0 引言

快减负荷功能（Run Back，RB）可在火电机组重要辅机故障跳闸时自动快速降低机组负荷至运行辅机可带负荷，各主要参数通过自动调节维持稳定。传统风机在RB过程中通常会连锁跳闸其他类型风机（如引风机、送风机、一次风机），使系统故障消失后风机运行数量增加。为减少RB动作时风机运行数量，提高RB动作的经济性和安全性，缩短系统恢复时间，在风机RB动作时，可闭锁风机大连锁逻辑，使各风机不连锁跳闸，并通过在风机调节系统中增加超驰逻辑，维持炉膛负压和风量稳定。

本文以某电厂330 MW火电机组为研究对象，通过屏蔽风机大连锁逻辑，减少RB后6大风机的启停次数，在保证炉膛稳定的前提下提高了RB的可靠性，取得了较好的试验效果。

1 设备概况

某电厂330 MW火电机组采用法国阿尔斯通公司生产的亚临界、一次中间再热、三缸、双排汽汽轮机，旁路为苏尔寿公司生产的100%容量旁路系统；锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的SG-1018/ 18.55-M864型亚临界、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、Π型布置汽包炉，磨煤机共4台，3用1备。分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）采用上海福克斯波罗有限公司（Fox boro）生产的I/A′S分散控制系统。

机组配置2台引风机、2台送风机、2台一次风机。另外，该机组进行了给水泵改造，将原设计的3台容量50%电动给水泵改为1台容量100%汽动给水泵和2台容量50%电动给水泵。

2 RB逻辑优化方案 2.1 RB的设计与优化 2.1.1 风机大连锁逻辑

风机大连锁逻辑：6大风机运行时，单台引风机跳闸，连跳同侧送风机，连跳同侧一次风机；6大风机运行时，送风机跳闸，连跳同侧一次风机。

为减少6 kV电动机的启停次数，缩短系统恢复时间、降低恢复难度，在风机RB发生后，对风机大连锁逻辑进行如下优化。

（1）引风机跳闸连跳送风机和一次风机，送风机跳闸连跳一次风机逻辑中，增加3 s延时，为RB逻辑判断提供时间保障。

（2）引风机和送风机跳闸3 s内触发风机RB，则闭锁风机大连锁逻辑，不再连锁跳闸相应风机。

2.1.2 送风机RB

机组控制在协调方式，机组负荷大于RB触发负荷（230 MW），2台送风机运行，风机大连锁投入，1台送风机跳闸，触发“送风机RB”信号，跳闸上层运行磨，同时投入下层运行磨对应油枪；RB动作后屏蔽连锁跳闸一次风机逻辑，跳闸送风机动叶超驰30 s全关，对侧送风机动叶开至风机最大出力位置，同时引风机静叶按照跳闸前送风机出力超驰回关一定值，以保持炉膛负压稳定；RB动作后负荷降至送风机RB目标负荷（220 MW），RB自动复位^[1]。

2.1.3 引风机RB

机组控制在协调方式，机组负荷大于RB触发负荷（230 MW），2台引风机运行，风机大连锁投入，1台引风机跳闸，发“引风机RB”信号，跳上层运行磨，投入下层运行磨对应油枪；RB动作后屏蔽连锁跳闸送风机及一次风机逻辑，跳闸引风机静叶超驰30 s全关，对侧引风机静叶开至风机最大出力位置，同时2台送风机动叶和一次风机挡板按照跳闸前引风机出力超驰回关一定值，以保持炉膛负压稳定；RB动作后负荷降至引风机RB目标负荷（220 MW），RB自动复位。

2.1.4 一次风机RB

机组控制在协调方式，机组负荷大于RB触发负荷（200 MW），2台一次风机运行，其中1台跳闸，发“一次风机RB”信号，跳上层运行磨，投入下层运行磨对应油枪；RB动作后跳闸一次风机挡板超驰30 s全关，对侧一次风机挡板开至风机最大出力位置，同时2台引风机静叶按照跳闸前一次风机出力超驰回关一定值，以保持炉膛负压稳定；负荷降至一次风机RB目标负荷（即180 MW），RB自动复位。

2.1.5 给水泵RB

机组配置1台容量100%汽动给水泵和2台50%电动给水泵，为降低厂用电率，通常汽动给水泵运行，2台电动给水泵备用。

机组控制在协调方式，机组负荷大于RB触发负荷（220 MW）。当汽动给水泵跳闸后，立刻连启1台预选的电动给水泵，3 s后第1台电动给水泵连启失败则立刻连启第2台备用电动给水泵，并触发“给水泵RB”；如果第1台备用电动给水泵连启成功，则再延迟4 s连启第2台电动给水泵，3 s后判断第2台电动给水泵是否连启成功，如果失败则触发“给水泵RB”。“给水泵RB”触发后跳上层运行磨，投入下层运行磨对应油枪，连启给水泵勺管超驰开至给水泵最大出力位置，30 s后自动投入自动控制系统并调节，负荷降至给水泵RB目标负荷（即200 MW），RB自动复位。

2.2 主要参数设置 2.2.1 负荷、主汽压目标值

RB发生后，锅炉蒸发量大大减少，同时机组切为汽轮机跟随的控制方式（TF），自动滑压运行，主汽压力目标值由滑压曲线给出。通过试验确定滑压速率，以保证负荷能快速下降和机组各参数稳定。

根据能量平衡原理，对RB过程中负荷、主蒸汽压力做线性综合分析后可知，RB降负荷速率与锅炉蓄热能力相关。RB发生后直接跳磨煤机以减少给煤量，锅炉主控切为自动，给煤机给煤量闭锁时间增加30 s，锅炉主控根据RB动作前煤质，计算出目标负荷对应的给煤指令作为燃料量目标值。

2.2.2 锅炉主控动作

RB发生后，锅炉主控切为手动状态，燃料主控仍处于自动状态，燃料主控跟踪60 s后自动调节，将经过PID运算送至给煤机，自动跳磨煤机至2台运行，将燃料量减至目标值，并自动投入油枪助燃，发20 s脉冲关减温水调节阀。

2.2.3 复位条件

当机组负荷降至单台风机或电动给水泵最大出力允许范围内时，则自动复位RB或通过投切按钮手动复位。

3 RB试验过程 3.1 逻辑检查及试验准备

（1）根据实际运行情况及设计方案要求，检查RB功能逻辑组态。

（2）根据锅炉、汽轮机性能试验结果，对被控参数相关函数曲线进行检查。

（3）检查确认辅机连锁正常投入，锅炉炉膛安全监控系统（Furnace Safety Supervision System，FSSS）和顺序控制系统（Sequence Control System，SCS）正常投运。

（4）由于机组DCS为Foxboro的I/A′s系统，组态逻辑较复杂，因此在机组启动前需要做静态仿真试验。将6大风机、4台磨煤机、2台电动给水泵的6 kV电动机送电并切至试验位，风机出、入口电动阀送电，风机调节挡板送电^[2]，汽动给水泵处于仿真状态，通过逻辑修改和强制等手段模拟RB动态试验条件，验证RB触发条件及RB动作的正确性^[3-4]。

（5）机组启动后，对辅机出力进行测试，以设定RB动作后各参数超驰量及各风机最大出力。

在机组额定负荷下，分别记录送风机、引风机的开度和电动机电流。将负荷降至50%额定负荷，使单侧风机运行，检验单台设备的最大带负荷能力。逐渐增加单台辅机调节机构的开度或转速，直至达到电动机满负荷开度，检验电动机是否过电流。通过单侧辅机最大出力试验，核对机组协调控制系统在主要辅机设备故障跳闸后维持稳定运行的能力，从而确定本机组RB的目标负荷。

（6）在机组脱硝改造后，对炉膛负压控制回路进行了定值扰动试验，并进行参数和组态调整。在单台引风机自动和2台引风机自动2种情况情况下，进行了不同负荷段下扰动量为±200 Pa的扰动试验，通过试验结果对调节器参数进行优化，优化后炉膛负压扰动结果完全满足DL/T 657—2015《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》要求^[5]。

（7）在机组汽动给水泵运行和电动给水泵运行时分别对汽包水位进行±60 mm定值扰动试验，并进行参数优化整定，使给水自动超调量和响应时间优于DL/T 657—2015要求^[5]。

3.2 动态试验 3.2.1 送风机

机组带负荷至302 MW，运行方式为炉机协调控制方式，A、C、D 3台磨煤机运行。停运A侧送风机导致送风机RB，机组由炉机协调控制方式切至汽轮机跟随控制方式，连跳A磨煤机，减温水调节阀超驰关20 s后自动调节，C层油枪自动投入。

3.2.2 引风机

机组运行带负荷至305 MW，运行方式为炉机协调控制方式，A、B、C 3台磨煤机运行。就地停运B侧引风机导致引风机RB，机组由炉机协调控制方式切至汽轮机跟随控制方式，连跳A磨煤机，减温水调节阀超驰关20 s后自动调节，C层油枪自动投入。

3.2.3 一次风机

机组带负荷至300 MW，运行方式为炉机协调控制方式，A、B、C 3台磨煤机运行。就地停运A一次风机导致一次风机RB，机组由炉机协调控制方式切至汽轮机跟随控制方式，连跳A磨煤机，减温水调节阀超驰关20 s后自动调节，C层油枪自动投入。

3.2.4 汽动给水泵

机组带负荷至303 MW，运行方式为炉机协调控制方式，B、C、D 3台磨煤机运行，3号电动给水泵作为主备，2号电动给水泵不投备。停运汽动给水泵，连启3号电动给水泵，10 s内未连启2号电动给水泵，触发给水泵RB，机组由炉机协调控制方式切至汽轮机跟随控制方式，连跳B磨煤机，减温水调节阀超驰关20 s后自动调节，D层油枪自动投入，3号电动给水泵连启后勺管自动开至77%并保持30 s，然后自动调节水位。

4 试验结果 4.1 送风机RB试验

送风机RB发生后，跳闸送风机出口动叶全关，对侧送风机出口动叶开至98%，引风机入口静叶超驰关小12%，30 s后自动调节；给煤量从152 t/h快速降至107 t/h，机组负荷降至217 MW，主蒸汽压力由17 MPa降至16.2 MPa后保持稳定，炉膛负压最低-541 Pa，汽包水位最低-20 mm、最高19 mm，RB发生后3.1 min复位。

4.2 引风机RB试验

引风机RB发生后，跳闸引风机入口静叶全关，对侧引风机入口静叶开至100%，送风机出口动叶超驰回关15%，一次风机挡板超驰关小11%，30 s后自动调节；给煤量从151 t/h快速降至102 t/h，机组负荷降至210 MW，主蒸汽压力由17.1 MPa降至16.4 MPa，炉膛负压最低-100 Pa、最高216 Pa，汽包水位最低-58 mm、最高48 mm，RB发生后2.5 min自动复位。

4.3 一次风机RB试验

一次风机RB触发后，跳闸一次风机挡板全关，对侧一次风机挡板开至98%，30 s后自动调节；给煤量从152 t/h快速降至103 t/h，机组负荷降至180 MW，主蒸汽压力由16.65 MPa平稳降至16.17 MPa，炉膛负压最低-841 Pa、最高946 Pa，汽包水位最高73 mm，RB发生后2 min自动复位。

4.4 给水泵RB试验

给煤量从155 t/h快速降至105 t/h，机组负荷降至200 MW，主汽压力由16.27 MPa变为16.13 MPa，汽包水位最低-163 mm、最高173 mm，RB发生后3 min自动复位。

5 结论

（1）引风机、送风机RB试验过程中，通过屏蔽风机大连锁，未跳闸对应送风机和一次风机，炉膛压力和机组各项主要参数稳定；汽动给水泵跳闸后，给水RB触发正确及时。

（2）RB试验时，机组负荷下降较快，主蒸汽压力、锅炉煤量、主蒸汽温度、再热蒸气温度、炉膛负压、汽包水位等锅炉、汽轮机主要参数均能保持在合理范围内，主要自动控制系统均稳定投入。

（3）该改进型RB控制方法有效减少了6 kV电动机启停次数，降低了机组运行风险，减少了机组恢复时间和运行人员的工作量；给水泵RB触发条件设置合理，动作正确，调节效果良好。