浙江中特气动阀门成套有限公司
600MW超临界机组并网调节阀全开原因分析及处理

1 机组概况

湖北华电襄阳发电有限公司(以下简称襄发公司)2台600MW机组为上海汽轮机厂生产的N600-24.2/566/566型汽轮机,机组为反动式、超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、凝汽式汽轮机组,采用高中压联合启动的方式。配套锅炉为上海锅炉厂制造的SG1913/25.4-M957型超临界直流锅炉。分散控制单元(DCS)采用美国美卓自动化MAX控制系统公司生产的MAXDNA控制系统。

2 DEH并网异常事件

2015年7月2日#6机组启动,机组转速在3000R/min时并网。并网后,高压调节阀(GV)开度突然由13%增至100%,机组初负荷达到60MW,严重影响锅炉燃烧和汽轮机运行安全。

机组并网后的初负荷一般为3%~5%额定负荷(30MW左右),初负荷过低可能造成发电机逆功率保护动作,过高则易造成汽轮机振动、差胀、轴位移及热应力变化过大。当机组并网时,数字电液控制系统(DEH)将从转速控制模式切换为负荷控制模式:切换后,负荷设定值(REFDEM)信号由2路信号叠加而成,1路为并网前GV流量,1路为带初负荷增加的流量。

2015年7月2日#6机组并网前,GV流量指令(FDEM)为25.2430%,主蒸汽压力为2MPa,定压修正因子为4,并网后的负荷设定值应为284MW,阀门流量信号为34.4700%,对应GV的开度指令为22%,而实际开度却为100%。因此,GV开度过大,机组运行明显异常。

3 原因追查

2015年7月2日#6机组异常GV开度数据如图1所示。由图1可知,05:33:17,#6机组并网:1.0s后,GV指令全开:2.0s后,反馈到达。

并网前,转速6模块输出指令为25.2430%,汽轮机单阀运行,#4GV控制指令设定为8.0486%,转速设置为3000R/min:并网信号到达后,目标跟踪信号(DEMDTRK)由0至1,调节阀保持指令(HOLDGVS)同时由0至1。

3.1 DEH仿真数据分析

通过进行DEH仿真历史数据,分析出现类似现象的33张趋势图,有以下异常情况。

(1)DEMDTRK由1至0时,负荷指令(REFD-MD)突然由284MW增至770MW。REFDMD正常状态为284MW且不变化。

(2)GV在并网信号到达1.1s后,开度突然由8%变至100%,正常状态为并网信号到达4.0s后,GV开度变至16%。

(3)DEMDTRK动作时间为2.0s,正常为1.1s。

(4)并网脉冲(BRCL)时间为2.0s,正常为1.1s。

(5)HOLDGVS时间为4.0s,正常为3.0s。

(6)REFDEM指令变化到GV指令时间为4.0s,时间过长。

3.2 数据分析

根据上海汽轮机有限公司,600MW超临界机组DEH系统逻辑图:REFDMD数值正常为284MW(运算过程:25.2430%×650+120=284(MW)):异常数据为770MW(运算过程:100.0000%×650+120=770(MW)):其中,25.2430%为当时调节阀流量指令,650为运算系数,120MW为初负荷,FDEM为100.0000%。

图1 高压调节阀异常全开数据

时间同步检测的最大允许误差时间为0.4s:如果误差时间大于0.4s,时间同步将异常:若增大最大允许误差时间,将会有较长的通信延迟,从而降低时间同步精度。经图1分析,由于REFDMD出现错误,导致DEH从转速控制模式切换至负荷控制模式后,GV开度突然由8%变化至100%。

4 DEH并网异常事件的处理及改进建议

4.1 处理措施

根据DEH仿真结果的分析,采取了下列处理措施。

(1)将GV1~GV4中FoRcedVel的强制值由0改为100,将调节阀IV1-IV4中FoRcedVel的强制值由100改为20。

(2)将程序中TIMESYNC的同步时间改为0.4s。

(3)在DEH逻辑中增加中压调节阀的ATAG数据点,由此导致增加1个运算页和运算块,其运算时间为0.1s:DEH逻辑运算周期为0.5s,当DEH中逻辑在0.5s内没有运算完成时,DEH会重新从起始页进行运算,因此造成多次运算情况。为此,将逻辑页模块时间周期重新选择为40ms。

4.2 改进建议

DEH出现异常事件的原因复杂而繁琐,特别是时序问题需经过反复仿真才能确认。因此对DEH系统逻辑工作要加强管理,有以下建议。

(1)逻辑或参数修改,要事先确认,涉及DEH要有异动通知单或工作票,修改完成后,要再次进行DEH仿真确认。

(2)逻辑修改前后均要完善备份。对操作员站、工程师站、历史站和各个过程控制站的时间同步进行定期检查,确保DEH动作正常。

5 结束语

本文根据DEH仿真历史数据筛选出典型的DEH异常事件,结合2015年7月2日#6机组DEH并网过程中出现的异常事件,提出了避免异常的处理措施及改进建议。经过改进,2015年7月13日#6机组再次启动并网后,带3%额定负荷情况正常。后续几次并网GV开度均正常,异常现象再没有出现。此次改进,为类似项目改造提供了有益借鉴。

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