(大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂 北京市石景山区 100041)
摘要:3号汽机CV1/2未全开的实际情况,通过分析认为属于正常现象,目前的CV阀的实际情况与逻辑相符。逻辑定值的修改目标是使炉侧流量修正后得到的压力比机侧压力低0.15MPa,通过查询历史曲线的方式,寻找指令流量下对应的机侧压力,经过查询,原炉侧压力与机侧压力几乎相等甚至小于机侧压力,造成CV1/2无法全开。将炉侧的目标压力朝着当前流量下机前实测压力减去0.15MPa的方向进行调整。
引言
2018年某厂二拖一机组检修后,3号机高调门CV1/2未能全开,本文详细说明了3号汽机CV1/2未全开的实际情况,以及针对这种现象制定的流量-压力曲线修改方案。
一、3号汽机高调门控制逻辑说明(以下简称CV1/2)
当二拖一机组CCS投入后,CV1/2开度受CCS综合阀位指令控制,CCS阀位通过PID进行调节。通过机侧主蒸汽压力(二取均)与压力曲线函数折算值(通过机侧主汽流量折算出的压力值)的差值得到PV,将PV输出到PID,经过PID运算进行阀位调节:
如果PV≥0,综合阀位指令将会增大,CV1/2开度增大;(机侧压力高于炉侧压力)
如果PV<0,综合阀位指令将会减小,CV1/2开度减小;(机侧压力低于炉侧压力)
综合阀位与CV1/2的对应关系如下:
二、3号汽机CV1/2未全开可能会造成的问题及使CV1/2全开的措施
3号汽机CV1/2未全开的实际情况,通过分析认为属于正常现象,目前的CV阀的实际情况与逻辑相符。但是这种情况下运行存在以下两个问题:
CV1/2未达到全开状态,正常运行中随着炉侧流量与机侧压力的变化,处于不断调节的状态,增大了调阀伺服系统与LVDT反馈系统的调节压力,增大了调阀控制部分出问题的概率;
CV1/2未全开,理论上如果全开的话还有继续提升机组负荷的能力,但需要综合考量安全性。
2018年08月15日设备工程部组织哈汽、哈自控、大唐科研院共同进行了讨论,确认了通过修改流量-压力曲线,使流量折算出的压力值小于机侧主蒸汽压力值,使PV≥0,即可将综合阀位指令增大,使CV1/2全开。
三、修改前的流量与压力曲线
3号汽机侧的高压主蒸汽流量等于1号炉高压主蒸汽流量(70LBA10CF101/2/3F三取均)与2号炉高压主蒸汽流量(80LBA10CF101/2/3F三取均)之和(最高限位在720T/H)。
二拖一机组正常运行中可能处于一拖一方式(只运行一台燃机)或处于二拖一方式,在这两种方式下,设计了两根流量与压力换算曲线,切换条件为:流量高低于360T/H,使用曲线F(X)-1GT;流量高于360T/H,使用曲线F(X)-2GT:
根据3号汽机检修后的工况进行分析:
通过上表可以看出,3号汽机检修后,机侧压力与炉侧压力接近,使CV1/2总是处于调节状态,无法全开。
目标是通过修正流量-压力曲线,使炉侧流量修正后得到的压力比机侧压力低0.15MPa。(与修前的差值一致)
四、修改后流量曲线
通过计算,目标是使炉侧流量修正后得到的压力比机侧压力低0.15MPa,通过查询历史曲线的方式,寻找指令流量下对应的机侧压力,经过查询,原炉侧压力与机侧压力几乎相等甚至小于机侧压力,造成CV1/2无法全开。将炉侧的目标压力朝着当前流量下机前实测压力减去0.15MPa的方向进行调整。
F(X)-1GT流量-圧力曲线的修正(流量小于360T/h)
在流量达到50%时,CV1/2应保持全开状态,滑压运行。根据这个原则,对二拖一方式下的流量-压力曲线(F(X)-2GT)进行修正,对一拖一方式下的流量-压力曲线(F(X)-1GT)不予修正,当3号汽机主蒸汽流量低于360T/h时,使炉侧压力与机侧压力维持现有的线性调节关系。
五、F(X)-2GT流量-压力曲线的修正方法
通过修改逻辑中函数功能块的常数组,实现对两条流量-压力曲线的修正,ABB系统具备在线修改常数组的功能。
二拖一运行方式下的流量-压力曲线F(X)-2GT的在线修正
函数功能块逻辑中位置:L2-30-M5 主汽压力控制2方案页中,BLOCK号13046
具体的操作步骤如下:
记录当前的3号汽机主蒸汽流量、3号汽机主蒸汽压力、综合阀位指令、CV1/2指令,观察当前的上述参数与逻辑相符。
确认当前3号汽机主蒸汽流量所处的范围,按照近几日的运行情况,应在536T/h-659T/h之间;
修改Block 13046的S7,当前S7为10.5383,目标值为10.2881,以0.05为步阶缓慢降低S7的数值,每降低0.1后停留观察2分钟,每降低0.5后记录当前的3号汽机主蒸汽流量、3号汽机主蒸汽压力、综合阀位指令、CV1/2指令;当S7修改完成后,理论上CV1/2可以实现全开;
修改Block 13046的S5,当前S5为7.14001,目标值为7.0844,理论上在调整S5前,CV1/2已全开,故调整S5对逻辑无影响。
上述两个常数修改完成后,F(X)-2GT流量-压力曲线修正完成,将360T/h-660T/h范围内的炉侧压力值降低约0.15MPa,适用于二拖一方式下运行的高负荷阶段。
保存逻辑方案页,工作结束。
六、流量-压力曲线修改效果及CV1/2全开后的后续工作
1.F(X)-2GT流量压力曲线修改完成后的效果预估
查询历年历史曲线,1号燃机、2号燃机在基本负荷(300MW)状态下运行时,3号汽机主蒸汽流量最大可以达到610T/h-620T/h,在F(X)-2GT流量-压力曲线的有效范围内。
2.后续工作
对于二拖一机组在一拖一方式下连续运行的工况(1+3运行或2+3运行),CV1/2不能维持全开,这与流量对应关系一致,与修前工况一致。
F(X)-2GT、F(X)-1GT的流量-圧力曲线是根据实际运行数据进行计算修正的,修正完成且验证曲线可用后,需要锅炉厂确认该流量曲线对于锅炉侧参数的适应程度,确认锅炉侧的安全性。
随着机组的运行时间累积,余热锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机的特性会发生缓慢的劣化,建议根据实际运行的参数,定期修订流量-压力曲线,同时对于冷热态启动等厂家指导曲线,也需要进行定期修订。
参考文献
1、王旭. 《3号机综合阀位流量-压力曲线修改逻辑变更》
2、章素华.燃气轮机发电机组控制系统.中国电力出版社.2012
3、《Composer Harmony》.北京ABB贝利工程有限公司