某電廠2號機組異常停運分析報告

（一）設(shè)備簡況：

2號機組1992年2月投產(chǎn)，法國ALSTOM公司原裝進口，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(tǒng),在爐膛30.8M前后墻共布置18臺燃燒器。

2017年進行超低排放改造，包括低氮燃燒器改造、WGGH系統(tǒng)改造和脫硫系統(tǒng)改造。低氮改造廠家煙臺龍源，將原36個直流縫隙式燃燒器更換為18個煙臺龍源公司的旋流低氮燃燒器。設(shè)計煤種：70%無煙煤+30%煙煤。煙氣系統(tǒng)配置一臺動葉可調(diào)增壓風機和兩臺帶變頻模式的靜葉可調(diào)引風機。

在鍋爐22米爐膛左右側(cè)共四角，每角設(shè)置2點，共8點光電溫度計測量爐膛燃燒溫度。鍋爐滅火保護設(shè)置為：①爐膛壓力正常時，“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” 鍋爐無延時MFT。

在鍋爐58米標高處，設(shè)置3個爐膛壓力極高開關(guān)（定值為2.0kpa）、3個壓力極低開關(guān)（定值為-1.2kpa）、3個壓力變送器，壓力極低開關(guān)A、壓力極高開關(guān)B、壓力極高開關(guān)C及壓力變送器C布置于鍋爐A側(cè), 壓力極高開關(guān)A、壓力極低開關(guān)B、壓力極低開關(guān)C及壓力變送器A\B布置于鍋爐B側(cè)。3個壓力變送器三取中,通過濾波得到爐膛壓力計算值作為爐膛壓力自動調(diào)節(jié)的被調(diào)量。機組爐膛壓力保護設(shè)置為：3個壓力極高開關(guān)3取2無延時做為爐膛壓力極高保護；3個壓力極低開關(guān)3取2無延時做為爐膛壓力極低保護。

機組設(shè)置油槍熱備用自動投入保護邏輯，自動投入觸發(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”時熱備油槍（B15、B25，或H15、H25）自動投入。

（二）事前工況：

2號機組負荷219.1MW，協(xié)調(diào)控制投入，兩側(cè)制粉系統(tǒng)運行，送風手動控制，引風機變頻運行，除E2外其它17臺給粉機運行，火焰電視正常，各項參數(shù)穩(wěn)定。主汽壓力11.588MPa，主汽壓力偏差0.1Mpa，汽包水位-256.6mm，一次風壓3.72Kpa，燃料量108.465T/H,兩側(cè)送風機擋板開度38%/38%，總風量570.9KNM3/H。爐膛負壓測量值-0.042/-0.047/-0.034Kpa，計算值-0.04Kpa。兩側(cè)引風機變頻指令58.2%、56.2%，變頻轉(zhuǎn)速585.4、571.2rpm（58.8%、57.4%），工頻電流55.4A、55.66A。增壓風機入口壓力99.8pa，動葉開度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：

14:36:14，2號機組負荷219.1MW，爐膛負壓開始小幅波動。

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/G230兩根粉管風壓測量1.73/1.6Kpa（＞1.5 Kpa報警），14:37:50，值班員將G2給粉機轉(zhuǎn)速由6.7rpm減至0轉(zhuǎn)。

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，開始，爐膛負壓開始急劇下降。

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，爐膛負壓極低三個壓力開關(guān)信號反轉(zhuǎn)，鍋爐MFT動作，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，一次風壓3.44Kpa，燃料量105.801T/H, 兩側(cè)送風機擋板開度38%/38%，總風量581KNM3/H。兩側(cè)引風機變頻指令38.8%、36.8%，變頻轉(zhuǎn)速618.1、604.5rpm（62.1%、60.7%），工頻電流61.77、64.58A，比爐膛負壓開始波動前偏大6.35、8.91A。增壓風機入口壓力260pa，動葉開度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(jù)未達到。

17:03， 按調(diào)度令#2鍋爐點火，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(xiàn)場檢查撈渣機內(nèi)無垮焦。

檢修人員對自動控制系統(tǒng)進行了檢查，現(xiàn)場及工程師站無相關(guān)檢修工作，現(xiàn)場檢查測量儀表工作正常。

（四）原因分析：

機組異常停運后，廠里立即組織了相關(guān)技術(shù)人員對負壓保護動作原因進行分析，4月20日西安熱工研究院的兩位技術(shù)專家到廠，廠里再次組織人員進行了分析，經(jīng)與會人員對各項數(shù)據(jù)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(shù)穩(wěn)定，爐膛壓力短時從最后一個波峰迅速降低到極低保護動作，分析認為鍋爐燃燒不穩(wěn)，爐膛負壓波動調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)局部燃燒惡化，導致爐膛負壓保護動作是本次異常停運的直接原因。判斷依據(jù)如下：

1)從14:37:49到14:38:00的11秒時間里，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。（詳見附件1：機組負壓變化列表）

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

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

2、      影響鍋爐燃燒穩(wěn)定，導致燃燒局部惡化的間接原因：

1)給粉機數(shù)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(wěn)定燃燒。

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

3)爐膛負壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)適應(yīng)能力不足。事發(fā)時及4月份3次爐膛負壓波動時，引風自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作正常（詳見附件10-14：機組引風機控制邏輯框圖及爐膛負壓控制曲線圖），但因爐膛壓力濾波、變頻器速率限制、系統(tǒng)慣性遲延等原因，導致爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)有一定的滯后性，且引風機與送風機、增壓風機等的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能及參數(shù)也有可以優(yōu)化的空間，自動控制系統(tǒng)應(yīng)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(diào)節(jié)滯后，負壓波動大增加了燃燒的擾動。兩側(cè)引風機變頻器速率受限（實際變頻升速率分別為6.4、6.5轉(zhuǎn)/秒，降速率分別為3.1、3.3轉(zhuǎn)/秒），導致引風機變頻動作滯后（MFT時兩側(cè)引風機變頻指令為38.8%、36.8%，但變頻轉(zhuǎn)速實際為58.8%、57.4%）。

（五）暴露問題

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。鍋爐低負荷時段配煤質(zhì)量下限應(yīng)適當提高，同時當摻配煤中有煤質(zhì)較差的煤種時，應(yīng)提前給運行部通報信息。

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

4、鍋爐負壓自動調(diào)節(jié)能力還有待提高,未針對變頻器的相關(guān)性能進一步優(yōu)化爐膛壓力控制系統(tǒng)參數(shù)。

（六）防范措施：

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

2、強化配煤摻燒工作。加強入廠煤煤質(zhì)監(jiān)管，完善入廠煤礦發(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、惡化；對摻配煤中單一煤種熱值低于18MJ/KG，及時向運行部通報。

3、組織煙臺龍源專業(yè)人員和各生產(chǎn)部門技術(shù)人員對低氮燃燒器改造后的燃燒穩(wěn)定性進行進一步的分析，排查分析低氮燃燒器燃燒擾動的影響因素，針對性修改完善低負荷穩(wěn)燃和防止熄火措施。并結(jié)合深度調(diào)峰要求，重新摸索該燃燒器的低負荷穩(wěn)燃性能。

4、適當優(yōu)化爐膛負壓保護動作的控制策略。在滿足規(guī)范、保證安全的前提下，適當放寬保護設(shè)定值。

5、優(yōu)化油槍熱備用自動投入邏輯，準確判斷燃燒異常、及時投入油槍，提高燃燒波動時的穩(wěn)燃能力。

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

7、對協(xié)調(diào)控制方式下送風機、引風機、增壓風機等自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，應(yīng)根據(jù)變頻器的相關(guān)性能進一步優(yōu)化爐膛壓力控制系統(tǒng)參數(shù)，提高自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)適應(yīng)復雜工況的能力。

附件1：事發(fā)前10S機組負壓及調(diào)節(jié)指令、反饋變化列表

附件2：機組滅火保護溫度檢測A曲線圖

上圖為#1角溫度測點A，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#1角溫度測點A1，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#2角溫度測點B，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#2角溫度測點B1，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#3角溫度測點C，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#3角溫度測點C1，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#4角溫度測點D，MFT前10秒時間內(nèi)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曲線圖

上圖為#4角溫度測點D1，MFT前10秒時間內(nèi)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圖

附件11：機組引風機控制邏輯框圖

引風機負壓變頻自動調(diào)節(jié)控制回路采用單個PI控制，設(shè)置有送風指令前饋，與增壓風機無相關(guān)前饋設(shè)置。調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置為：負壓濾波時間常數(shù)8S，增益P:2.8,積分時間I：90S，送風前饋增益1.6。爐膛壓力＞0.5KPa時閉鎖減，低于-1.3 KPa時閉鎖增。

附件12：事發(fā)當日機組引風機爐膛負壓控制曲線圖

14：37：49之后的11秒內(nèi)，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日機組引風機爐膛負壓控制曲線圖

上圖為2019年4月2日14:42-14:46爐膛壓力調(diào)節(jié)曲線，圖中選取的兩點處爐膛壓力在4秒的時間里由-0.354kpa波動至0.344kpa，波動范圍為0.698kpa，在波動發(fā)生的1分鐘后調(diào)節(jié)系統(tǒng)收斂，且調(diào)節(jié)趨勢趨于平穩(wěn)，調(diào)節(jié)過程良好。

附件14：事發(fā)前4月9日機組引風機爐膛負壓控制曲線圖

上圖為2019年4月9日11:55-12:00爐膛壓力調(diào)節(jié)曲線，圖中選取的兩點處爐膛壓力在24秒的時間里由-0.266kpa波動至0.114kpa，波動范圍為0.380kpa，在波動發(fā)生的2分鐘后調(diào)節(jié)系統(tǒng)收斂，且調(diào)節(jié)趨勢趨于平穩(wěn)，調(diào)節(jié)過程合格。

附件15：事發(fā)前4月11日機組引風機爐膛負壓控制曲線圖

上圖為2019年4月11日2:03-2:07爐膛壓力調(diào)節(jié)曲線，圖中選取的兩點處爐膛壓力在6秒的時間里由-0.102kpa波動至0.149kpa，波動范圍為0.251kpa，在波動發(fā)生的1分鐘后調(diào)節(jié)系統(tǒng)收斂，且調(diào)節(jié)趨勢趨于平穩(wěn)，調(diào)節(jié)過程良好。

附件16：機組SOE記錄 

附件17：機組操作員記錄