四川白馬循環(huán)流化床( CFB)示范電站,是中國引進法國ALSTOM公司300 MW的大型CFB電站鍋爐技術(shù)建立的示范電站,目前,已正常投運兩年多,總結(jié)出了一些較為成熟的故障處理經(jīng)驗與大家共同探討。大容量循環(huán)流化床鍋爐的熱慣性大,而且部分過熱器和再熱器布置在外置床中,在遇到機組故障解列后的處理與恢復(fù)操作過程中,汽溫的控制將成為大容量循環(huán)流化床鍋爐事故處理與快速恢復(fù)的一個重點和難點,處理不當,極易造成主汽溫大幅波動,造成主蒸汽高壓管道的不可修復(fù)損傷,危及整個熱力系統(tǒng)安全。
在總結(jié)出現(xiàn)的故障處理的經(jīng)驗教訓(xùn)基礎(chǔ)上,現(xiàn)結(jié)合公司出現(xiàn)的一起較有代表性的設(shè)備故障處理,與大家共同分析探討大容量循環(huán)流化床鍋爐故障處理的一些特點。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐,生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機、
木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料,同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、故障經(jīng)過及處理情況:
2007年×月××日,四川白馬循環(huán)流化床示范電站31號機組正常運行,發(fā)電負荷304 MW,主汽溫536℃,主汽壓16.3 MPa,再熱汽溫542℃。13:27',運行人員突然發(fā)現(xiàn)部分參數(shù)(如底冷器、外置床、旋風分離器)變成壞點,無法正常監(jiān)視,翻看其它鍋爐DCS監(jiān)視畫面發(fā)現(xiàn)其監(jiān)視參數(shù)、轉(zhuǎn)機狀態(tài)、擋板、調(diào)門、灰控閥均顯示壞點,無法操作,汽機、電氣DCS監(jiān)視畫面正常,隨即鍋爐跳閘。
鍋爐跳閘后,手動開啟高、低旁維持汽溫汽壓,一、二、三級過熱減溫水電動總門及再熱減溫水電動總門因鍋爐跳閘信號發(fā)出而自動關(guān)閉,無法投入減溫水,負荷從304 MW快速下降80 MW左右,主、再汽溫快速上漲。立即就地手動開啟過熱、再熱減溫水電動總門,間斷投入主、再減溫水。但由于主汽壓力低,主蒸汽流量小,不能以使用減溫作為調(diào)節(jié)主汽溫的主要手段,主汽溫度已無法得到有效控制,13:43’主汽溫快速上漲至565℃時,打閘停機。
14:47’主汽溫度降至505℃,重新啟動鍋爐各風機;15:46'各參數(shù)達沖轉(zhuǎn)參數(shù),汽機沖轉(zhuǎn)至3000r/min;16:01發(fā)電機并列。16:20’汽動給水泵轉(zhuǎn)速陡升至4 465 r/min,16:22’因高過出口主汽溫度陡降,立即緊急打閘停機。充分疏水后,汽溫回升,16:55’各參數(shù)達沖轉(zhuǎn)參數(shù),汽機沖轉(zhuǎn)至3 000 r/min,17:05’發(fā)電機并列,機組逐漸恢復(fù)正常。
2、故障原因分析及經(jīng)驗教訓(xùn)
這起機組解列的不安全情況,雖然是由熱工卡件故障引發(fā),其實其他設(shè)備故障也會引起機組解列,但在機組解列故障、解列的處理和恢復(fù)過程中,卻對大容量循環(huán)流化床鍋爐的故障處理提供了較好的借鑒作用。
2.1DCS故障分析
經(jīng)過查看事件記錄,查明原因為DCS EP104機柜內(nèi)的兩個CMC在20 s內(nèi)先后發(fā)出P- BUS通訊故障報警信號,整個機柜的通訊信號中斷,導(dǎo)致此機柜內(nèi)的參數(shù)不能監(jiān)視,此機柜控制的設(shè)備不能控制,送到FSC機柜的旋風筒溫度保護信號消失,F(xiàn)SC采用負邏輯,即認為信號消失為信號故障,從而導(dǎo)致鍋爐總保護動作跳閘。
在鍋爐總保護動作后,高壓流化風機未跳閘,從而造成了主汽溫超溫(而在沒有外置床的循環(huán)流化床鍋爐中,鍋爐跳閘后,一般是出現(xiàn)低汽溫的現(xiàn)象)。高壓風機未跳閘的原因為:鍋爐總保護記憶復(fù)位后,將發(fā)出一個2s的脈沖去復(fù)位進風許可記憶,進風許可記憶復(fù)位后,延時30 s去跳高壓流化風機。在延時30 s之內(nèi),進風許可記憶置位條件滿足(當時機組總保護記憶、保證給水記憶、保護蒸發(fā)受熱面記憶、蒸汽排放通道記憶、無燃料進入爐膛記憶均在置位狀態(tài),當電除塵跳閘后,置位進風許可記憶),從而導(dǎo)致跳高壓流化風機的條件消失,高壓流化風機因此未跳閘。
2.2主汽溫超溫分析
當熱工卡件故障后,由于外置床的狀態(tài)無法監(jiān)視,根據(jù)當時的顯示(外置床程控按鈕顯示為停運狀態(tài),風門狀態(tài)無顯示),主操判斷為各外置床風門已關(guān)閉(流化風量無顯示),高壓風機未聯(lián)跳(電流和流化風壓力正常),使外置床的換熱仍在較快地進行,使汽溫上漲。
從事故后分析來看,大容量循環(huán)流化床鍋爐部分過熱器和再熱器布置在外置床中,這給故障處理總結(jié)了一個經(jīng)驗:在處理鍋爐常見故障——鍋爐跳閘故障時,應(yīng)及時從以下三方面檢查并控制外置床的狀態(tài)。第一,及時核實高壓機風機的狀態(tài),看它是否已跳閘,如果操作畫面因DCS問題而無法判斷高壓風機狀態(tài)時,則要到風機就地判斷確認。第二,及時檢查灰控閥是否已關(guān)閉,否則手動關(guān)閉。第三,觀察布置在外置床中的過熱器出口蒸汽溫度(白馬電站是一、二級中過布置在外置床中)是否較快上升。從這三方面判斷外置床是否停運,否則采取措施將其可靠停運,以免造成主汽溫快速上漲。
2.3主汽溫低溫分析
機組恢復(fù)并列后,16:05’將A小機MFH系統(tǒng)設(shè)定為轉(zhuǎn)速自動(設(shè)定目標轉(zhuǎn)速3 500 r/min)后,沖轉(zhuǎn)帶負荷,16:20’因低旁開度大幅波動引起輔聯(lián)汽壓不穩(wěn)定,汽動給水泵轉(zhuǎn)速陡升至4 465 r/min(設(shè)定目標轉(zhuǎn)速3 500 r/min,此時手動干預(yù)轉(zhuǎn)速無效),由于減溫水調(diào)門在初期為手動控制,造成過熱減溫水量瞬間暴增(減溫水流量量程已打滿),導(dǎo)致低汽溫緊急打閘停機。
這主要暴露了運行人員在旁路系統(tǒng)邏輯不清的情況下,進行大幅度調(diào)整,引起輔聯(lián)壓力波動較大,導(dǎo)致小機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)失靈,轉(zhuǎn)速迅速上升,加之對鍋爐減溫水未進行有效控制,減溫水流量大量進入主蒸汽,造成汽機低汽溫打閘。
這是大容量循環(huán)流化床鍋爐事故處理中的一個難點和重點。在故障處理中,汽動給水泵轉(zhuǎn)速、輔聯(lián)壓力、汽包水位和主汽溫的相互關(guān)聯(lián)性非常密切,要求故障處理人員要有較強的參數(shù)關(guān)聯(lián)邏輯思維。如果處理不當,極易出現(xiàn)汽包低水位、主汽溫快速下降等擴大故障的事故發(fā)生。這需要運行人員不僅要對系統(tǒng)要有非常全面的熟悉外,還要充分了解控制系統(tǒng)特性,建立主要運行參數(shù)敏銳的關(guān)聯(lián)思維。這需要進行不斷的反事故訓(xùn)練,以達到熟練處理能力的目的。這需要充分借助仿真機平臺進行反復(fù)練習,不斷提高事故處理能力。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3、結(jié)束語
總結(jié)認為:這是一起非?简炦\行人員事故處理能力的案例,對于300 MW大容量循環(huán)流化床鍋爐的事故處理有很好的指導(dǎo)意義。希望能夠拋磚引玉,透過一些設(shè)備故障的處理摸索出大容量循環(huán)流化床鍋爐事故處理和快速恢復(fù)的一些規(guī)律和特點,積累大容量循環(huán)流化床鍋爐的事故處理經(jīng)驗,推動大容量循環(huán)流化床鍋爐運行技術(shù)的發(fā)展。公司運行人員通過一些事故處理的實戰(zhàn)經(jīng)驗積累,極大地提高了事故處理能力,同時也豐富了公司仿真機題庫,這將更好地發(fā)揮四川白馬循環(huán)流化床示范電站的示范作用。