机组启动过程中DEH限制加负荷原因分析

　一、引言
　　负荷控制是DEH控制系统中非常重要的一项功能,我们常接触到DEH控制系统负荷控制中所包括的功能有:并网带初负荷、升负荷、目标、负荷率、暖机、负荷控制、主汽压力控制、一次调频、CCS控制、阀位限制、主汽压力限制等,北重ALSTOM的P320TGC控制系统提出一项更为严谨细致的保护功能:负荷限制器。这项功能在某新建电厂两台600MW机组的启动运行过程中显示出其重要的保护限制功能,值得研究和探讨,予以借鉴。
　　二、两起DEH限制加负荷事件概述
　　2008年5月10日#1机组并网初期加负荷过程中出现DEH限制加负荷,相似的状况在2008年12月21日#2机组并网初期加负荷过程中也曾出现。同为加负荷限制,但这两起DEH限制加负荷动作原理和所应用的热控逻辑有所不同。
　　2008年5月10日#1机组并网后带初负荷,由于主汽压力下降,当时调试人员发现大屏幕上显示机组负荷很小,命令快速关闭高旁以防止逆功率动作,同时通知热控人员从控制逻辑上进行判断寻找原因,根据在线逻辑发现机组DEH出现两个限制器动作:高缸排汽冷却限制器与最小再热汽压限制器动作,从而使DEH限制加负荷,6分钟后再热器压力达0.9MPa最小再热汽压限制器动作解除,DEH可以实现加负荷。
　　2008年12月21日#2机组在并网初期加负荷过程中DEH也出现两个限制器动作:高排冷却限制器与中压缸应力限制器动作,但在中压缸应力限制器动作解除后DEH仍不能实现加负荷。
　　三、DEH限制加负荷动作逻辑分析
　　(一)P320TGC系统负荷限制逻辑图(见图1、图2)
　　(二)负荷限制器说明
　　ALSTOM汽轮机控制系统设计有启动和加负荷时的高、中压调门自动修正功能,分别有四个限制器:
　　1、高压缸排汽温度限制器
　　2、高压缸排汽冷却速率限制器
　　3、中压缸热应力限制器
　　4、热段再热汽压低限制器
　　(三)自动HP/IP修整装置说明
　　1、如果HP排汽温度超过限定值,则HP排汽温度限制器逻辑会自动发出指令,使流过HP汽轮机的蒸汽增加,限制器在自动控制器的负载设定点上发出指令打开主控制阀,并同时在自动修整设定点上发出指令关闭中压调阀。这样,汽轮机总输出就可以保持稳定。
　　2、如果高缸排汽温度下降超过80K,下降速率超过1.3K/分,则HP排汽冷却速率限制器逻辑会自动发出指令限制流过HP汽轮机的蒸汽。限制器在自动控制器的负载设定点上闭锁推迟主控制阀的增加,并同时在自动修整设定点上发出指令打开中压调阀。
　　3、IP热应力限制器逻辑可以自动发出指令限制流过IP汽轮机的蒸汽。如果IP汽轮机的限度加载率或限度卸载率(热应力计算器)低于100%,限制器逻辑部分会在自动修整设定点上发出指令关闭中压调阀。
　　4、如果热再热蒸汽压力下降低于给定的设定点时,最低热再热压力限制器会自动发出指令在自动修整设定点上关闭中压调阀。
　　(四)P320TGC控制系统出现限制加负荷工况分析
　　1、P320TGC控制系统自动发出限制加负荷指令有两种工况:一种为HP排汽冷却速率太快与IP热应力出现或热再压力太低,机组的DEH控制系统就会自动发出限制加负荷指令;另一种为HP/IP 修整装置达上限值,也会导致DEH控制系统发出限制加负荷指令。
　　2、第一种工况可以理解为当高压缸排汽过冷却需要限制高压缸流量,开大中压缸调门开度时,中压缸IP热应力限制器控制逻辑却要发出指令来限制流过IP汽轮机的蒸汽或最低热再热压力限制器也发出指令要求在自动修整设定点上关闭中压调阀,即控制逻辑判断并发出指令使高中压缸都要求限制流量,也就不能再加负荷了。
　　3、第二种工况可以理解为自动HP/IP修整装置达到上限,通过HP/IP修整装置(中压调门已全开)只能满足目前负荷,故DEH逻辑发出指令限制加负荷,从而也说明高、中低压缸出力出现不匹配,中压调门全开,实际出力不够,高压缸过出力。
　　4、从本质上来说,这两种情况是一致的,即控制逻辑判断机组负荷分配,高压缸与中、低压缸出力要相适应,少许的失衡在HP/IP修整装置范围内可以自动调整,过多的不平衡则是不允许的,机组DEH控制逻辑就会限制加负荷,以防止失衡进一步扩大,威胁汽轮机组的安全稳定运行。
　　三、DEH限制加负荷事件原因分析及预防措施
　　12月21日,#2机组在并网初期,由于并网前空负荷运转,高排温度较高(接近400℃)并网后排汽温度迅速下降,达到"温度下降超过80K,下降速率超过1.3K/分"限制器动作条件,致使高排冷却限制器发出动作指令,但此时加负荷限制器并未动作,机组仍能加负荷。当负荷加到150MW左右时,DEH出现限制加负荷,发出指令使高调门开度在35%,中压调门100%,这期间发生炉侧炉循泵跳闸,燃烧工况不稳造成主、再热汽温下降,高压旁路在手动控制开度较小约12%,两侧低压旁路自动,定值0.98MP,开度约58%,高低旁开度不相适应。分析DEH限制加负荷原因为:
　　(一)DEH此时控制的负荷是流量负荷,主、再热汽温出现较大幅度下降时,作功能力下降,在出力占很大比重的中、低压缸,再热汽压不变而温度下降,即使中压调门全开,出力会进一步下降,导致中压缸比例更加不足,控制逻辑要求在负荷指令作用下,高压缸会过出力,自动HP/IP修整装置发出动作指令,使其达到上限,而使DEH限制加负荷动作逻辑触发。
　　(二)从高低旁调节的不相适应,也反映出高、中低压缸出力出现不匹配,在该负荷下,低旁应该尽量关小来满足中低压缸出力要求,负荷应由HP/IP同时承担,而不仅仅是高压缸。
　　(三)对于这种状况,可采取的有效措施为:提高再热汽温、再热汽压,增加中、低压缸出力,因DEH控制流量负荷总量不变,会降低高压缸进出口压降,减少流过HP汽轮机的蒸汽流量,从而高排冷却限制器会解除,同时高、中低压缸出力也会匹配在HP/IP修整装置范围内满足自动调整,达不到DE H限制加负荷的逻辑条件。从运行人员操作手段上考虑,高、低压旁路匹配调节是必需的,启动初期有可能容易忽略的是再热汽压、低压旁路的调整,比如低旁投自动控制而设定值不变,随着锅炉热负荷增加,低旁会越开越大。
　　四、结论
　　(一)从总体上讲,主汽、再热汽温保持合适温度,高压、低压旁路开度合理相配(保持主、再热汽压相适)是避免出现DEH限制加负荷的根本所在。5月10日#1机组发生的DEH限制加负荷,其实本质也是高、低压旁路不相配,汽机功率出力分配失衡造成的,高旁突然关闭,高压缸排汽冷却速率限制器动作,低压旁路未关,再热汽压下降,热段再热汽压低限制器动作,导致限制加负荷。 (责任编辑：nylw.net)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)