超临界CFB锅炉主控失效及锅炉翻床原因分析及对策-北极星火力发电网

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某超临界CFB机组，锅炉为超临界CFB燃烧方式直流锅炉，一次中间再热，双布风板单炉膛、H型布置、平衡通风，露天布置。锅炉由主循环回路，竖井烟道、尾部烟道3部分组成，整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。采用外置式换热器调节炉膛床温及再热蒸汽温度，采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离。锅炉设置4条给煤线，每条给煤线设置一台称重皮带给煤机和一台刮板给煤机，每台刮板给煤机上开有3个落煤口。12个给煤口分别设置在锅炉6个回料器返料支腿和6个外置床返料灰道上(如图1所示)。

1 现象概述

2015年2月某日，机组负荷330MW，C给煤皮带检修。11：00，检修过程中就地启动C给煤皮带试转，11：01煤量控制跳为手动，锅炉主控跳为手动。11：02总煤量、煤质修正系数、锅炉热值均变为坏点，锅炉主控失效。11：05一次风调门及一次风机进口挡板由自动跳为手动，左右侧一次风量偏差增大，炉膛左右侧床压偏差快速增加，锅炉开始翻床，机组床温、汽温等参数大幅波动。操作员立即手动调整一次风量、风压，控制床压偏差继续扩大。偏差最大时，左侧一次风量432kNM3/h，右侧116kNM3/h，床压左侧9.5kPa，右侧24kPa，调整后风量、床压偏差逐渐减小，11：20一次风量，床压恢复正常，机组参数逐渐恢复正常。

2 锅炉热值变坏点、锅炉主控失效原因分析

正常情况下给煤皮带停电检修时，给煤量指令为0，给煤流量反馈输出为坏点。当反馈为坏点时，给煤线流量信号自动切换为给煤指令值作为信号输出。C线停运时，其给煤量指令为0，给煤线流量反馈输出也为0。因此，平时停电检修给煤线，并不会造成锅炉实时总给煤量计算错误，相关控制逻辑(如图2所示)。

当日11∶00当C给煤线检修时就地试转时，C给煤皮带送电后反馈显示为0，为一个坏点，此时给煤量输出即切换为C皮带给煤机指令值即0t/h。启动C线后，给煤指令自动变为10t/h作为启动初始指令。此时，C线给煤量输出为10t/h，参与锅炉给煤量计算。

C给皮带启动5s后，给煤指令值由10t/h降为0，同时变成一个坏点，在此时C给煤线指令、反馈都变成坏点。C给煤机给煤量指令信号并没有品质判断，变成坏点后直接输出，参与给煤量计算。

这使得CD给煤线给煤量计算随之出现错误。CD给煤线主控由自动跳为手动，锅炉主控也随之跳为手动。11∶02，锅炉总煤量也变为了坏点。锅炉总煤量监视失去准确性。11∶05操作员解除AB给煤线自动，手动调整AB、CD线给煤量，以保证给煤准确性。

在AB、CD给煤线主控均手动情况下，锅炉热值由当前负荷指令计算值切换为总煤量计算值。此时，锅炉总煤量是一个坏点，这使得锅炉热值输出这时也变成一个坏点。锅炉热值直接参与一次风调门流量自动控制，因此4s后两个一次风门自动控制失效，跳为手动控制，两侧风量、床压开始出现偏差。

由以上分析可知，C给煤线给煤指令值变成一个坏点，向锅炉总煤量、锅炉热值等上级逻辑运算层层传递，参与到总煤量、锅炉热值计算中，使得总煤量、锅炉热值变为了坏点，这导致锅炉主控失效，也导致了一次风调门自动控制失效。

3 锅炉翻床分析

锅炉主控失效前，一次风量调节门自动控制投入良好。炉膛左侧床压14kPa，风量245kNM3/h，右侧16kPa风量246kNM3/h，炉膛左右侧两个一次风量调门自动控制锅炉两侧床压及风量的稳定。

锅炉热值变为坏点时，左右两个一次风门跳为手动控制，两侧床压和风量失去自动平衡能力，左侧炉膛床压低、相对阻力小，风量逐渐增大，使得床料吹向右侧。这进一步增大了两侧床压差，进而使得左侧风量快速增大，右侧风量减小。两侧床压出现交叉波动，锅炉翻床现象随即出现，机组床温、汽温等运行参数发生大幅波动。

锅炉左右侧偏差最大时，左侧一次风量432kNM3/h、床压9.5kPa，右侧116kNM3/h、床压24kPa。锅炉翻床现象出现后，操作员立即手动操作提高一次风压，同时减小左侧一次风量，增加右侧一次风量，加强参数控制，两侧床压偏差得到控制。经处理，两侧风量、床压偏差逐渐减小，恢复正常。调节过程中一次风压最高达到到25.5kPa，接近风机额定压头。

4 优化措施及对策

优化给煤线计算逻辑，增加测点品质判断，屏蔽给煤量坏点参与煤量、锅炉热值逻辑计算，优化后的给煤量计算逻辑中，若给煤量反馈、指令皆变为坏点，则该给煤线煤量输出值切换为上一时刻给煤量的指令值。避免因某条给煤线测量坏点参与锅炉热值计算导致锅炉主控失效引发其他后果。优化改造后的给煤量控制逻辑如图3所示。

当出现类似情况时，若一次风量调门跳为手动

控制，操作员必须严密监视炉膛两侧风量、床压的变化趋势，若偏差扩大，应立即手动调整，及时提高一次风压，防止风量、床压偏差发散扩大造成锅炉翻床。处理过程中应加强风道膨胀节检查，加强对炉膛床温监视，加强中间点过热度、汽温调整，防止炉膛结焦和受热面金属超温。

文献信息

邬万竹. 超临界CFB锅炉主控失效及锅炉翻床原因分析及对策[J]. 内蒙古科技与经济,2016,19:76-77.

原标题：超临界CFB锅炉主控失效及锅炉翻床原因分析及对策

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