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大容量循环流化床锅炉故障处理的特点探讨 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 13-11-05

    四川白马循环流化床( CFB)示范电站,是中国引进法国ALSTOM公司300 MW的大型CFB电站锅炉技术建立的示范电站,目前,已正常投运两年多,总结出了一些较为成熟的故障处理经验与大家共同探讨。大容量循环流化床锅炉的热惯性大,而且部分过热器和再热器布置在外置床中,在遇到机组故障解列后的处理与恢复操作过程中,汽温的控制将成为大容量循环流化床锅炉事故处理与快速恢复的一个重点和难点,处理不当,极易造成主汽温大幅波动,造成主蒸汽高压管道的不可修复损伤,危及整个热力系统安全。
    在总结出现的故障处理的经验教训基础上,现结合公司出现的一起较有代表性的设备故障处理,与大家共同分析探讨大容量循环流化床锅炉故障处理的一些特点。富通新能源生产销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧颗粒机木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料,同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、故障经过及处理情况:
    2007年×月××日,四川白马循环流化床示范电站31号机组正常运行,发电负荷304 MW,主汽温536℃,主汽压16.3 MPa,再热汽温542℃。13:27',运行人员突然发现部分参数(如底冷器、外置床、旋风分离器)变成坏点,无法正常监视,翻看其它锅炉DCS监视画面发现其监视参数、转机状态、挡板、调门、灰控阀均显示坏点,无法操作,汽机、电气DCS监视画面正常,随即锅炉跳闸。
    锅炉跳闸后,手动开启高、低旁维持汽温汽压,一、二、三级过热减温水电动总门及再热减温水电动总门因锅炉跳闸信号发出而自动关闭,无法投入减温水,负荷从304 MW快速下降80 MW左右,主、再汽温快速上涨。立即就地手动开启过热、再热减温水电动总门,间断投入主、再减温水。但由于主汽压力低,主蒸汽流量小,不能以使用减温作为调节主汽温的主要手段,主汽温度已无法得到有效控制,13:43’主汽温快速上涨至565℃时,打闸停机。
    14:47’主汽温度降至505℃,重新启动锅炉各风机;15:46'各参数达冲转参数,汽机冲转至3000r/min;16:01发电机并列。16:20’汽动给水泵转速陡升至4 465 r/min,16:22’因高过出口主汽温度陡降,立即紧急打闸停机。充分疏水后,汽温回升,16:55’各参数达冲转参数,汽机冲转至3 000 r/min,17:05’发电机并列,机组逐渐恢复正常。
2、故障原因分析及经验教训
    这起机组解列的不安全情况,虽然是由热工卡件故障引发,其实其他设备故障也会引起机组解列,但在机组解列故障、解列的处理和恢复过程中,却对大容量循环流化床锅炉的故障处理提供了较好的借鉴作用。
2.1DCS故障分析
    经过查看事件记录,查明原因为DCS EP104机柜内的两个CMC在20 s内先后发出P- BUS通讯故障报警信号,整个机柜的通讯信号中断,导致此机柜内的参数不能监视,此机柜控制的设备不能控制,送到FSC机柜的旋风筒温度保护信号消失,FSC采用负逻辑,即认为信号消失为信号故障,从而导致锅炉总保护动作跳闸。
    在锅炉总保护动作后,高压流化风机未跳闸,从而造成了主汽温超温(而在没有外置床的循环流化床锅炉中,锅炉跳闸后,一般是出现低汽温的现象)。高压风机未跳闸的原因为:锅炉总保护记忆复位后,将发出一个2s的脉冲去复位进风许可记忆,进风许可记忆复位后,延时30 s去跳高压流化风机。在延时30 s之内,进风许可记忆置位条件满足(当时机组总保护记忆、保证给水记忆、保护蒸发受热面记忆、蒸汽排放通道记忆、无燃料进入炉膛记忆均在置位状态,当电除尘跳闸后,置位进风许可记忆),从而导致跳高压流化风机的条件消失,高压流化风机因此未跳闸。
2.2主汽温超温分析
    当热工卡件故障后,由于外置床的状态无法监视,根据当时的显示(外置床程控按钮显示为停运状态,风门状态无显示),主操判断为各外置床风门已关闭(流化风量无显示),高压风机未联跳(电流和流化风压力正常),使外置床的换热仍在较快地进行,使汽温上涨。
    从事故后分析来看,大容量循环流化床锅炉部分过热器和再热器布置在外置床中,这给故障处理总结了一个经验:在处理锅炉常见故障——锅炉跳闸故障时,应及时从以下三方面检查并控制外置床的状态。第一,及时核实高压机风机的状态,看它是否已跳闸,如果操作画面因DCS问题而无法判断高压风机状态时,则要到风机就地判断确认。第二,及时检查灰控阀是否已关闭,否则手动关闭。第三,观察布置在外置床中的过热器出口蒸汽温度(白马电站是一、二级中过布置在外置床中)是否较快上升。从这三方面判断外置床是否停运,否则采取措施将其可靠停运,以免造成主汽温快速上涨。
2.3主汽温低温分析
    机组恢复并列后,16:05’将A小机MFH系统设定为转速自动(设定目标转速3 500 r/min)后,冲转带负荷,16:20’因低旁开度大幅波动引起辅联汽压不稳定,汽动给水泵转速陡升至4 465 r/min(设定目标转速3 500 r/min,此时手动干预转速无效),由于减温水调门在初期为手动控制,造成过热减温水量瞬间暴增(减温水流量量程已打满),导致低汽温紧急打闸停机。
    这主要暴露了运行人员在旁路系统逻辑不清的情况下,进行大幅度调整,引起辅联压力波动较大,导致小机转速自动调节失灵,转速迅速上升,加之对锅炉减温水未进行有效控制,减温水流量大量进入主蒸汽,造成汽机低汽温打闸。
    这是大容量循环流化床锅炉事故处理中的一个难点和重点。在故障处理中,汽动给水泵转速、辅联压力、汽包水位和主汽温的相互关联性非常密切,要求故障处理人员要有较强的参数关联逻辑思维。如果处理不当,极易出现汽包低水位、主汽温快速下降等扩大故障的事故发生。这需要运行人员不仅要对系统要有非常全面的熟悉外,还要充分了解控制系统特性,建立主要运行参数敏锐的关联思维。这需要进行不断的反事故训练,以达到熟练处理能力的目的。这需要充分借助仿真机平台进行反复练习,不断提高事故处理能力。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
3、结束语
    总结认为:这是一起非常考验运行人员事故处理能力的案例,对于300 MW大容量循环流化床锅炉的事故处理有很好的指导意义。希望能够抛砖引玉,透过一些设备故障的处理摸索出大容量循环流化床锅炉事故处理和快速恢复的一些规律和特点,积累大容量循环流化床锅炉的事故处理经验,推动大容量循环流化床锅炉运行技术的发展。公司运行人员通过一些事故处理的实战经验积累,极大地提高了事故处理能力,同时也丰富了公司仿真机题库,这将更好地发挥四川白马循环流化床示范电站的示范作用。

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