论文部分内容阅读
摘要：垃圾焚烧母管制机组，多炉多机并列运行时，任一汽机跳闸，都会对整个热力系统产生影响，控制不当将直接危及机组运行安全，影响热用户生产安全。本文根据单台焚烧炉处理能力为 750t/d锅炉，设计8台焚烧炉和3台50MW抽汽凝汽式汽轮发电机组，当一台汽机跳闸时，母管剩余机组采用自动快速增负荷运行设计理念，同时维持焚烧炉压力的控制技术，在不影响垃圾焚烧炉的焚烧量的工况下，维持母管压力，防止锅炉超压。
关键词：母管制;甩负荷;自动控制;快速增负荷;锅炉热负荷不变
当前，随着城镇化的速度加快，人口集中度逐渐提升，伴随而来的生活垃圾增量也不断提升，如何处理越来越多的生活垃圾成为各地普遍关心的问题，统计数据显示，截至2018年5月，全国已经投入运营的垃圾焚烧产能规模约为38.5万吨/日。投运产能同比增速由10-15%提升至25%，每年新投产项目由2-4万吨/日，提升至7万吨/日近年，当前整理垃圾产生量逐年增长的基础上，垃圾焚烧相对于填埋更具市场优势，同时符合环保无害化处理要求。因此，作为国家鼓励发展的环保节能导向产业之一，垃圾焚烧母管制机组将会得到长足的发展。
垃圾焚烧母管制机组，多炉多机并列运行时，系统多输入多输出耦合性较强，任一汽机遮断会造成主蒸汽母管压力突升，甚至导致锅炉安全阀动作，母管上各锅炉汽包水位大幅波动，控制不当可能造成一台或多台锅炉MFT，致使垃圾日处理量下降，给焚烧厂所在城市用户带来巨大的安全风险。
目前国内同类型机组在发生此类事故工况下，主要由运行人员手动操作某台锅炉减出力，手动开锅炉向空排气阀，既要兼顾主汽母管压力及汽包水位，还要维持热网供汽，易造成人为操作失误，而导致其他母管上机组非正常停运，甚至危及机组运行安全，造成巨大经济损失。
鉴于此，本文作者及其技术团队设计了一种针对垃圾焚烧母管制机组甩负荷的自动控制策略和实施方法。当任一汽机跳闸时，母管剩余机组采用自动快速增负荷运行设计理念，同时维持焚烧炉压力的控制技术，在不影响垃圾焚烧炉的焚烧量的工况下，维持母管压力，防止锅炉超压，避免人为操作和热网用户生产安全等各类风险。
1控制策略的技术原理
多炉多机并列运行，当任一汽机跳闸时，主汽母管憋压导致压力迅速飞升，甚至引起PCV阀动作，工质快速泻放，使母管上各锅炉汽包水位大幅波动，易造成超限保护动作，一台或多台锅炉MFT，致使事故进一步扩大。因此，任一汽机跳闸时的快速控制十分重要。
本文控制策略主要采用以下技术原理：
1）以8炉3机垃圾焚烧母管制机组为例，正常运行时，由锅炉侧ACC自动控制热负荷，两台汽机高压调门自动控制主蒸汽母管压力，一台汽轮机采用功率控制方式保证各段抽汽压力温度稳定。
2）运行人员预先将哪两台汽机进行压力控制，哪台汽轮机功率控制且备用投入抽汽机组按照需求投入。
3）当8炉3机中投入压力控制机组任意一台跳闸，则功率控制机组自动切换至压力控制，由于此时母管压力控制由三台机组变为两台机组，其压力控制下机组负荷一般高于70%，对于机组抽汽系统供应并无影响;当8炉3机中功率回路机组跳闸，事先选的备用投入抽汽机组自动打开抽汽逆止门及抽汽电动门，机组抽汽系统供应。
2控制策略的实施方法
针对垃圾焚烧母管制机组，在任一汽机跳闸时，控制的关键在于如何抑制主蒸汽母管压力的飞升，导致汽包液位瞬时突变而使一台或多台锅炉发生MFT，同时如果功率控制汽机跳闸，抽汽系统的供应可能完全中断，可能会影响热用户生产安全。因此，我们采取当一台汽机跳闸时，母管剩余机组采用自动快速增负荷运行设计理念，同时维持焚烧炉压力的控制技术，在不影响垃圾焚烧炉的焚烧量的工况下，维持母管压力，防止锅炉超压。
1）在母管制机组每台汽机上设计增加甩负荷回路，信号触发后，当任一汽机遮断时，如何保证主蒸汽母管不超压、不超温，同时抽汽供汽不中断，我们通过将剩余两台汽轮机通过压力控制模式，将主蒸汽母管维持当前值;根据不同汽机跳闸自动调整抽汽供应方式。汽机跳闸负荷控制流程见图1。
3控制策略的应用分析
在单台焚烧炉处理能力为 750t/d锅炉，设计8台焚烧炉和3台50MW抽汽凝汽式汽轮发电机组，对本文的控制策略进行试验。
3号机组负荷带至50MW，投入功率控制回路，1、2号机组投入压力控制回路，锅炉根据压力调整向空排。正式开始3号机的100%甩负荷。试验过程中，调门全关，负荷甩至零，3号机最高转速为3215rpm，调节汽阀位置初始为10%，后根据维持3000rpm自动调节为17.25%，此时1号机组自动从压力控制回路切换成功率控制回路，目标为50MW，2号机组保持压力控制回来，炉侧先升后降低，基本保持运行稳定。
4.结论
本文通过在垃圾焚烧母管制机组上甩负荷控制技术，能够实现垃圾焚烧母管制机组多炉多机并列运行时，任一汽机跳闸情况下，机组状态控制稳定、抽汽供汽稳定并维持自动控制，母管汽压、母管汽温、燃料量、总风量、汽包水位、供汽流量等关键参数能够自动控制到设计要求范围，确保了机组的安全运行，极大地降低了人为干预可能带来的风险系数，避免了潜在事故的发生。
上海电力建设启動调整试验所有限公司，上海 235000
关键词：母管制;甩负荷;自动控制;快速增负荷;锅炉热负荷不变
当前，随着城镇化的速度加快，人口集中度逐渐提升，伴随而来的生活垃圾增量也不断提升，如何处理越来越多的生活垃圾成为各地普遍关心的问题，统计数据显示，截至2018年5月，全国已经投入运营的垃圾焚烧产能规模约为38.5万吨/日。投运产能同比增速由10-15%提升至25%，每年新投产项目由2-4万吨/日，提升至7万吨/日近年，当前整理垃圾产生量逐年增长的基础上，垃圾焚烧相对于填埋更具市场优势，同时符合环保无害化处理要求。因此，作为国家鼓励发展的环保节能导向产业之一，垃圾焚烧母管制机组将会得到长足的发展。
垃圾焚烧母管制机组，多炉多机并列运行时，系统多输入多输出耦合性较强，任一汽机遮断会造成主蒸汽母管压力突升，甚至导致锅炉安全阀动作，母管上各锅炉汽包水位大幅波动，控制不当可能造成一台或多台锅炉MFT，致使垃圾日处理量下降，给焚烧厂所在城市用户带来巨大的安全风险。
目前国内同类型机组在发生此类事故工况下，主要由运行人员手动操作某台锅炉减出力，手动开锅炉向空排气阀，既要兼顾主汽母管压力及汽包水位，还要维持热网供汽，易造成人为操作失误，而导致其他母管上机组非正常停运，甚至危及机组运行安全，造成巨大经济损失。
鉴于此，本文作者及其技术团队设计了一种针对垃圾焚烧母管制机组甩负荷的自动控制策略和实施方法。当任一汽机跳闸时，母管剩余机组采用自动快速增负荷运行设计理念，同时维持焚烧炉压力的控制技术，在不影响垃圾焚烧炉的焚烧量的工况下，维持母管压力，防止锅炉超压，避免人为操作和热网用户生产安全等各类风险。
1控制策略的技术原理
多炉多机并列运行，当任一汽机跳闸时，主汽母管憋压导致压力迅速飞升，甚至引起PCV阀动作，工质快速泻放，使母管上各锅炉汽包水位大幅波动，易造成超限保护动作，一台或多台锅炉MFT，致使事故进一步扩大。因此，任一汽机跳闸时的快速控制十分重要。
本文控制策略主要采用以下技术原理：
1）以8炉3机垃圾焚烧母管制机组为例，正常运行时，由锅炉侧ACC自动控制热负荷，两台汽机高压调门自动控制主蒸汽母管压力，一台汽轮机采用功率控制方式保证各段抽汽压力温度稳定。
2）运行人员预先将哪两台汽机进行压力控制，哪台汽轮机功率控制且备用投入抽汽机组按照需求投入。
3）当8炉3机中投入压力控制机组任意一台跳闸，则功率控制机组自动切换至压力控制，由于此时母管压力控制由三台机组变为两台机组，其压力控制下机组负荷一般高于70%，对于机组抽汽系统供应并无影响;当8炉3机中功率回路机组跳闸，事先选的备用投入抽汽机组自动打开抽汽逆止门及抽汽电动门，机组抽汽系统供应。
2控制策略的实施方法
针对垃圾焚烧母管制机组，在任一汽机跳闸时，控制的关键在于如何抑制主蒸汽母管压力的飞升，导致汽包液位瞬时突变而使一台或多台锅炉发生MFT，同时如果功率控制汽机跳闸，抽汽系统的供应可能完全中断，可能会影响热用户生产安全。因此，我们采取当一台汽机跳闸时，母管剩余机组采用自动快速增负荷运行设计理念，同时维持焚烧炉压力的控制技术，在不影响垃圾焚烧炉的焚烧量的工况下，维持母管压力，防止锅炉超压。
1）在母管制机组每台汽机上设计增加甩负荷回路，信号触发后，当任一汽机遮断时，如何保证主蒸汽母管不超压、不超温，同时抽汽供汽不中断，我们通过将剩余两台汽轮机通过压力控制模式，将主蒸汽母管维持当前值;根据不同汽机跳闸自动调整抽汽供应方式。汽机跳闸负荷控制流程见图1。
3控制策略的应用分析
在单台焚烧炉处理能力为 750t/d锅炉，设计8台焚烧炉和3台50MW抽汽凝汽式汽轮发电机组，对本文的控制策略进行试验。
3号机组负荷带至50MW，投入功率控制回路，1、2号机组投入压力控制回路，锅炉根据压力调整向空排。正式开始3号机的100%甩负荷。试验过程中，调门全关，负荷甩至零，3号机最高转速为3215rpm，调节汽阀位置初始为10%，后根据维持3000rpm自动调节为17.25%，此时1号机组自动从压力控制回路切换成功率控制回路，目标为50MW，2号机组保持压力控制回来，炉侧先升后降低，基本保持运行稳定。
4.结论
本文通过在垃圾焚烧母管制机组上甩负荷控制技术，能够实现垃圾焚烧母管制机组多炉多机并列运行时，任一汽机跳闸情况下，机组状态控制稳定、抽汽供汽稳定并维持自动控制，母管汽压、母管汽温、燃料量、总风量、汽包水位、供汽流量等关键参数能够自动控制到设计要求范围，确保了机组的安全运行，极大地降低了人为干预可能带来的风险系数，避免了潜在事故的发生。
上海电力建设启動调整试验所有限公司，上海 235000