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300MW机组给水事故工况的控制
点击次数:2892 发布时间:2011-08-16 返回
  1.前言
  
  广州珠江电厂装机容量为4×300MW,三大主机均为哈尔滨动力集团提供。#1机组投产于1993年,MCS控制系统由美国西屋公司的WDPF-II分散控制系统构成。因原有的系统不具备调节回路自动投自动的功能,给水控制没有考虑汽泵跳闸事故工况下电泵的自动调节。在机组的运行过程中,如果遇到汽泵跳闸工况,运行人员只能手动干预调节汽包水位,水位调节品质较差;为了机组的安全,有时不得不采取切磨、减负荷的方法防止汽包水位超限跳炉。这样导致整个机组参数波动,运行人员手忙脚乱,劳动强度、心理负担较大。因此,电厂强烈要求增加给水事故工况下的调节功能。
  
  此次#1机组DCS改造,采用上海新华控制工程有限公司的XDPS-400分散控制系统,从软硬件上提供了解决这个问题的可能。
  
  2.设计思想
  
  机组在正常运行过程中发生汽泵跳闸的工况,对汽包水位调节而言属于给水流量内扰。自动调节回路设计的目的就是要快速消除汽泵跳闸引起的给水流量内扰,调节给水流量迅速恢复到汽泵跳闸前的水平,使得汽包水位不致波动过大。
  
  3.控制回路设计
  
  3.1汽泵跳闸时,运行汽泵的调节
  
  汽泵跳闸初期,电泵尚未启动,还没有流量,给水流量急剧减少,但汽包水位还没有明显下降。此时需迅速将另一台汽泵的转速提起,补偿因汽泵跳闸引起的给水流量的减少。在实现上,有两种方法:
  
  (1)给水泵转速调节做平衡算法(BALANCE)
  
  采用平衡算法的优点是:当一台给水泵跳闸后,余下的给水泵转速会迅速自动增加,保持总的出力不变。但也存在一个问题;指令平衡中引用了电泵的勺管指令,而电泵在备用时,调整勺管位置并不改变电泵出力(因此时电泵还未启动),此时平衡算法起作用会引起给水流量的扰动从而引起汽包水位扰动。
  
  (2)给水泵流量做平衡算法
  
  各台泵设计流量调节内回路,两台汽泵之间设置流量平衡回路。给水三冲量调节器输出一个给水流量指令到运行的给水泵,流量调节回路负责将泵的出力调节到要求的流量,使得每台泵流量均衡。当一台汽泵跳闸时,另一台汽泵的给水流量指令系数自动增加为原来的两倍,补偿总给水流量的损失。给水流量指令的切换设有一定的速率,防止汽泵转速扰动过大导致MEH退出给水自动,同时又要迅速补偿总给水流量的缺口。
  
  3.2电泵的联动及调节
  
  正常运行时,两台汽泵运行,电泵停止,电泵出口、入口门全开,电泵处于备用状态。电泵勺管预先置在一定的位置,以便电泵联启后能迅速的带上负荷,缩短启动时间。该位置可参考机组正常运行工况下(通常在240MW左右),单台给水泵流量所对应的电泵勺管位置确定,目前定在50%左右。
  
  当汽泵跳闸时,由SCS逻辑马上联启电泵。同时,记录下此时给水三冲量调节器的给水流量指令。电泵联启成功后,其勺管位置马上跟踪到汽泵跳闸时流量指令所对应的电泵勺管位置,使得电泵能快速补偿因汽泵跳闸造成的总给水流量的缺口。当勺管位置到达跟踪值附近后,解除跟踪并将勺管投入自动,参与给水调节。
  
  3.3电泵联启后,汽泵的恢复
  
  当电泵联启成功并投入自动后,电泵已具备给水自动调节的能力,此时应恢复汽泵的正常调节,将送到该汽泵的给水指令系数恢复到原来的数值。同样,恢复的过程也需设有一定的速率,既要防止汽泵转速扰动过大,又不致进入汽包的给水过多,汽包水位反超的过高。
  
  至此,整个汽泵联动电泵过程结束,给水调节恢复正常。
  
  4.试验情况
  
  为安全起见,整个给水扰动试验分两步进行。
  
  1)机组负荷180MW时的扰动试验
  
  通过180MW负荷下的给水扰动试验,观察给水的调节情况,为下一步在高负荷下试验打好基础;同时,降低试验风险,不会因为汽包水位的波动引起机组跳炉的危险。试验工况:机组负荷180MW,稳定运行;两台汽泵运行,电泵处于备用;跳闸B小机,联启电泵参与给水调节。汽包水位波动:-57mm,63mm。
  
  通过试验情况,发现给水流量恢复较慢(51秒),导致汽包水位下降较大;给水流量恢复到跳闸前水平后,反冲较大,且回调时间较长,结果又导致汽包水位超调过大。按照这个试验结果,在240MW负荷下做给水扰动试验,汽包水位将会下降100mm左右;同样,水位上调也会过大。如果机组负荷更高,水位波动将更为剧烈。
  
  分析试验曲线,汽泵跳闸时,另一台汽泵升速很快,而电泵升速较慢,电泵压头被汽泵压住使得电泵流量增长放慢,zui小流量再循环阀关闭较晚,电泵出水不及时,总给水流量恢复缓慢;当汽泵转速下降后,电泵流量增加,zui小流量阀打开,使得给水流量猛增;而电泵调节滞后,水量回调较慢,导致汽包水位上调较高。
  
  因此,修改电泵调节子回路,将电泵投入自动后流量内回路的无扰切换速度加快,由原来的2~3分钟减小为半分钟左右,使电泵调节能迅速跟上给水指令。同时,在不影响给水泵安全运行的前提下,将再循环阀关闭的流量定值减小,使得给水泵能迅速打出流量。
  
  2)机组负荷240MW时的扰动试验
  
  在对给水调节回路作了适当的调整后,进行了高负荷下的给水扰动试验。试验工况:机组负荷240MW,稳定运行;两台汽泵运行,电泵处于备用;跳闸B小机。试验曲线见附图一。可见,事故工况下,给水调节品质得到了很大的提高,给水流量恢复时间缩短为16秒左右,汽包水位上下波动-47mm~33mm。
  
  5.结论
  
  经过完善后的给水控制回路经受住了单台汽泵跳闸这样的事故工况考验,并且达到了理想的控制品质,大大减轻了运行人员在这样的事故工况下的劳动强度,增强了机组事故工况的处理能力。为机组安全、稳定运行奠定了坚实的基础。

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