600 MW超临界机组并网调节阀全开原因分析及处理

吴学理，王卫涛

(1.湖北华电襄阳发电有限公司，湖北 襄阳 441000；2.湖北省电力试验研究院，武汉 430077)

600 MW超临界机组并网调节阀全开原因分析及处理

吴学理1，王卫涛2

(1.湖北华电襄阳发电有限公司，湖北 襄阳 441000；2.湖北省电力试验研究院，武汉 430077)

以湖北华电襄阳发电有限公司MAXDNA控制系统中的数字电液控制系统(DEH)为对象，对一起并网后调节阀突然全开的处理过程进行总结，并提出快速处理的方法，对同类电厂控制系统异常事件处理具有较好的参考价值。

DEH；并网；调节阀全开；控制系统

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600 MW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3 000 r/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60 MW，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(30 MW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25.243 0%，主蒸汽压力为2 MPa，定压修正因子为4，并网后的负荷设定值应为284 MW，阀门流量信号为34.470 0%，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；1.0 s后，GV指令全开；2.0 s后，反馈到达。

并网前，转速6模块输出指令为25.243 0%，汽轮机单阀运行，#4 GV控制指令设定为8.048 6%，转速设置为3 000 r/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(HOLD GVS)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(REFDMD)突然由284 MW增至770 MW。REFDMD正常状态为284 MW且不变化。

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

(3)DEMDTRK动作时间为2.0 s，正常为1.1 s。

(4)并网脉冲(BRCL)时间为2.0 s，正常为1.1 s 。

(5)HOLD GVS 时间为4.0 s，正常为3.0 s 。

(6)REFDEM指令变化到GV指令时间为4.0 s，时间过长。

3.2 数据分析

根据上海汽轮机有限公司，600 MW超临界机组DEH系统逻辑图：REFDMD数值正常为284MW(运算过程：25.243 0%×650+120=284 (MW))；异常数据为770 MW(运算过程：100.000 0%×650+120=770 (MW))；其中，25.243 0%为当时调节阀流量指令，650为运算系数，120 MW为初负荷，FDEM为100.000 0%。

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0.4 s；如果误差时间大于0.4 s，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[1]。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0.4 s。

(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0.1 s；DEH逻辑运算周期为0.5 s，当DEH中逻辑在0.5 s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40 ms。

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。

[1]郑晓舟,王刚,王哲,等.大型汽轮机组DEH系统电液伺服阀的应用及维护[J].中国电力, 1999, 32(7):12-13.

(本文责编：刘炳锋)

2017-02-13；

2017-04-02

TK 325

B

1674-1951(2017)04-0030-02

吴学理(1975—)，男，湖北襄阳人，助理工程师，从事火电厂热力系统自动化检修与维护方面的工作(E-mail:wuxueli@chd.com)。

王卫涛(1972—)，男，江苏南京人，高级工程师，工学硕士，从事热力系统自动化协调方面工作(E-mail:wwt_fuzz@hotmail.com)。