机组加负荷时锅炉安全门动作原因及改进

电力18讯：    神头第二发电厂2号机组采用INFI90DCS控制系统，机组负荷实现AGC控制。2002-07-09，AGC指令由430 MW上升至450 MW，司炉启动6号磨煤机，其后，锅炉热负荷、主汽压力直线攀升，主汽压力最大达到18.3 MPa，过热器安全门动作。在其后的3个月，先后又发生同类型事故2次。
1 事故原因分析

　　安全门动作的直接原因是锅炉的出力太大，造成主汽压力快速升高，直至超过安全门动作限值，其间接原因是机组的协调控制系统在设计上存在缺陷，加负荷期间启动磨煤机导致锅炉出力增加过量。

　　机组的协调控制系统是采用DEB400为核心的控制方案，在原有的设计方案中没有考虑对磨煤机启停进行动态补偿。机组配套使用的磨煤机要求有最低的启动煤量26 t，当启动1台磨煤机时，这些煤粉将迅速投入炉膛，这个扰动是非常剧烈的。

　　当机组负荷增加时(特别是当负荷为420 MW左右时，一般需要再启动1台磨煤机)，一方面协调控制系统要求增加已经运行的磨煤机的出力，同时运行人员将再启动1台磨煤机，这两个方面将同时造成煤量的增加。前者增加的煤量是依据负荷变化需求计算出的，它没有考虑再启动1台磨煤机所造成的煤量增加，这样实际给煤量的增加将超过负荷变化的需求，锅炉出力也将超过汽机需求，主汽压力迅速上升，同时由于主汽压力的增加，主汽流量相应也要增加，往往造成机组负荷超过AGC指令，汽机高调门向关方向动作，更加剧了主汽压力的升高。

　　以上的事故暴露出两个设计上的问题：

　　(1) 没有对磨煤机启停进行相应的动态补偿；

　　(2) 汽机侧对主汽压力的调整力度不足。

2 改进措施

　　针对以上问题，进行了以下改进：

　　(1) 设计了磨煤机启停的动态补偿回路，以前馈的形式加入到燃料自动控制系统中。具体的设计思路是当1台磨煤机启动或停止时所造成的给煤量变化将由其它已经运行的磨煤机予以平衡，保持总的给煤量基本不变。这样设计后对运行中突然掉磨煤机的事故也可以予以及时补偿，将造成的影响降到最小。

　　具体的设计框图如图1所示。

　　这个方案的大致思路是：根据当前磨煤机的运行台数和前一刻的磨煤机运行台数确定是否有磨煤机启动或停止。如果发生了磨煤机启动或停止，将触发相应的补偿计算回路，该计算回路包括动态和静态两部分，动态回路是一个微分环节，在一段时间后输出为0，静态回路将计算出一个恒定值，以上二者之和作为运行的磨煤机进行出力调整的指令。其中动态回路的设计是为了强化补偿的效果，静态的调整力度(其中的X与Y)可以通过试验确定，从而使已运行的磨煤机进行合适的补偿。

　　(2) 增加汽机侧对主汽压力的兼顾调整作用。

　　现有的协调控制系统中机侧是以负荷为主要的调整参数，但是当主汽压力超限，机组安全运行受到影响时，机侧也应当对主汽压力进行调整。在原有的设计中有主汽压力抑止汽机阀门开度的环节，但是为了保证负荷，其调整的作用非常小。这次通过试验，增加了这个环节的作用力度，使其在主汽压力急剧变化时机侧也参与调整。

　　以上两项措施的实施，有效地解决了机组负荷变化时启停磨煤机引起主汽压力超限的问题。自改造后一直未发生同类型事件。