某電廠(chǎng)2號機組異常停運分析報告

（一）設備簡(jiǎn)況：

2號機組1992年2月投產(chǎn)，法國ALSTOM公司原裝進(jìn)口，額定容量360MW，鍋爐型式為亞臨界、一次中間再熱、強制循環(huán)、雙拱爐膛、固態(tài)排渣、燃煤汽包爐，燃燒方式為“W”火焰，配置兩套中間儲倉式制粉系統,在爐膛30.8M前后墻共布置18臺燃燒器。

2017年進(jìn)行超低排放改造，包括低氮燃燒器改造、WGGH系統改造和脫硫系統改造。低氮改造廠(chǎng)家煙臺龍源，將原36個(gè)直流縫隙式燃燒器更換為18個(gè)煙臺龍源公司的旋流低氮燃燒器。設計煤種：70%無(wú)煙煤+30%煙煤。煙氣系統配置一臺動(dòng)葉可調增壓風(fēng)機和兩臺帶變頻模式的靜葉可調引風(fēng)機。

在鍋爐22米爐膛左右側共四角，每角設置2點(diǎn)，共8點(diǎn)光電溫度計測量爐膛燃燒溫度。鍋爐滅火保護設置為：①爐膛壓力正常時(shí)，“每角光電溫度計2取2低于800 ℃為1，再四角四取三為1”延時(shí)5S 鍋爐MFT；②“每角光電溫度計2取2低于800 ℃為1，再四角四取三為1”與上“爐膛壓力超出+1.5 kPa 、-0.8 kPa” 鍋爐無(wú)延時(shí)MFT。

在鍋爐58米標高處，設置3個(gè)爐膛壓力極高開(kāi)關(guān)（定值為2.0kpa）、3個(gè)壓力極低開(kāi)關(guān)（定值為-1.2kpa）、3個(gè)壓力變送器，壓力極低開(kāi)關(guān)A、壓力極高開(kāi)關(guān)B、壓力極高開(kāi)關(guān)C及壓力變送器C布置于鍋爐A側, 壓力極高開(kāi)關(guān)A、壓力極低開(kāi)關(guān)B、壓力極低開(kāi)關(guān)C及壓力變送器A\B布置于鍋爐B側。3個(gè)壓力變送器三取中,通過(guò)濾波得到爐膛壓力計算值作為爐膛壓力自動(dòng)調節的被調量。機組爐膛壓力保護設置為：3個(gè)壓力極高開(kāi)關(guān)3取2無(wú)延時(shí)做為爐膛壓力極高保護；3個(gè)壓力極低開(kāi)關(guān)3取2無(wú)延時(shí)做為爐膛壓力極低保護。

機組設置油槍熱備用自動(dòng)投入保護邏輯，自動(dòng)投入觸發(fā)條件為：每角光電溫度計2取2低于800 ℃為1，再四角四取二為1”時(shí)熱備油槍?zhuān)˙15、B25，或H15、H25）自動(dòng)投入。

（二）事前工況：

2號機組負荷219.1MW，協(xié)調控制投入，兩側制粉系統運行，送風(fēng)手動(dòng)控制，引風(fēng)機變頻運行，除E2外其它17臺給粉機運行，火焰電視正常，各項參數穩定。主汽壓力11.588MPa，主汽壓力偏差0.1Mpa，汽包水位-256.6mm，一次風(fēng)壓3.72Kpa，燃料量108.465T/H,兩側送風(fēng)機擋板開(kāi)度38%/38%，總風(fēng)量570.9KNM3/H。爐膛負壓測量值-0.042/-0.047/-0.034Kpa，計算值-0.04Kpa。兩側引風(fēng)機變頻指令58.2%、56.2%，變頻轉速585.4、571.2rpm（58.8%、57.4%），工頻電流55.4A、55.66A。增壓風(fēng)機入口壓力99.8pa，動(dòng)葉開(kāi)度43.2%，電流211.7A。爐膛四角溫度分別為1098.2/1206.9℃、1200/1419.8℃、1125.6/1244.3℃、1009.9/1049.9℃。

（三）事件經(jīng)過(guò)：

14:36:14，2號機組負荷219.1MW，爐膛負壓開(kāi)始小幅波動(dòng)。

14:36:18，爐膛負壓變送器測量值低至波谷-0.184/-0.202/-0.196Kpa。

14:36:36，爐膛負壓變送器測量值高至波峰0.042/0.063/0.059Kpa。

14:37:05，爐膛負壓變送器測量值低至波谷-0.220/-0.247/-0.247Kpa。

14:37:30，爐膛負壓變送器測量值高至波峰0.118/0.147/0.145Kpa，8秒之后爐膛負壓開(kāi)始下降。

14:37:40，爐膛負壓變送器測量值0.072/0.086/0.087Kpa。

14:37:46，G2給粉機有垮粉跡象，G210/G230兩根粉管風(fēng)壓測量1.73/1.6Kpa（＞1.5 Kpa報警），14:37:50，值班員將G2給粉機轉速由6.7rpm減至0轉。

14:37:49，爐膛負壓變送器測量值-0.030/-0.035/-0.021Kpa。

14:37:50，爐膛負壓變送器測量值-0.112/-0.131/-0.128Kpa。

從14:37:50，開(kāi)始，爐膛負壓開(kāi)始急劇下降。

14:37:52，爐膛負壓變送器測量值-0.191/-0.219/-0.223Kpa。

14:37:54，爐膛負壓變送器測量值-0.213/-0.248/-0.235Kpa。

14:37:56，爐膛負壓變送器測量值-0.398/-0.460/-0.447Kpa。

14:37:58，爐膛負壓變送器測量值-0.449/-0.496/-0.504Kpa。

14:37:59，爐膛負壓變送器測量值-0.619/-0.727/-0.677Kpa。

14:37:59，爐膛負壓極低三個(gè)壓力開(kāi)關(guān)信號反轉，鍋爐MFT動(dòng)作，首出“爐膛負壓極低”，汽機、發(fā)電機聯(lián)跳正常。

14:38:00，爐膛負壓變送器測量值-1.327/-1.316/-1.268Kpa，計算值-0.33Kpa。主汽壓力11.639MPa，主汽壓力偏差0.2Mpa，汽包水位-304.1mm，一次風(fēng)壓3.44Kpa，燃料量105.801T/H, 兩側送風(fēng)機擋板開(kāi)度38%/38%，總風(fēng)量581KNM3/H。兩側引風(fēng)機變頻指令38.8%、36.8%，變頻轉速618.1、604.5rpm（62.1%、60.7%），工頻電流61.77、64.58A，比爐膛負壓開(kāi)始波動(dòng)前偏大6.35、8.91A。增壓風(fēng)機入口壓力260pa，動(dòng)葉開(kāi)度45.7%，電流217A。爐膛四角溫度分別為939.8/1106.9℃、1114.5/1116.1℃、930.5/1181℃、864.1/708.2℃，油槍自投條件未達到，滅火保護判據未達到。

17:03， 按調度令#2鍋爐點(diǎn)火，18:47，機組重新并網(wǎng)運行。

當班煤質(zhì)：全水8.1%、收到基揮發(fā)分13.48%、干燥基灰分36.1%、低位發(fā)熱量18.08MJ/KG; 白班：全水7.3%、收到基揮發(fā)分13.88%、干燥基灰分30.59%、低位發(fā)熱量20.57MJ/KG。

現場(chǎng)檢查撈渣機內無(wú)垮焦。

檢修人員對自動(dòng)控制系統進(jìn)行了檢查，現場(chǎng)及工程師站無(wú)相關(guān)檢修工作，現場(chǎng)檢查測量?jì)x表工作正常。

（四）原因分析：

機組異常停運后，廠(chǎng)里立即組織了相關(guān)技術(shù)人員對負壓保護動(dòng)作原因進(jìn)行分析，4月20日西安熱工研究院的兩位技術(shù)專(zhuān)家到廠(chǎng)，廠(chǎng)里再次組織人員進(jìn)行了分析，經(jīng)與會(huì )人員對各項數據的認真、仔細的研究，事件原因分析如下：

1、      事件發(fā)生前鍋爐各項參數穩定，爐膛壓力短時(shí)從最后一個(gè)波峰迅速降低到極低保護動(dòng)作，分析認為鍋爐燃燒不穩，爐膛負壓波動(dòng)調節過(guò)程中出現局部燃燒惡化，導致?tīng)t膛負壓保護動(dòng)作是本次異常停運的直接原因。判斷依據如下：

1)從14:37:49到14:38:00的11秒時(shí)間里，爐膛負壓測量值從-0.030/-0.035/-0.021Kpa變化到-1.327/-1.316/-1.268Kpa，變化量達到-1.297/-1.281/-1.247Kpa。（詳見(jiàn)附件1：機組負壓變化列表）

2)從14:37:50到14:38:00的10S鐘時(shí)間里，所有爐膛4個(gè)角的8支爐膛溫度計均在下降，其中四號角的兩支溫度計在MFT時(shí)降至864.1℃/708.2℃，爐膛滅火保護動(dòng)作設定值為800℃。（詳見(jiàn)附件2-9：機組滅火保護溫度檢測曲線(xiàn)圖）

3)汽包水位從14:37:13的-260.3mm下降到14:37:47的-329.7mm。（見(jiàn)附圖10）

2、      影響鍋爐燃燒穩定，導致燃燒局部惡化的間接原因：

1)給粉機數量共18臺，事發(fā)前運行17臺，停運1臺，在低負荷下火焰集中度較差，不利于機組的穩定燃燒。

2)入爐煤熱值偏低，摻配不均，造成個(gè)別燃燒器燃燒不穩定，引起燃燒局部惡化。

3)爐膛負壓自動(dòng)調節系統適應能力不足。事發(fā)時(shí)及4月份3次爐膛負壓波動(dòng)時(shí)，引風(fēng)自動(dòng)調節系統動(dòng)作正常（詳見(jiàn)附件10-14：機組引風(fēng)機控制邏輯框圖及爐膛負壓控制曲線(xiàn)圖），但因爐膛壓力濾波、變頻器速率限制、系統慣性遲延等原因，導致?tīng)t膛負壓調節系統有一定的滯后性，且引風(fēng)機與送風(fēng)機、增壓風(fēng)機等的自動(dòng)調節系統功能及參數也有可以?xún)?yōu)化的空間，自動(dòng)控制系統應對異常工況的能力還有待提高。爐膛負壓計算值滯后原始測量計算值跟不上測量值的變化，鍋爐MFT時(shí)爐膛負壓原始值-1.327/-1.316/-1.268Kpa，已經(jīng)達到跳閘值-1.2Kpa，但計算值才到-0.33Kpa。由于爐膛負壓調節滯后，負壓波動(dòng)大增加了燃燒的擾動(dòng)。兩側引風(fēng)機變頻器速率受限（實(shí)際變頻升速率分別為6.4、6.5轉/秒，降速率分別為3.1、3.3轉/秒），導致引風(fēng)機變頻動(dòng)作滯后（MFT時(shí)兩側引風(fēng)機變頻指令為38.8%、36.8%，但變頻轉速實(shí)際為58.8%、57.4%）。

（五）暴露問(wèn)題

1、對改造后低氮燃燒器的燃燒特性不熟悉，對低負荷工況下投運過(guò)多燃燒器的負面作用認識不夠；

2、配煤摻燒工作有待提高。鍋爐低負荷時(shí)段配煤質(zhì)量下限應適當提高，同時(shí)當摻配煤中有煤質(zhì)較差的煤種時(shí)，應提前給運行部通報信息。

3、鍋爐低負荷穩定燃燒、防止熄火的措施有待強化。對低負荷時(shí)停運給粉機對燃燒產(chǎn)生擾動(dòng)的預想和防范措施準備不足，低負荷時(shí)燃燒器的投運方式有待試驗優(yōu)化。

4、鍋爐負壓自動(dòng)調節能力還有待提高,未針對變頻器的相關(guān)性能進(jìn)一步優(yōu)化爐膛壓力控制系統參數。

（六）防范措施：

1、聯(lián)系煙臺龍源派專(zhuān)業(yè)人員到廠(chǎng)進(jìn)行指導，綜合考慮給粉機轉速和粉管風(fēng)壓的影響，保證燃燒穩定的前提下，進(jìn)行低負荷停運給粉機的試驗，盡量多停運給粉機，提高一次風(fēng)壓，并形成制度指導運行操作，提高燃燒器的穩定性。

2、強化配煤摻燒工作。加強入廠(chǎng)煤煤質(zhì)監管，完善入廠(chǎng)煤礦發(fā)煤質(zhì)預報機制；提高入爐煤熱值允許范圍的下限（由原18MJ/KG提高至18.5MJ/KG），完善并落實(shí)確保摻配均勻的措施，避免因煤質(zhì)不均、劣質(zhì)煤集中燃燒造成的燃燒波動(dòng)、惡化；對摻配煤中單一煤種熱值低于18MJ/KG，及時(shí)向運行部通報。

3、組織煙臺龍源專(zhuān)業(yè)人員和各生產(chǎn)部門(mén)技術(shù)人員對低氮燃燒器改造后的燃燒穩定性進(jìn)行進(jìn)一步的分析，排查分析低氮燃燒器燃燒擾動(dòng)的影響因素，針對性修改完善低負荷穩燃和防止熄火措施。并結合深度調峰要求，重新摸索該燃燒器的低負荷穩燃性能。

4、適當優(yōu)化爐膛負壓保護動(dòng)作的控制策略。在滿(mǎn)足規范、保證安全的前提下，適當放寬保護設定值。

5、優(yōu)化油槍熱備用自動(dòng)投入邏輯，準確判斷燃燒異常、及時(shí)投入油槍?zhuān)岣呷紵▌?dòng)時(shí)的穩燃能力。

6、兩側引風(fēng)機變頻模式運行時(shí)影響升降速率，降低了自動(dòng)控制系統異常工況的響應能力。對變頻器的性能的適應性重新評估，在評估前引風(fēng)機變頻切至工頻運行。

7、對協(xié)調控制方式下送風(fēng)機、引風(fēng)機、增壓風(fēng)機等自動(dòng)調節控制系統進(jìn)行優(yōu)化，應根據變頻器的相關(guān)性能進(jìn)一步優(yōu)化爐膛壓力控制系統參數，提高自動(dòng)調節系統適應復雜工況的能力。

附件1：事發(fā)前10S機組負壓及調節指令、反饋變化列表

附件2：機組滅火保護溫度檢測A曲線(xiàn)圖

上圖為#1角溫度測點(diǎn)A，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1106.2℃將至939.8℃，下降幅度為166.4℃。

附件3：機組滅火保護溫度檢測A1曲線(xiàn)圖

上圖為#1角溫度測點(diǎn)A1，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1243.1℃將至1106.9℃，下降幅度為136.2℃。

附件4：機組滅火保護溫度檢測B曲線(xiàn)圖

上圖為#2角溫度測點(diǎn)B，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1176.6℃將至1165.1℃，下降幅度為11.5℃。

附件5：機組滅火保護溫度檢測B1曲線(xiàn)圖

上圖為#2角溫度測點(diǎn)B1，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1395℃將至1116.1℃，下降幅度為278.9℃。

附件6：機組滅火保護溫度檢測C曲線(xiàn)圖

上圖為#3角溫度測點(diǎn)C，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1179.3℃將至930.5℃，下降幅度為248.8℃。

附件7：機組滅火保護溫度檢測C1曲線(xiàn)圖

上圖為#3角溫度測點(diǎn)C1，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1252.2℃將至1181℃，下降幅度為71.2℃。

附件8：機組滅火保護溫度檢測D曲線(xiàn)圖

上圖為#4角溫度測點(diǎn)D，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1031.1℃將至864.1℃，下降幅度為167℃。

附件9：機組滅火保護溫度檢測D1曲線(xiàn)圖

上圖為#4角溫度測點(diǎn)D1，MFT前10秒時(shí)間內溫度由1029.6℃將至708.2℃，下降幅度為321.4℃。

附件10：跳閘前汽包水位曲線(xiàn)圖

附件11：機組引風(fēng)機控制邏輯框圖

引風(fēng)機負壓變頻自動(dòng)調節控制回路采用單個(gè)PI控制，設置有送風(fēng)指令前饋，與增壓風(fēng)機無(wú)相關(guān)前饋設置。調節參數設置為：負壓濾波時(shí)間常數8S，增益P:2.8,積分時(shí)間I：90S，送風(fēng)前饋增益1.6。爐膛壓力＞0.5KPa時(shí)閉鎖減，低于-1.3 KPa時(shí)閉鎖增。

附件12：事發(fā)當日機組引風(fēng)機爐膛負壓控制曲線(xiàn)圖

14：37：49之后的11秒內，爐膛壓力快速的由-0.030kpa下降至-1.316kpa，觸發(fā)MFT。

附件13：事發(fā)前4月2日機組引風(fēng)機爐膛負壓控制曲線(xiàn)圖

上圖為2019年4月2日14:42-14:46爐膛壓力調節曲線(xiàn)，圖中選取的兩點(diǎn)處爐膛壓力在4秒的時(shí)間里由-0.354kpa波動(dòng)至0.344kpa，波動(dòng)范圍為0.698kpa，在波動(dòng)發(fā)生的1分鐘后調節系統收斂，且調節趨勢趨于平穩，調節過(guò)程良好。

附件14：事發(fā)前4月9日機組引風(fēng)機爐膛負壓控制曲線(xiàn)圖

上圖為2019年4月9日11:55-12:00爐膛壓力調節曲線(xiàn)，圖中選取的兩點(diǎn)處爐膛壓力在24秒的時(shí)間里由-0.266kpa波動(dòng)至0.114kpa，波動(dòng)范圍為0.380kpa，在波動(dòng)發(fā)生的2分鐘后調節系統收斂，且調節趨勢趨于平穩，調節過(guò)程合格。

附件15：事發(fā)前4月11日機組引風(fēng)機爐膛負壓控制曲線(xiàn)圖

上圖為2019年4月11日2:03-2:07爐膛壓力調節曲線(xiàn)，圖中選取的兩點(diǎn)處爐膛壓力在6秒的時(shí)間里由-0.102kpa波動(dòng)至0.149kpa，波動(dòng)范圍為0.251kpa，在波動(dòng)發(fā)生的1分鐘后調節系統收斂，且調節趨勢趨于平穩，調節過(guò)程良好。

附件16：機組SOE記錄 

附件17：機組操作員記錄