风烟系统

风烟系统（精选5篇）

风烟系统 篇1

0引言

某电厂一期5台600 MW机组为亚临界一次中间再热强制循环汽包炉, 锅炉采用平衡通风方式, 烟气通过2台引风机接至脱硫系统;脱硫系统 采用鼓泡 塔技术, 系统阻力 大, 布置一台增压风机以克服烟道阻力。因环保要求取消脱硫旁路系统, 这样势必增加锅炉启动过程中的操作难度, 且事故时也不能再将开启旁路作为事故 处理的常 规手段, 锅炉极易 因炉膛压力保护动作而发生MFT (MainFuelTrip, 主燃料切断) 。针对此情况, 对取消旁路后的 风烟系统 控制逻辑 必须进行 相应的优化。

1增压风机及旁路系统控制逻辑优化

为满足国家环保局的无旁路运行要求, 各台机组在大修期间完成了脱硫系统的控制优化工作, 使改造后的增压风机、引风机实现联动, 以保证炉膛负压运行稳定, 脱硫系统与主机 之间的保护联锁能够准确、快速、可靠地动作。总体目标 是机组从启动至并网全程实现无脱硫旁路运行, 当脱硫系统出现故障时, 旁路挡板开启后延时触发MFT。

1.1脱硫旁路挡板保护开启逻辑优化

脱硫旁路挡板保护开启逻辑变更如表1所示。

1.2增压风机、引风机联调逻辑优化

增压风机前馈信号及函数优化:以增压风机入口压力为主要被调量, 使其控制在微负压范围内, 同时引入锅炉侧2台引风机静叶开度作为前馈信号, 使得增压风机动叶能对被控参数进行快速调节。增压风机控制回路中增加负荷大小变参数 调节功能, 提升快速调节能力。

1.3锅炉 MFT保护逻辑修改

“脱硫系统故障”信号分3路送入锅炉MFT主保护, 在主机侧进行3取2计算后分别给锅炉MFT、跳送风机、跳引风机。“脱硫系统故障”信号由2部分组成:第一部分是旁路挡板1全开、旁路挡板3全开、中间快开执行器开度大于20%, 3取2 (旁路挡板开) 且增压风机保护停, 且锅炉负荷大于180 MW, 延时5min, 发MFT请求;第二部分为旁路挡板1全关、旁路挡板3全关、中间快开执行器开度小于5%, 3取2 (旁路挡板关) 且增压风机保护停, 且脱硫入口烟气压力大于1200Pa (2V3) , 延时5s发MFT请求。在锅炉MFT跳闸后, 联开脱硫旁路挡板。

1.4RB逻辑优化

“脱硫系统异常”信号:锅炉负荷大于420 MW且烟冷泵只有一台运行。“脱硫系统异常”作为重要辅机信号引入主机RB逻辑, 当脱硫岛异常时实现快速降低负荷, 以使脱硫系统工 况快速调整至正常, 防止脱硫系统故障进一步恶化甚至跳闸。

2强化增压风机调节炉膛负压的功能

利用增压风机入口压力设定值SP调节引风机和增压风机的功率分配, SP设定为正 数时, 引风机做 功增加, 增压风机 减少;SP设定为负数时, 引风机做 功减少, 增压风机 增加。同时SP应有一定范围限制, 通常在±500Pa之间, 当SP过高时, 将使引风机至增压风机段膨胀节出现裂纹或爆漏;其次引风机出力增加, 轴承温度可能升高达到跳闸值。当SP过低时, 膨胀节会吸扁或增压风机跳闸, 对炉膛负压扰动大。

从负压调节的角度看, 增压风机可看成 二级引风 机, 增压风机动叶调节速率与引风机采用1∶4的比例关系进行调节, 在一定程度上可认为引风机作为粗调, 增压风机作为细调。

增压风机动叶故障, 将闭锁机组负荷增 减, 同时触发 引风机闭锁自动调节, 原因为:增压风机反馈信号需送给引风机 做联调信号;逻辑优化时为防止增压风机动叶故障影响安全, 在动叶故障时将引风机PID调节块中积分功能置无穷大 (使其失效) , 失去自动调节功能, 只能手动操作。若增压风 机失速, 则会导致脱硫RB触发。

某些故障情况下, 比如引风机静叶卡涩 导致指令 增加, 由于前馈指令信号的存在, 将使增压风机出力增加, 一定程度 上使炉膛负压趋于稳定。在单台引风机运行情况下, 可适当降低SP, 使引风机电流不超限。

3动、静叶前馈的注意事项

为加快各风机的联动, 使负压调节更为 平稳, 在原有各 风机动静叶控制逻辑上增加前一级风机动、静叶反馈作为调节前馈, 即送风机动叶反馈送至引风机静叶调节作为前馈量, 引风机静叶反馈送至增压风机动叶调节作为前馈量 (送风机动叶反馈未送至增压风机动叶作为前馈量) 。

引风机前馈值计算。A、B侧送风机动叶反馈送至均值模块计算后送至各引风机作为前馈, 其中均值模块中判断风机反馈取舍条件为:风机动叶测点信号正常无坏点。正常情况下, 2台风机反馈值求和后取平均送至引风机作为前馈, 当某台风机动叶测点故障时, 剩下风机反馈值直接送至引风机作为 前馈。风险分析:风机停运时, 该风机动叶反馈仍将当前数值送 入均值模块中计算, 而不会判断风机是否运行。此种情 况下, 即使单台送风机停运, 也需禁止对停运风机动叶进行任何操 作, 包括DCS及就地控制, 如果确需操作则需联系热控人员将该反馈点仿真为0, 或者解除2台引风机自动后进行传动。

增压风机前馈值计算。A、B侧引风机静叶反馈在该风机运行情况下送至增压风机取和后除以2作为增压风机调节的前馈量, 如果单台引风机停运则将0送至增压风机逻辑进行运算, 即将0加运行风机静叶反馈求和后除以2作为增压风机调节前馈量。风险分析:在某台引风机静叶反馈变 坏点时, 由于静叶反馈坏点会保持最后值, 所以仍会送至运算中作为前馈量计算, 也将会严重影响运行处理事故中增压风机正常调节。此种情况下, 运行人员需尽快解除增压风机自动, 并联系热 控人员尽快处理静叶坏点故障, 正常后方可投入增压风机自 动;另外, 在单台引风机停运, 但电机需要试运时存在误动可能 (此时传动停运风机静叶会影响前馈量) 时, 运行人员需禁止停运风机静叶传动或联系热控人员仿真停运风机静叶反馈为0, 或解除增压风机自动后进行传动, 但如果停运引风机电机未 运行, 可进行停运风机静叶传动。

4逻辑优化后事故案例分析

某日4号机组A侧送、引、一次风 机动静叶 控制发Drivefault故障报警, 执行4号机组A侧引风机静叶执行器控制头检查更换安措时, 在将静叶执行器开关停电后, 炉膛负压突 降至-1100Pa, 增压风机入口压力最低降至-1840Pa (-2000Pa旁路挡板开启) , 经手动调节后恢复正常。

在执行工作票措施后, 已经将A侧送、引、一次风机动静叶切手动方式, 就地执行器打至禁操位 (因为A侧一次风机、送风机、引风机执行器的指令反馈在同一卡件上, 为防止插拔 插头引起该卡件初始化而使动叶调节异常) , 以往在将引风机静叶执行器开关停电后并无异常发生, 为什么这次导致锅炉工况大幅波动呢?后经热控检查, 静叶执行器开关停电后4A引风机静叶开度变星 号, 其增压风 机的前馈 信号由20% 突变至100%, 导致增压风机动叶突开, 炉膛负压突降。

5结语

炉膛负压是表征锅炉运行的重要参数, 对负压良好的调节能力不但有利于炉膛燃烧, 还能在一定程度上保证锅炉及相关设备的安全, 风烟一体化调节是为适应当前严峻的环保形势所作的积极探索, 需要指出的是, 上述关于脱硫旁路的分析 针对的是从逻辑上取消旁路的情况, 如果物理旁路也取消, 则将开启脱硫旁路直接改为锅炉MFT即可。

简氏家族 风烟史诗 篇2

南洋兄弟

时代洪流中的烟草巨擘

简氏兄弟是一个世纪前中国卷烟工业的巨擘，更是整个中华民族工业发展史上的一个耀眼的坐标。在时代的洗礼中，他们拾起民族的尊严，用强大的生命力证明了民族工业的潜力和未来。

1888年，香港。“巨隆号”瓷器店里，一位17岁的年轻人忙前跑后。没人能想到，十几年后，这位从佛山走出的年轻人创办了广东南洋兄弟烟草有限公司，并一跃成为中国民族卷烟工业的开拓者—他，便是简照南。更没人能料到，他和他的兄弟创办的“双喜”品牌，至今成为中国人为之骄傲的百年民族品牌。

经商日本，萌生创办烟厂念头

简照南出身贫寒，年少丧父，早早肩负起了照顾家庭的重任。为了分担家计，年纪轻轻的他跟随叔父简铭石，从佛山来到香港经商谋生。虽然只读过三年私塾，但简照南聪明好学、做事勤奋，短短几年间，便精通了“巨隆号”的各项业务。于是，叔父放心地将日本方面的帐款收取业务全权委托给他。

数度来往于日本、香港之间的商海历练，不仅让简照南眼界大开，对商场争利有了新的看法，更为他积累下人生中的第一桶金。“明治维新”后的日本，商业更为发达，发展空间也随之扩大。考虑到自己对日本商业市场的情况比较熟悉，手头上又积聚了不少客户人脉，于是简照南在日本神户自立门户，开设了专营海产、药品、布匹等进出口货物的“东盛泰”批发商号。

生意越做越大。1893年，简照南的二弟简玉阶也来到日本，跟随长兄学习经商。一年后，甲午战争爆发，简氏兄弟移居香港。1900年，简照南在香港开设经营土洋杂货的“怡兴泰”商号，由简玉阶主持店务，不久后业务范围便扩展至日本、暹罗和南洋群岛一带。与此同时，他又创立“顺泰”轮船公司，购置“广东丸”巨轮一艘，往来日本、暹罗、安南，远及欧美各大埠。由于简氏兄弟在经营中讲究信誉、尊重客户，在南洋商业界获得不少好评。

“周知环球风气与所以致富强之术，由是心胸益阔，智力日增。”但天有不测风云，“广东丸”号轮船失事沉没，致使简照南的航运事业严重亏损。因无力再购置新船，简照南不得不另谋出路。那时的他并不知道，他的选择将决定着中国烟草实业的未来。

1902年，英美烟草公司成立。这家公司堪称烟草王国，在世界各地均有分支机构，其产制运销网更密布全球。1905年，英美烟草公司把在中国的美国香烟公司和英国威尔斯公司的香烟制造经营权全盘接收。不久后又在上海、香港、汉口、沈阳、哈尔滨设厂。短短几年，这家公司垄断了中国的卷烟市场。

英美烟草公司成立的这一年，简照南在神户参观了村井烟草公司，萌生了建立烟厂的念头。实际上，早在这之前，游走于各国经商的简照南就嗅到了烟草工业的商机。但英美烟草公司的垄断成为了他最大的阻碍。

1905年春，中国掀起了一系列抵制英美货的运动，民族烟草业寻找到了一丝发展的契机。为了堵塞漏卮、挽回利权，国人纷纷集资创办烟厂。简照南花了整整一年时间，潜心研究制烟工艺。天时地利人和，简照南知道自己等待多时的机会终于到来，于是，兄弟俩一番筹备，集资十万银元，决心创办属于中国人自己的民族烟草工业。

南洋初现，艰难时世中求生存

1905年正月初八，简照南35岁生日这一天，“广东南洋烟草公司”在香港正式成立。1906年，南洋烟草公司开始生产卷烟，日产卷烟30标准箱，推出“飞马”、“双喜”两种品牌。由于物美价廉，这两种产品很快在市场上走俏，并产销国内各地和南洋群岛。

成立当天起，“南洋”便肩负起抵制洋烟、发展民族工业的重任。“肥水不落外人田，中国人吸中国烟”的标语被醒目地挂在成立大会的会场上，呼吁国人支持国货的同时，也提醒着简照南，发展民族工业刻不容缓，与英美烟草公司的较量将是一场持久战。

公司的经营之路却不如想象中顺遂。由于简氏兄弟是外行人，对于香烟的配料和生产方法都不甚了解，使得出品的香烟质量不佳，销路不畅。简照南东渡日本，高薪聘来几位烟厂技师。有了技术的支持，香烟的质量很快有了提高—卷纸柔软、烟丝整齐饱满、色泽鲜亮、口味醇和的香烟很快得到了老百姓的认可。“南洋”品牌逐渐打响名声，“双喜”、“飞马”、“白鹤”、“白金龙”等香烟尤为畅销。

好景不长。南洋的迅速崛起让一心想要独霸中国香烟市场的英美烟商倍感压力。他们采取了各种打压伎俩，企图把南洋扼杀在摇篮之中。英美先以“破坏专利权”为由向香港当局提起诉讼，称南洋畅销的“白鹤”牌香烟的包装纸颜色与英美产品“玫瑰”牌相似，慑于英美的淫威，当局强行焚毁了已经生产出的香烟和印好的商标。接下来，英美几度故技重施，“南洋”另两个畅销品牌“双喜”和“飞马”也被强行停售。

接二连三的打击，使得“南洋”元气大伤。十余万的负债，更让苦苦支撑的简氏兄弟不堪重负。1908年5月，由于亏损太大，“广东南洋烟草公司”不得不宣告歇业。曾经叱咤一时的简氏兄弟掉入事业的低谷。

在英美烟草公司的重重打压下，不仅仅是南洋，上海、北京、天津等地由国人自办的烟厂都先后倒闭。中国烟草市场再一次被垄断。然而，处于低潮期的简氏兄弟一刻也没有放弃过自己的民族工业梦想，他们暗自蓄力，期待着有一天能重整旗鼓，再度开业，重新在中国的土地上成就国人自己的烟草大梦。

二次创业，发力誓与英美抗衡

“外国烟草入吾境，岁售中国金钱以巨万计。今创烟草公司，将以挽外溢之利而归之。如创者一蹶不复兴，我国既无以塞漏卮，且为外人窃笑。”得知简氏兄弟二人的遭遇，叔父简铭石出资拍下原公司财产拍卖的九万元机器物料，经整理后，重新交付简氏兄弟经营。

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1909年2月，易名为“广东南洋兄弟烟草公司”的“南洋”重新开始营业。新公司以简照南为总司理，简玉阶为副司理，在香港重新注册为无限公司，以原存原物料等为流动资本，小规模重新开始经营。由于亏损导致的债务尚未还清，简氏兄弟决定“曲线救国”，先利用原“怡兴泰”号的老关系，重新到马来西亚一带开业，经营土洋杂货的同时，也推销“南洋”香烟。后又在泰国开设“怡生”公司，重操瓷器旧业。重操旧业的简氏兄弟很快在这两项业务上盈利，不久便清还了十余万的债务。

有了资金的支持，简照南的烟草生意很快重新走上轨道。每出一批新烟，简照南便派出调查员到南洋各地和国内各省调查老百姓对产品的反应，进而根据需求作出改进。产品质量提高，销量自然大涨，“南洋”很快便扭亏为盈。而破土重来的“飞艇”、“飞马”、“双喜”等牌号卷烟也迅速畅销华南，并远销南洋群岛，受到了许多华侨的欢迎。

彼时正值第一次世界大战期间，欧美帝国主义暂时放弃了中国市场，英美烟草公司的原料和生产也因此大受影响。加上举国抵制洋货运动的开展，简照南不失时机地扩大业务，“南洋”的营业额蒸蒸日上。上海、广州、武汉、沈阳、哈尔滨、张家口及印尼等地烟商竞相要求代售，营业额迅猛增长。1915年，简照南在广州创建分公司。一年后，又在上海设立分厂 —黄浦江畔宏伟的厂房更得到不少上海报纸的报道：“该厂地址位于百老汇路之北端，占地之广，建筑之伟，盖无待言……出品机凡七十余架，每机每分钟能制成烟卷三百余枝。合七十余机每日以十小时计，可出一千余万至二千万枝，成货之多，亦云巨矣。”

简照南和“南洋”显示出了惊人的顽强生命力。但“英美”依然觊觎着中国的烟草市场，他们的打压仍在继续，但新生的“南洋”却已经做好准备，随时应战。眼看“南洋”的力量日益壮大，这一回，“英美”改换策略，打起了企图吞并的牌。1914年，“英美”提出要用百万将当时正在发展的“南洋”买下。简照南将计就计，喊出了三百万高价，成功将“英美”逼退。三年后，“英美”再次向“南洋”提出合并要求，看似充满诱惑力的方案实则暗藏玄机，再三斟酌之下，简照南再次拒绝。

正面反击，高举“振兴国货”旗帜

虽然两次企图吞并的阴谋都没有得逞，但“英美”仍不死心，向“南洋”发起了更多的挑衅。先是削价竞销，大量制造新牌子，以图出奇制胜。更为卑劣的是，“英美”暗中购入大批“南洋”烟，藏至霉变再大量抛售，同时唆使烟贩到“南洋”掉换好烟，致使“南洋”的名誉大大受损。

简照南并未慌了阵脚。他深知绝处逢生的道理。既然民族企业有其本地优势，要赢得市场，就必须得到国人的信任与支持。一方面，他以“中国人请吸中国烟”为宣传口号，大造舆论。另一方面，他采用有奖发售的方式，推出新产品“三喜”牌香烟，一时引起烟民的抢购。降价促销、赠烟予社会高阶层人士、借用新闻舆论力量报道宣传……简照南的商业才能显山露水，而种种对抗“英美”的方式也都取得了显著成效。公司的销售额稳步提高。在这场与全球烟草业巨头的商战中，简照南并未处于下风，相反，他带领着“南洋”稳步前行。

新的危机再次出现。1919年，“五四”运动爆发，抵制日货的爱国呼声铺天盖地。因早年简照南曾加入日籍，“南洋”被卷入一场争辩。诬告“南洋”为日籍资本，所出卷烟均为“日货”，种种莫须有的指责，实际上都是“英美”设下的圈套。没想到被收买的农商部勒令吊销“南洋”执照，停止营业。

对如日中天的“南洋”来说，这是一个灭顶之灾。简照南深知，失去了国人的信任，“南洋”也将不复存在。为了让国人重拾信心，简照南以“南洋”身份在报上四次发表 “敬告国人”文告，对谣言进行义正词严的驳斥，并呼吁国人认清“英美”企图打击民族实业的真面目。与此同时，简照南迅速办妥脱离日籍手续，以中国人的身份再次亮相。

而“南洋”被吊销执照的消息，也引起了社会各界人士的愤慨。国内各大工商团体纷纷提供证明，海外侨胞更发表言论，对政府的做法表示痛心。重重抗议下，“南洋”申请恢复注册获得批准。

“南洋”又一次取得了对“英美”反击的重大胜利，但简照南认为，要想获得真正的胜利，必须得到民众的支持。于是，“南洋”决定向社会公开招股，进行一次更大规模的扩大和改组。1919年10月，简照南公开向社会招股，并对公司进行改组成立新公司，更名“南洋兄弟烟草股份有限公司”，资本总额达到一千五百万元。新公司各方代表公推简照南为永远总理，简玉阶为协理。

扩大改组后，总公司设在上海，分公司有天津、北京、营口、济南、青岛、汉口、南京、镇江、广东、汕头、厦门、云南、香港、新加坡、泗水、泰国等处。制造工厂规模数量扩大，制烟工人总数更高达数万人。从新公司创立至1923年，每年盈利均达四百余万元。至此，“南洋”发展为民族资本中最大的烟草制造企业，简照南也成为当时首屈一指的华侨巨商。

国难深重，双喜顽强生存

随着战事不断和国家政局的更换交替，“双喜”品牌与南洋兄弟烟草公司一道开始了长达二十多年的颠沛流离。抗日战争爆发后，南洋兄弟烟草公司设在上海的总厂被毁于“八一三”炮火，南洋公司业务中心逐步转移到香港和重庆，并建设了重庆厂，但开工不久即遭到轰炸，设在汉口的厂房全部焚毁。随后，南洋厂随局势变动在上海、香港、武汉、重庆等地辗转。即便战后复工和扩充，但规模远非昔比，只能在夹缝中勉强维持生产。

在大部分华资烟厂惨遭战火破坏之时，外国烟草公司各地工厂托庇于租界特权，一直完好无损，不断采取各种手段破坏“南洋”品牌，甚至改头换面隐蔽外商的真实面目，欺骗国人，企图挤垮“南洋”。虽然所处时代险恶，“南洋”却始终顽强抗争。

为暂渡难关，南洋公司决定在广州建厂。据当时的南洋史料称：“但分公司为事业前途计，鉴于汉、渝两方面事业无可为，衡时势，乃决定开设广州制造厂，计划实属刻不容缓，以收东隅之失”。1948年8月购得厂房，机器设备从香港厂输入装置完竣。1949年4月将上海库存的美国产烟叶运到广州。5月19日，广州卷烟二厂的前身、南洋兄弟烟草股份有限公司广州制造厂正式成立。建厂后，广州制造厂产品统一用南洋已经注册的商标。自此，“双喜”的重要一脉—广东“双喜”在广州生根发芽。

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同年10月14日广州解放，10月28日，工厂被人民政府实行军管，进行清产核资，废除不合理的规章制度，选拔工人参加工厂的管理。当时广州制造厂拥有职工662名，日产香烟60箱。到1950年，广州制造厂年产量已达17818箱，实现利税619万元。增产“南洋”注册的卷烟牌号包括“七星”、“双喜”、“银行（红）”。该厂所生产的卷烟“白金龙”、“双喜”、“银行”、“黄金龙”、“七星”、“百雀”，均为当时“南洋六大名烟”，深受消费者欢迎，在市场上享有盛誉。

1951年公私合营后，简玉阶出任副董事长，简照南之子简日林出任总经理。公司经裁并改组，内地分厂改为国营卷烟厂，香港厂仍保留南洋兄弟烟草股份有限公司名称。

南洋菩萨，支持革命关注民生

与简氏兄弟的实业救国之路一同发展的，还有孙中山领导的资产阶级民主革命。简照南深知这场革命将给民族资产阶级带来一次改革的契机，因此，简照南非常支持国民革命，拥护孙中山的革命事业。

早在1909年，简照南就曾经拿出巨款用以支持孙中山的起义经费。1916年，简照南更以南洋兄弟烟草公司的名义，与上海金星保险公司联合举行欢送两院议员大会，邀请孙中山出席并发表演说。简照南更发动“南洋”工人，南下广州参加总统府卫队，投身革命。为表尊重，孙中山更曾手书《博爱》条幅赠予简照南。简照南将其珍藏于上海住宅的书房里。

“金钱者，多取为厉，须能聚能散，自社会取之，当为社会用之。”简照南乐善好施，凡公益事业，必慷慨解囊。1915年，广东遭遇特大洪水灾害，佛山、石湾、澜石及珠江三角洲多处地方灾情严重。人民流离失所，粮食短缺。获悉灾情后，简氏兄弟马上捐出巨资和数十万斤大米，以公司名义组织赈灾。同时以巨资修建五十套青砖瓦房，送给被洪水冲毁房屋的家乡族人。1920年，南洋公司从每箱香烟中提出5元，赈济北方各省旱灾；1931年，南洋公司从每箱香烟中提出3-8元，赈济苏皖水灾……举凡各省水旱之灾，他必“每举一事，所捐动以巨万计”，历年所捐的省份计有直隶、山东、河南、山西、湖南、湖北、陕西、甘肃、江苏、浙江、云南、贵州、广东等省。

简照南还曾大力扶助教育事业。因年少家贫失学的他，深知技术和人才的重要。在他的倡导下，南洋公司捐巨款资助暨南大学、南开大学、武汉大学及复旦大学建造校舍。他还在香港、上海开设职工子弟学校、残疾人收养院和孤儿教养院等。

1923年，简照南积劳成疾，于上海病逝。但人们却牢牢记住了这位“商界师表，南洋菩萨”。简照南以自己不屈不挠的奋斗精神，一举从草根跻身中国民族工业发展史上最为重要的“香烟大王”；同时，他又用自己的善心，赢得了社会各界人士的尊敬和爱戴。

“他是少见的、拥有企业家精神的熊彼特式的企业家”。《中国的大企业—烟草工业中的中外竞争》一书的作者、美国康奈尔大学历史系主任高家龙曾经在书中对简照南大加称赞。简氏兄弟打造的南洋兄弟烟草公司，是中国民族企业崛起的一面旗帜。而简氏兄弟留下的“双喜”品牌，更成为了延续简氏兄弟民族志气的火种。正因有了简氏兄弟打下的坚实基础，才有后来的民族实业家前赴后继，将中国的民族企业带向更为广阔的世界。

风烟系统 篇3

SO2的排放一般来自两个方面, 一方面是天然污染源, 另一方面是人类活动产生的, 其中人类活动产生的SO2占到总排放量的2/3。 经济发展是以能源消耗为支撑的, 我国正处在经济高速增长的时期, 对能源的消耗量巨大, 据统计目前我国对一次能源的消耗量仅次于美国, 居于世界第二位。燃煤电厂需要燃烧大量的煤炭用以维持发电, 必然导致大量的SO2的排放, 所以目前国内进90%的燃煤机组已经添加了脱硫设备。目前比较成熟的脱硫工艺可以根据脱硫的流程和方式分为燃烧前脱硫、燃烧内脱硫和燃烧后脱硫三部分, 而燃烧后脱硫技术因其技术成熟, 工艺简单是目前较多采用的脱硫工艺。 燃烧后脱硫技术又称为烟气脱硫技术 (FGD) 通过在烟气处理的末端添加脱除装置吸收烟气中的SO2气体, 该技术按照吸收工质的不同又可以分为湿法脱硫、干法脱硫、半干法脱硫技术, 其中以石灰石/石膏法为代表的湿法脱硫技术是目前大多数电厂采用的脱硫工艺[1]。

1 脱硫工艺风烟系统介绍

典型的石灰石/石膏法烟气脱硫系统将升压风机布置在吸收塔上游, 从而可以保证整个FGD系统处在正压运行的状态, 同时也避免了升压风机低温腐蚀的发生, 延长了整个FGD系统使用的寿命。 从锅炉出来的烟气首先经过电除尘装置进行除尘操作, 然后进入脱硫系统。脱硫系统入口有两个挡板, 一个是旁路挡板, 另一个是进口挡板。旁路挡板的目的就是在不适用脱硫设备或者是脱硫设备检修时, 直接将烟气送入烟囱。 进口挡板控制进入脱硫系统烟气的流量和流速, 经过进口挡板的烟气通过升压风机的升压作用进行输送, 补充脱硫过程中可能具有的压降。 通过升压风机的烟气温度仍然很高, 一般高于120℃, 这么高的温度直接进入吸收塔会大大的降低脱硫系统的吸收性能, 所以在进入吸收塔前设置了一个烟气-烟气换热器 (GGH) , 降温到80℃左右再进入吸收塔。 烟气进入吸收塔后进行脱硫反应, 吸收塔内原烟气与浆液充分接触继续降温到45℃左右的。 脱硫后的烟气通过塔顶除雾器消除烟气中的含硫水分进入GGH, 最后烟气通过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱排放到大气中, 完成烟气的脱硫过程[2,3]。

2 风烟系统设备简述

烟气进入脱硫系统最先接触是烟气挡板, 烟气挡板分为进口烟气挡板、出口挡板和旁路挡板三个部分。 烟气挡板是连接脱硫工艺和锅炉的主要部件, 在运行中主要用于实现脱硫设备的隔离或投入运行。烟气挡板通常有单百叶窗式挡板、 双百叶窗式挡板和闸板门三种类型。每个挡板门一般都需要单独配置密封风机, 用来防止烟气的泄露。挡板的密封风可以?取加热和不加热两种方式, 运行实践表明加热密封风可以很好的防止挡板的叶片变形, 所以入口挡板一般采用加热密封风。

另一个重要的设备是风烟系统中的升压风机, 升压风机主要作用是克服烟气脱硫整个流程中存在的阻力和压损, 这些阻力主要包括烟道的沿程压降、局部损失压降、自吸力的变化等, 出此之外还包括进出口挡板的阻力, 吸收塔的阻力和烟囱阻力, 烟囱自拔力的变化等。对于国内的老机组加装脱硫装置, 单靠引风机是不足以克服这个阻力, 因此一般在原来并联运行的两台引风机的公用烟道后面布置一台或在原来并联运行的两台引风机出口各布置一台风机, 即增压风机。 新建机组配置脱硫装置, 可以一台锅炉配置二台引风机, 引风采用二级叶轮。 机组一般配置一台锅炉配置两台引风机和一台增压风机, 机组一般配置一台锅炉配置两台引风机和二台增压风机。增压风机一般布置在原烟气侧) 和吸收塔之前, 避免了低温烟气的腐蚀, 从而减轻了风机制造和材料选型的难度。 风机叶片材质主要考虑防止叶片磨损, 以保证长寿命运行。 在结构上考虑叶轮和叶片的检修和更换的方便性。

烟气-烟气换热器是蓄热加热工艺的一种, 即常说的GGH。 用它将未脱硫的烟气一般为120℃去加热己脱硫的烟气, 一般加热到80℃左右, 然后排放, 其主要功能是增强污染物的扩散;避免烟囱降落液滴对烟道、烟囱和上游设备的腐蚀。 由于热端烟气含硫量高, 温度高。 冷端温度低, 含水率大, 故一般进出口均需用耐腐蚀性材料, 如搪玻璃、考登钢等;气流分布板可采用塑料;导热区一般用搪瓷钢。这些部件较为容易发生腐蚀。

3 风烟系统设备检修

由上文的分析可知, FGD的风烟系统的设备主要包括烟气进口挡板、旁路挡板、升压风机、GGH、烟道等。风烟系统中各个设备的正常运行是脱硫系统风烟系统正常运行的前提, 所以在运行和投运之前要对脱硫工艺风烟系统的这些设备分别进行检修, 及时发现设备存在的问题, 保证风烟系统在运行过程中能够高效安全的运行。 运行过程中如果发现脱硫系统存在问题要及时正确的处理, 保证脱硫机组的安全运行。

脱硫工艺的风烟系统的升压风机是输送烟气和保证设备压力的重要设备, 一般采用可调轴流式风机。 轴流式风机的主要部件包括进气箱、机壳、导叶环、主轴承箱、中间轴、联轴器和机壳等, 对该设备检修前首先要:1) 在风机停运前测量脱硫系统各部分的震动以及轴承温度, 检查脱硫系统中各部分是否有泄漏点;2) 准备好检修过程所需要的备品、材料等;3) 要认真做好检查记录。 然后是检修过程, 检修过程包括叶轮的拆卸与装配、轴承组的拆卸、单个轴承的拆卸、可调前导叶拆卸和装配、后导叶的拆卸和装配, 最后是增压风机的调试运行, 检修过程要按照规范具体的去实行。

烟气挡板在脱硫系统中起着重要的作用, 它控制着脱硫系统烟气的进出。 烟气挡板主要包括旁路挡板和进口挡板两部分。 挡板门主要由框架、叶片、主轴、密封片等部件组成, 烟气挡板的检修仍然包括检修前准备和停运检修两部分。检修前要做好设备的检查、诊断, 准备好检修过程的备品、材料等, 检查叶片的保险锁定装置可以正常工作, 停运前要将挡板门开到锁定位置, 并且保证挡板门能够准确的调整各个开度。最后就是对叶片、密封空气装置、轴承、涡轮箱、挡板链接等机构的检修。

风烟系统中另外一个重要的设备就是烟气-烟气换热器, 国内的烟气的换热器大多采用回转式烟气换热器, 烟气换热气的检修主要是要保证换热器的洁净, 适时的进行清灰处理, 合理布置换热器各部件之间的间隙, 保证设备在运行中轴承的高效正常运行。

4 结论

我国的“十三五”规划强调环保的重要性, 作为一次能源的消耗大户, 燃煤电厂是SO2的主要排放源, 目前国内进90%的机组都已经加装了烟气脱硫设备, 烟气脱硫设备的正常运行是安全高效的脱除SO2的重要前提。 风烟系统作为输送烟气的重要系统, 其安全高效的运行显得尤为重要。 本文从脱硫系统风烟系统主要流程和设备出发, 介绍了风烟系统主要设备检修工艺和流程, 希望本文的工作能为脱硫机组的运行、检修人员提供一个参考。

参考文献

[1]徐钢, 袁星, 杨勇平, 等.火电机组烟气脱硫系统的节能优化运行[J].中国电机工程学报, 2012, 32 (32) :22-29.

[2]廖永进, 曾庭华, 王力, 等.湿法脱硫装置烟气系统的设计和运行[J].中国电力, 2005, 38 (12) :76-81.

风烟系统 篇4

华能西宁热电厂“上大压小”新建工程位于青海省西宁市境内, 厂址位于西宁市湟中县西堡乡堡子村南侧, 海拔高度约2360m。一期工程建设2台350MW超临界、一次中间再热、间接空冷、抽汽凝汽式机组, 同步建设烟气脱硫、脱硝装置。锅炉采用低氮燃烧技术。送、引、一次风机采用单列配置。每台炉配1台四分仓回转式空气预热器, 配1台100%容量的静电除尘器。

1 高海拔地区的特性及其特殊要求

1.1 高海拔对锅炉燃烧和传热的影响

海拔越高, 空气越稀薄, 氧气越缺少, 煤粉着火时间越要推迟, 火焰中心抬高, 煤粉在炉内的燃烧时间缩短。海拔高、空气密度低, 使得火焰黑度及炉膛黑度均有所下降, 从而导致炉膛辐射吸热量减少。这都会引起排烟温度升高, 排烟热损失增加, 造成锅炉燃烧效率降低[1]。炉膛容积热负荷、炉膛截面热负荷、锅炉燃尽高度应进行低气压修正, 满足大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则推荐的数据。

1.2 高海拔对烟气体积、流速和烟风阻力的影响

高海拔地区大气压力低于平原地区, 空气及烟气密度下降, 大气中氧的体积浓度也下降。不同的大气压力下, 锅炉燃料燃烧所需要空气质量不变, 相同质量空气或者烟气的体积随大气压力的变化而变化, 空气或烟气的体积与当地的大气压力成反比。锅炉的烟风阻力与空气和烟气的密度成正比, 与空气和烟气的气体流速的平方成正比[2]。

对海拔高度超过300m的地区, 风烟系统阻力对烟风量、密度均已按当地气压进行计算的部分, 不须进行气压修正[3]。西宁电厂海拔2360m, 气压77.19k Pa, 烟、空气体积约相当于平原地区的1.3倍, 在烟气流速、风道规格的选择上应考虑到这一点, 考虑选取合适的烟速, 即进行低气压修正后的烟速不超过平原地区选取的数据。

1.3 高海拔对风机电动机的影响

在平原地区能正常运行的高压电动机定子线圈及其导线在高海拔地区有可能出现电晕现象。因此, 在设计及设备采购时应采取相应防治措施, 排除电磁异常干扰、降低无益电耗。电动机定子线圈的冷却多为风冷方式。大气压力降低和空气密度变小, 导致电动机的专用风扇叶轮后的质量流量和实际压力都有所减少, 电动机定子线圈的冷却效果恶化[4]。所以, 高海拔地区风机电动机订货时, 应考虑电动机定子线圈的通风冷却问题。

2 三大风机技术选型

风机通常按TB点 (风机最大工作点) 、100%负荷 (风机额定工作点, 相应于锅炉BMCR工况) 、TRL点 (汽轮机额定负荷点, 表征风机经济工作点) 等工况列出选型参数表。西宁电厂三大风机选型的风量裕量和风压裕量分别为:送风机流量裕量为5%, 另加温度裕量, 压头裕量为10%;一次风机的风量裕量为15%, 另加温度裕量, 压头裕量为20%;引风机风量裕量为10%, 另外15℃的温度裕量, 压头裕量为20%。三大风机选型参数见表1。

动叶可调轴流风机具有调节范围广、效率高、体积小、重量轻等优点, 当机组负荷大范围变化, 运行工况偏离设计值时, 动叶可调风机仍能保持高效率。西宁电厂送风机为动叶可调轴流式风机, 一次风机、引风机为双级动叶可调轴流式风机。

从表1可见, 西宁电厂地处高海拔地区, 考虑到气压、气温的影响, 350MW机组单列风机容量大于660MW机组双列风机, 接近1000MW机组的双列风机。风烟系统单列配置对电气系统的配置要求相对要高, 大辅机的启动对电气系统冲击较大。引风机电机功率为8900k W, 厂用电电压等级为6k V, 考虑引风机电机启动时厂用电母线电压水平和短路电流水平, 引风机配置电动盘车装置。

3 风烟系统设备单列配置

3.1 单列设备特点

当风机双列配置的机组升负荷时, 需将停运的风机重新启动后与正常运行的风机并联, 在此期间, 须先降低正常运行风机的出力, 不然有可能造成两台风机抢风, 甚至喘振。由于风机的启停过程较为麻烦, 为了保证安全, 很多电厂在低负荷时仍维持两台风机同时运行, 这样不仅电能耗大, 增加了厂用电率, 而且会因为流量过小而使得风机处于危险状况。

烟风系统单列辅机的布置, 取消了联络风道, 减少了挡板和风门数量, 检修维护工作量也大大减小, 且不存在风机双列配置时在低负荷发生抢风和运行不均衡等问题[5]。

空预器采用单列四分仓回转式空预器, 降低漏风率, 同时单列辅机系统简单, 风门数量减少, 流程更加顺畅, 有效降低风烟系统阻力, 使得风机耗电量减少, 厂用电率降低。

3.2 单列设备运行可靠性

机组在50%BMCR以下负荷时, 辅机双列配置的可靠性高于辅机单列配置。当机组运行在50%BMCR及以上负荷时, 辅机单列配置与辅机双列配置可靠性基本相当。

3.3 单列设备布置

单列辅机方便布置, 锅炉房零米层显得更加宽敞, 方便设备的运行及检修。单列空气预热器直径比双列空气预热器大, 锅炉尾部柱网需进行部分调整, 同时锅炉尾部至空气预热器的烟道更为简洁[6]。

辅机单列配置后, 设备数量减少了近一半, 虽然设备外形相应变大, 但是安装步骤不变, 因此将安装和调试的工作量降低了近50%, 缩短了安装及调试工期。在施工安装阶段, 检修空间的加大, 使一次风机及送风机同时安装, 安装空间较大, 工期明显缩短。辅机单列配置后, 一次风机与送风机之间的检修场地明显变大, 不仅可以满足现场小型检修机具及检修人员的通行, 而且可以满足现场检修风机主要零件及组装要求。

4 辅机单列配置运行保护控制技术

4.1 辅机单列配置对保护控制要求

风烟系统辅机单列配置, 由于取消了联络风道, 同时减少了风门和挡板数量, 使得风烟系统大大简化。但辅机单列配置后, 当单台设备出现故障时会造成机组停机, 影响机组的安全、稳定、经济运行。因此, 辅机单列配置对运行、保护及控制提出了更高要求。

4.2 辅机单列配置运行保护控制策略

单列辅机配置的机组控制策略如主燃料跳闸 (MFT) 的形成条件需做较大改动, 取消空气预热器、三大风机等设备的RB逻辑, 仅保留磨煤机跳闸RB功能。风烟控制系统不再考虑左右侧烟道的相互影响和平衡调节, 也无需设计风机启动和停运过程交叉隔离风烟通道的控制逻辑。通过控制送风机、一次风机的动叶开度, 来维持锅炉总风量的平衡。通过改变引风机的动叶开度大小, 调节引风量以维持一定的炉膛负压[5]。

4.3 辅机单列配置保护控制系统采取的优化措施

辅机单列配置要求辅机设备和控制系统都具有较高的可靠性、准确性、布置的合理性。建议采取以下主要措施:

(1) 扩大进口设备范围, 对国产设备要求采用优质产品。

(2) 增加测点和设备冗余度, 尽量采用三冗余配置。

(3) 适当增加辅助测点和设备, 作为保护和监视的辅助手段。

(4) 遵循热控保护系统“独立性”原则, 做好保护控制设计。

(5) 提高单一测点和设备可靠性。

(6) 风机油站动力电源采用双电源, 并可在运行中实现无扰切换。

(7) 要求液压油站停运后, 动叶能够在半个小时甚至更长时间内保位。润滑油失去后设备能在较长时间内继续运行[7]。

5 经济性比较

单列辅机与双列辅机的设备数量不同, 同时由于设备容量差异较大, 各个设备的价格差异较大。单、双列配置经济性比较见表2, 表中其它项包含了检修起吊设备变化、土建基础、风机检修及烟风道支架等诸多因素。

从表2可见, 一次风机、送风机及引风机单列配置的投资相比双列配置可节省投资约404.2万元。

6 结论

(1) 西宁电厂地处高海拔地区, 烟、空气体积约相当于平原地区的1.3倍, 350MW机组单列风机容量接近1000MW机组双列风机。高海拔地区应采取有效措施, 预防电动机及导线的电晕问题及电动机定子线圈的通风冷却问题。

(2) 单列辅机系统简单, 流程顺畅, 控制部件少, 运行操作简单, 布置方便, 检修便利, 降低厂用电率。通过经济性比较, 2台机组风烟系统单列配置相比双列配置可节省投资约404.2万元。

(3) 辅机单列配置对运行保护和控制技术的可靠性提出了更高要求, 应对辅机单列配置的保护控制系统进行优化。

摘要：华能西宁2×350MW超临界机组地处高海拔地区, 采用送、引、一次风机及空气预热器单列配置方式。针对高海拔地区的特性及其对风机的特殊要求进行了简要分析, 对其设备的选型, 技术特点及布置, 运行可靠性, 控制策略和设备投资进行了探讨研究。

关键词：高海拔地区,辅机单列布置,技术经济性,控制系统

参考文献

[1]吴仲贤.燃煤火力发电机组在高海拔地区运行经济性探讨[J].青海电力, 2001, 1 (1) :18-22.

[2]刘全, 周春海, 张梦, 董芃.锅炉在高原地区运行时风机的选择简析[J].锅炉制造, 2009, 1 (1) :54-56.

[3]国家能源局.火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程[M].北京:中国电力出版社, 2011.

[4]陆志厚.高海拔地区电站风机设计的相关研究[J].电站辅机, 2007, 9 (3) :40-45.

[5]周丹.660MW单列辅机超超临界机组控制策略研究及应用[D].北京:华北电力大学, 2014.

[6]白杰, 彭红文, 朱大宏.300MW机组烟风系统设备单列设备探讨[J].电力建设, 2010, 31 (9) :87-90.

风烟系统 篇5

风烟系统是保证锅炉燃烧安全运行的基本系统[1]。风烟系统的基本功能是:向锅炉炉膛提供一定有热量的风量,使煤粉在炉膛内充分燃烧;使引风量与送风量相适应,保持炉膛负压在规定的范围内;将充分利用后的炉膛内燃烧产物经除尘处理后抽入烟囱排向大气。基于以上功能,风烟系统一般包括空预器子系统、送风机子系统、引风机子系统[2]。

随着火电厂自动化水平的不断提高,基于整机自启停系统APS(Automatic Plant start-up and shu-down System)先进的控制思想应用到大型电厂的控制系统中[3,4,5,6,7,8]。而风烟系统作为一个功能相对独立且完整的系统,完全可以设计成一个功能级组实现自身系统的启停和自动控制,并纳入整个机组的APS控制体系,完成机组级协调功能组对其的调用,共同实现机组的全程自启停控制。

国内真正能实现机组自启停的仅为少数全进口的引进机组[9],机组自启停是电厂自动化控制发展的一个趋势[10]。

华能海门电厂2×1000 MW超超临界机组是国内首台真正实现APS功能的国产百万千瓦级机组,本文以该电厂风烟系统功能组为实例介绍了风烟系统全程自动控制策略,研究了整个风烟系统功能组的设计和闭环控制回路投自动等关键技术问题。

1 控制策略的难点和分析

作为APS控制体系中一个子系统的华能海门电厂风烟系统功能组真正具有全过程自动、全工况应用的实际运行效果,其设计思路值得研究借鉴。纵观整个控制策略,风烟系统的全程控制策略解决了以下3个关键问题。

a.功能组整体以顺序控制为依托。要实现全程控制,控制系统必须能自动顺序启停/转换设备,这是实现全程控制的基础和前提。因此控制策略应能根据工艺流程的需要和特点,按照预定的顺序、时序和逻辑条件的要求进行判断和运算,发送指令控制设备完成特定的动作。

b.功能组能对故障进行监视和处理。若当前执行步序过程中有设备出现故障且执行该步序已经超时,则功能组应能自动中断步序执行并报警,及时提醒运行人员,以避免继续无效的操作,继而导致联锁和保护动作。为了灵活起见,若一些故障暂时无法立即处理但得到确认后,功能组应能通过超驰功能让功能组从下一步直接继续执行下去。此外,功能组还应设有断点功能,使运行人员在重要操作之前进行确认。

c.最关键的就是功能组能让顺序控制与过程控制2种不同的控制方式平稳衔接。有了顺序自动控制作为基础,全程自动便有了可能,但要真正实现全程控制必须使功能组能够拟人化地判断当时系统所处的工况,在特定的许可条件下自主、连贯地投入相应系统“自动”,使得离散控制和模拟量控制无扰衔接,共同完成风烟功能组的全程控制。

2 控制策略设计

2.1 顺序控制设计

由于风烟系统包括了许多子系统,因此实际顺序控制功能设计采用了分级控制结构,即把顺控功能结构分为设备级、单元级和功能组级。分级结构不仅使系统结构清晰严谨,同时有利于系统在投运后的运行管理和热工维护,运行人员可根据系统的具体情况选择各级控制[11]。通过分级控制,运行人员可以单操启停某台引风机电机或油泵、阀门,完成设备级控制,实现单设备操作;也可以启动引风机子组,完成引风机组相应单元级的控制;甚至可以通过风烟功能组,协调引风机子组、送风机子组、空预器子组的关系共同完成整个功能组级的控制。

2.1.1 设备级

设备级是顺序控制的基本元素,是控制指令的执行层。它完成对具体设备的控制,设计中设备级不仅接收上级的控制指令驱动设备,还必须接收保护信号完成对设备的保护。

2.1.2 单元级

重要的辅机设备和与之相应的辅助设备、阀门等构成了单元级。例如,送风机单元级包括了油泵、进出口阀门、动叶等设备。单元级顺序控制的设计原则是根据该单元组所包括的设备情况,按照特定的工艺流程顺序逐一实现设备的启停和控制。

华能海门电厂风烟系统引风机、送风机单元级顺序控制如图1、2所示。设计与常规机组控制相似,都是根据各自系统包含的设备情况,按照相应工艺流程顺序安全地启动设备完成该单元级的启动。但由于单元级是功能组的构成元素,必须设计接口提供给上层功能组自动调用,因此华能海门电厂顺序控制单元级设计了“Auto Start”接口,当该单元功能组启动允许条件满足时,通过该接口可实现自动调用该单元组启动设备。

2.1.3 功能组级

功能组是整个风烟系统的最高控制层,它对风烟系统的运行工况进行全面监视,且能根据风烟组启停过程中不同阶段的需要,向风烟系统的各个子系统发出控制指令,并根据系统的工况协调各子系统间的控制,以保证在少量人工干预甚至完全不用人工干预的情况下,完成对风烟系统的全程自动控制。和单元级顺序控制设计最大的区别是,作为最高层控制的功能组不仅要处理好各子系统之间的调用关系,还必须解决与协调控制系统(CCS)相应闭环控制回路接口的问题,真正实现全程自动控制。系统配有华能海门电厂运行实际使用的风烟系统功能组界面图。

为了灵活适应各种机组运行工况,功能组提供风烟系统A侧或B侧单独运行的选择按钮,运行人员可通过按钮选择启动A侧、B侧或双侧运行,空预器相应地有单侧与双侧运行的工况选择。当运行方式确定后,功能组将根据组合情况自行判断并调用相应的单元级组完成启动。如此设计可让功能组适应面更广,提高功能组的利用率。实际使用中,当风机单侧检修时,仍可通过功能组选择另一侧来启动风烟系统。

现结合风烟系统功能组界面图说明功能组设计中几个关键的控制点。功能组中第3步启动引风机A顺序控制步骤中设计延时24 s是为了让运行人员确认风机启动正常。第6步功能组会结合送风机运行台数控制送风机动叶开度并投入自动。这一步中送风机动叶开度的设置按锅炉约25%的额定风量来确定,此时炉膛还没有进行炉膛吹扫复位主燃料跳闸MFT(Master Fuel Trip)信号,因此只要保证最小通风量即可。由于改变送风机的动叶开度会改变炉膛风量,为了确保功能组设计的充分合理性需考虑各种工况情况的出现,该歩会综合判断送风机此时状态来决定是否执行改变送风机动叶的操作,而不是无条件改变送风机的动叶开度。

第1种工况:若功能组执行前2台送风机都未运行,这种工况最常出现,即首次恢复风烟功能组。这种工况比较简单,此时第6控制步序只需通过指令自动按一定速率把送风机A动叶开至15%。

第2种工况:功能组在执行前B侧送风机已运行且动叶开度较大,此类工况代表B侧风机已带有负荷运行,这种比较典型的情况即为送风机快速减负荷RB(Run Back)某侧风机发生跳闸后,现要重新启动另一侧风机。此时到该步若不进行判断,则因为满足2台送风机已运行,另一侧开度大的送风机动叶也将被减至10%,势必会对锅炉运行产生很大的扰动。因此,这里必须判断另一侧风机B开度是否大于20%,若开度大于该值则第6歩不执行。此时,虽然送风机A、B动叶开度相差较大,但功能组会通过闭环控制回路接口,利用电流找平回路闭环缓慢调平2台风机出力(这在下一节有介绍)。

总结华能海门电厂1 000 MW风烟系统功能组设计,有3个特点。

a.第1功能组提供了风机运行工况方式的选择,这样让功能组能通过每步反馈条件的判断来决定是否调用相应的子功能组完成单侧风机或双侧风机的启动。如此设计使功能组的适用工况很广,在华能海门电厂实际投运中单侧风机运行的工况经常被应用到。

b.第2功能组能完成整个风烟系统重要参数闭环控制,其中离散控制与过程控制的接口衔接尤为重要。这体现在功能组第4、6、10步中负责动叶操作的步骤上,逻辑上设计的合理性使得功能组在对风机操作动叶时机组重要模拟量参数,如炉膛负压、风量参数等平稳过渡。

c.第3功能组对执行过程中操作处理的设计比较灵活,这体现在运行人员对功能组操作方式的多样性。当功能组启动条件满足后,运行人员既可在面板上选择“P1自动”按钮将功能组投入自动,然后点“P3启动”按钮启动功能组;也可通过机组级断点直接启动功能组。另外,即使在运行人员已选择两侧风机运行且已发出启动功能组指令后,因机组条件的临时变化无法完全启动两侧风机时,运行人员仍可以在功能组启动完A侧风机后程序执行到第6步时点击“P2手动”按钮让功能组暂停,等待B侧风机启动条件具备后继续往下执行。当条件具备后运行人员既可以选择投入“P1自动”和“P3启动”重新自动执行第6步直到完成功能组,也可直接选择“P4步进”按钮逐步往下执行。在功能组执行过程中,任何时候都可以点击“P6复位”按钮紧急停止功能组的执行。“P7确认”按钮用于运行人员对超时报警信息的确认。

2.2 闭环控制回路接口设计

有了顺序控制作为支撑,全程自动控制才具备可能,但顺序控制与过程控制是针对不同的控制变量而进行的,因此要实现全程自动就必须使2种不同的控制方式平稳衔接[12,13,14,15]。为了解决全过程自动控制对过程量的调节,系统除了常规的手动操作外,还设计了自动备用(auto standby)以及自动调节(auto control)2种状态。自动备用状态为过程量进入PID自动调节前的备用状态,它与手动状态的最大差别是手动/自动(M/A)站状态已在auto位,而手动状态时为manual位。虽然M/A站状态已在auto位,但自动备用状态下执行机构接收的指令仍不是PID调节器的输出,而是根据某个工况下需要的设定值,这个设定值可以是常数或某个函数的输出,是否接收PID调节器指令输出是自动备用状态和自动调节状态的本质差别。调节系统由自动备用状态转化到自动调节状态则是靠控制逻辑拟人化地根据当时系统所处的具体工况,判断出控制方式转换的许可条件。当满足自动完成控制方式的无扰切换的条件时,最终由离散控制转换为过程控制。其许可条件不仅包括重要的模拟量参数,如总风量、炉膛负压达到期望值,还包括了开关量,如送风机投自动的条件之一取决于引风机是否在自动位等。

引风机静叶自动调节状态的触发条件是引风机运行60 s后,若没有优先开/关和预置值指令,且出口电动门不在全关位,则延时15 s后进入静叶自动调节方式,对炉膛负压进行PID自动调节。因此,风烟功能组第4步和第8步将完成引风机进入自动调节方式。之前若机组存在MFT信号需要引风机强制通风,打开动叶100%指令则是在自动备用状态下通过预设值完成的。炉膛负压设定值由锅炉燃烧方式自动设定,油枪点火时为-600 Pa,燃煤时切换为-100 Pa,切换过程有速率限制,实现无扰。进入自动调节方式后,由PID进行自动调节将炉膛负压调节过渡到设定值。因此,只要引风机静叶无故障信号和炉膛压力信号故障存在的情况下,引风机静叶完全可以一直处于自动状态,实现真正的炉膛压力全程自动控制。

送风机自动调节方式的触发条件是吹扫指令发出和送风机启动延时60 s后,两者信号相与后产生。当送风机不在自动调节方式时,风量设定跟踪实际总风量值;进入自动调节方式后,风量设定值在当前风量值下,以一定速率缓慢过渡到最小风量设定值。设定最小风量在吹扫时为35%,吹扫完成后为30%,锅炉点火后为投运燃烧器数量的函数。而风烟系统功能组第6步和第10步则是在自动备用状态下通过预设值完成的。

因为送风机和引风机通常都是2台风机并列运行且启动有一定先后顺序,因此还存在着风机的自动并退控制过程。通常在没有实现全程控制时,以上操作都是通过运行人员将动叶调到与之前运行的风机动叶开度相近后方可投入自动。华能海门电厂的风烟系统通过偏置回路实现风机的无扰自动并入和退出。在前面介绍的风烟功能组执行的第2种工况中就会应用到这种自动调平动叶控制功能,当送风机B侧已经在高负荷运行时(动叶开度>20%或已在自动调节控制方式时),功能组第6步为了防止启动过程对锅炉造成风量扰动,将不执行将2台风机动叶开度都置10%,而是由送风机动叶自动平衡系统控制,实现2台送风机出力平衡。其过程为当第2台风机启动完成且2台风机都在自动调节控制方式下,风机动叶开度的偏置回路不再进行跟踪运算,而是以一定速率缓慢减小至零,在动叶平衡回路的作用下一侧风机动叶减少的同时,另一侧风机的动叶指令会相应地增加,使总的动叶指令不变。而且在偏置变零的过程中,平衡回路自动监视炉膛负压和风量参数的变化,当参数波动过大时自动降低偏置、减少速率或者暂停,从而实现闭环调整使风机稳定可靠地并入或退出控制。

3 风烟系统APS功能组的实际投运

通过在华能海门电厂2×1000 MW超超临界机组APS调试期间的实践应用,风烟系统功能组真正实现了风烟功能组全程自动控制,并最终成为了整个APS体系中的重要组成部分,而且在整个启动过程中重要模拟量参数的调节品质均满足规程要求,整个启动记录曲线如图3所示(图中,K为开度;曲线1为送风机A静叶指令,2为送风机A静叶反馈,3为送风机B静叶指令,4为送风机B静叶反馈,5为引风机A静叶指令,6为引风机A静叶反馈,7为引风机B静叶指令,8为引风机B静叶反馈)。

图3中各组记录曲线描绘了风烟功能组系统整个启动过程,在风烟系统功能组启动前由于存在MFT信号还没有吹扫复位,需要进行通风,所以4大风机动叶都是处于100%的开度;当风烟功能组启动指令发出后,引风机A静叶按一定速率关至最小位满足启动条件后启动引风机A,曲线5为引风机A静叶控制指令。送风机A动叶也是和引风机A过程一样,曲线1为送风机A静叶指令,可看出风烟系统功能组第6步将送风机A动叶缓慢开至在15%开度后保持不变,这和当只有1台送风机A运行时会把已运行的送风机A动叶开度开至15%维持最小风量的功能组设计思路一致。随后功能组第7、8步启动引风机B、送风机B,并在第10步通过动叶平衡回路把2台风机间动叶指令偏差缓慢消除。图中,曲线5引风机A静叶指令和曲线7引风机B静叶指令最终汇合成为一条直线,同理送风机曲线1和曲线2最后也处于同一直线。每次启动1台风机都对炉膛负压产生一定扰动,但由于引风机A静叶已处于自动调节控制方式,因此,整个启动过程炉膛压力波动处于合理范围之内。整个启动过程运行人员需要做的工作仅仅是在风烟系统功能组启动前通过选择按钮对功能组的运行工况进行预先评估,这里因为是要恢复整个风烟系统,所以选择了双侧风机运行。在随后的整个风烟系统恢复建立并最终投入闭环控制的整个过程中,运行人员并未进行任何操作,这极大减轻了运行人员的操作强度,达到了预期的效果。

4 总结