首先停运一台引风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及引风机RB功能实现情况，验证引风机RB功能的准确性；再停运一台送风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及送风机RB功能实现情况，验证送风机RB功能的准确性，完成冷态模拟试验。
对于电站锅炉风烟系统而言，冷态方式和热态方式的主要区别就在于烟气量和温度的不同，热态方式下一方面燃料燃烧后会增加烟气量，另一方面热态下烟气温度较高，比容增大，故在热态方式下需要引风机更大的抽吸能力。在冷态模拟工况下，引风机只能工作在较低负荷区域。但这一差异不影响冷态方式下进行送、引风机RB模拟试验的有效性，只要冷态方式下可以正确实现RB控制功能，则热态方式一般也能实现，无非是炉膛负压的控制效果可能会不一样。某种程度上来讲，如果没有热态试验机会，按照本发明描述的冷态试验方法成功完成冷态模拟试验，已经基本上验证了机组具备送、引风机RB控制功能。
具体地，如图1所示，上述送引风机RB功能冷态模拟试验方法的步骤可描述为：
1）在锅炉冷态方式下，分别启动两台引风机和两台送风机。在某些实施例中，考虑到冷态方式下引风机工作负荷较低，可以同时启动一次风机，以增加锅炉总风量。
2）冷态时没有实际负荷，采用总风量模拟机组和锅炉负荷，并结合热工强制手段，投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路。
采用总风量模拟机组负荷的折算公式为：机组负荷=总风量×λ，λ为一设定系数，该设定系数λ综合考虑总风量和燃料量的对应关系以及烟气量和空气量的差别，提高试验精度。在某些实施例中，λ=0.28。
3）适当调整送风量，进行炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验，优化引风机对炉膛负压的自动调节参数，满足炉膛负压控制要求。
4）人工或模拟保护停运一台引风机，观察另外一台引风机控制以及风量、炉膛负压等参数变化情况，检查引风机RB信号是否发出以及相关动作是否正常。如存在问题，完善控制功能和优化控制参数后，再次启动引风机重复进行此项试验直到试验成功。
5）人工或模拟保护停运一台送风机，观察另外一台送风机控制以及风量、炉膛负压等参数变化情况，检查送风机RB信号是否发出以及相关动作是否正常。如存在问题，完善控制功能和优化控制参数后，再次启动送风机重复进行此项试验直到试验成功。
6）送、引风机RB功能完善和试验成功后，停运上述风机设备，完成冷态模拟试验。
实施例1
以某一台1000MW超超临界火电机组的电站锅炉为例实现上述试验方法。该电站锅炉配备两台变频引风机、两台送风机和两台一次风机，引风机静叶挡板全开，炉膛负压采用引风机变频调节的方式。
进行送引风机RB功能冷态模拟试验的步骤如下：
1）按照一定顺序依次启动引风机、送风机、一次风机等六大风机。
2）采用锅炉总风量模拟机组和锅炉负荷，综合考虑总风量和燃料量的对应关系以及烟气量和空气量的差别，采用如下计算公式将总风量折算模拟为机组负荷：机组负荷（MW）= 总风量（t/h）×0.28；再结合热工强制手段，投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路。
3）在一定的送风量下进行炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验，以优化引风机变频控制参数，满足炉膛负压控制要求。
控制参数优化后的炉膛负压设定值扰动试验曲线见图2。图2中炉膛负压设定值从-300Pa变化到-100Pa，再到+100Pa，最后到-200Pa，实际负压能较快的跟随设定值变化，满足正常运行需求。
控制参数优化后的送风量扰动试验曲线见图3。图3中送风量先从1850t/h左右逐步增加到2350t/h，之后以较快速度减至1850t/h，最后再增加到2350t/h。在这一变化过程中，炉膛负压始终在设定值附近，控制品质较好。
4）进行引风机RB模拟试验，人工停运引风机A，观察引风机B变频、炉膛负压等参数的变化情况，分析在引风机跳闸情况下变频控制的响应能力，试验曲线见图4。从图4中可知，当引风机A跳闸后，引风机B变频指令快速增加，炉膛负压大幅晃动，先升高到+250Pa，然后降低到-1400Pa，之后再次升高到+550Pa，最后能恢复炉膛负压的正常控制。
5）进行送风机RB模拟试验，人工停运送风机A，观察引风机B变频、炉膛负压、送风机B控制等参数的变化情况，分析在送风机跳闸情况下变频控制的响应能力，试验曲线见图5。停送风机A前送风量约为1950t/h，停运送风机A后风量迅速减少约320t/h，负荷负压最低到-650Pa，之后最高上升到90Pa，最后趋于稳定。
6）通过冷态试验验证送引风机RB控制功能，优化控制参数，冷态试验结束。
该机组在调试期间曾完成过热态引风机RB试验，当时引风机采用工频方式运行。此次引风机变频改造后，只是进行了冷态模拟试验，没有专门安排热态RB试验。在之后的运行过程中，实际曾发生过引风机RB事件，RB功能完全能满足控制要求，相关参数变化见图6。当时机组负荷接近额定负荷，引风机B变频故障跳闸后，机组迅速自动减负荷，同时引风机A变频指令从42.8Hz快速升高到50Hz，炉膛负压先升高，最高至1235Pa，后下降，最低至-917Pa，之后恢复平稳。总体来看，炉膛负压的变化基本正常，控制品质达到预期效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种送引风机RB功能冷态模拟试验方法，其特征在于，该方法包括：在锅炉未投入燃料的冷态方式下，正常启动所有送风机和引风机，采用总风量模拟机组和锅炉负荷，投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路，在一定的送风量下通过炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验优化控制参数，满足炉膛负压控制要求；
通过停运一台引风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及引风机的RB功能实现情况，验证引风机RB功能的准确性；通过停运一台送风机，获取机组和锅炉运行参数变化情况及送风机的RB功能实现情况，验证送风机RB功能的准确性，完成冷态模拟试验；
所述投入炉膛负压自动回路和送风量自动回路的机组负荷的折算公式为：机组负荷=总风量×λ，λ为一设定系数，该设定系数λ综合考虑总风量和燃料量的对应关系以及烟气量和空气量的差别。
2.根据权利要求1所述的送引风机RB功能冷态模拟试验方法，其特征在于，所述正常启动所有送风机和引风机时，同时启动一次风机。
3.根据权利要求1所述的送引风机RB功能冷态模拟试验方法，其特征在于，所述满足炉膛负压控制要求的具体操作包括：调整送风量，进行炉膛负压设定值扰动和送风量扰动试验，优化引风机对炉膛负压的自动调节参数。
4.根据权利要求1所述的送引风机RB功能冷态模拟试验方法，其特征在于，所述机组和锅炉运行参数包括风量、引风机变频参数和炉膛负压参数。
5.根据权利要求1所述的送引风机RB功能冷态模拟试验方法，其特征在于，所述RB功能实现情况包括：RB信号是否发出和相关动作是否正常。
6.根据权利要求1所述的送引风机RB功能冷态模拟试验方法，其特征在于，验证RB功能的准确性时，若存在问题，则进行功能完善和控制参数优化后，再次启动对应引风机或送风机，重新进行试验。
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