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引言
      300MW循環流化床機組在自動控制上存在熱慣性大和遲滯大等難題，輔機故障減負荷（RB）功能試驗是對機組控制特性的重大考驗。通過對華能北方聯合電力蒙西電廠首臺300MW循環流化床空冷機組的試驗，對原設計的控制方案進行了優化，取得了比較好的RB 試驗結果。
      華能北方聯合電力蒙西發電廠循環流化床機組是首臺300MW循環流化床空冷機組。鍋爐是由上海鍋爐廠有限公司設計制造的SG-1057/17-M型、單鍋筒自然循環、集中下降管、平衡通風、絕熱式旋風氣固分離器、循環流化床燃燒方式（褲權型結構帶4合外置流化床）、滾筒式冷渣器的循環流化床鍋爐，過熱器采用3級噴水減溫，再熱器采用外置床調節蒸汽溫度為主、事故噴水裝置調節蒸汽溫度為輔，供煤采用4條給煤線（2條運行滿足100％負荷），給水采用3合電動給水泵（2臺運行1臺備用）。汽輪機是由上海汽輪機有限公司設計制造的N300-16.7/538/538型一次再熱、單軸、三缸（高中壓合缸）四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機。熱工控制系統采用美國Honeywell公司生產的 TPS分散控制系統，實現整臺機組的一體化控制。
一、流化床機組的RB控制策略
       循環流化床機組的RB控制功能與常規煤粉爐基本相同，都是在輔機故障的情況下快速降負荷至機組允許的最大出力，但由于流化床燃燒工藝上的特點，在 RB 控制策略上的主要區別在于常規煤粉爐的RB控制由模擬量控制系統（MCS）和爐膛安全監控系統（FSSS）共同實現，而流化床機組的RB控制僅由MCS來完成，FSSS的給煤線主要是控制RB狀態下對應的煤量，保證鍋爐在低負荷期間燃燒穩定，RB發生后不存在快速切除燃料量及穩燃投油的控制邏輯。此外，在RB試驗內容上，床溫超溫、分離器超溫、缺氧燃燒的RB觸發邏輯為流化床機組所特有，RB動作過程的一些參數控制也有很大差別。流化床機組在MCS邏輯中一般包含幾個特有的RB控制回路：RB信號生成邏輯，用于判斷機組當前的運行狀態；RB目標負荷計算，形成不同RB狀態下的目標負荷設定值；協調控制方式切換，在RB發生時，機組的運行狀態切至汽輪機跟隨（TF) 方式；主汽壓力控制方式切換，某些RB工況發生時切至滑壓運行；還有二次風機、引風機、床溫、床壓、汽包水位控制等回路在RB發生后控制偏差大切手動信號屏蔽邏輯等。300MW循環流化床機組設置的主要RB功能如下。
1.1 床溫超溫、分離器超溫、缺氧燃燒觸發RB邏輯(RBI)
       以下邏輯相“或”觸發 RBI 邏輯：(1)鍋爐總燃料量大于5O%，左、右側旋風分離器出口溫度大于1030℃(每側4取2后相“或”);(2)左、右側分叉腿上部溫度大于980 ℃(每側3取2后相“或”);(3)煙氣含氧量平均值低低(延時15S)。
1.2 引風機、二次風機、一次風機跳閘觸發RB邏輯(RBZ)
       引風機、二次風機、一次風機跳閘觸發(RB2)邏輯見圖1，其他的RB觸發邏輯與圖1類似。
         
    (1) 鍋爐總燃料量大于5O%,2合二次風機運行中1合跳閘，發5S脈沖RB2信號；
    (2) 鍋爐總燃料量大于5O%,2臺一次風機運行中1臺跳閘，發5S脈沖RB2信號；
    (3) 鍋爐總燃料量大于50%,2臺引風機運行中1臺跳閘，發5S脈沖RB2信號。
    引風機RB過程中，同側的二次風機聯跳，運行的引風機及二次風機同時快開至最大出力，在滿足鍋爐風量的前提下，維持爐膛壓力的平衡。
    二次風機RB狀態下，控制邏輯中二次風機出力的平均值作為引風機靜葉開度的前饋，合適的前饋量能很好地超馳控制2臺運行引風機靜葉同時關小一定開度，維持爐膛負壓的穩定。
    一次風機RB狀態下，運行的單臺一次風機超馳快開至最大出力，保證一次風量不小于最低流化風量。但有的流化床鍋爐控制策略中將一次風機RB功能取消，直接觸發 M 盯。
1.3 給水泵跳閘觸發RB邏輯(RB3)
    鍋爐總燃料量大于60%,2臺電動給水泵（以下簡稱電泵）運行，1臺電泵跳閘，備用電泵5S內聯鎖不成功，發3S脈沖RB3信號。
    在給水泵RB試驗過程中，雖然單臺電泵能夠滿足60％負荷下給水流量的要求，但由于流化床鍋爐的熱慣性較大，RB發生煤量下降后的鍋爐蒸發量仍較大，應將燃料量的目標值設定得更低一些或采用先較低再逐漸增加至50％。
1.4 給煤線跳閘觸發RB邏輯(RB4)
    鍋爐總燃料量大于70%, 3條給煤線運行中任意1條給煤線跳閘，發5S脈沖RB4信號。
    根據機組滿負荷情況下給煤線投入的情況（2條給煤線可帶100％負荷），因此在上述工況下，只需通過調節給煤量便能滿足機組運行的要求，將 RB4 的觸發邏輯取消。
二、RB 控制策略的相關要求
    (l) 在所有RB工況中，RB1、RB2發生時，鍋爐主控指令降至50%; RB3發生時，鍋爐主控指令降至60%; RB4發生時，鍋爐主控指令降至70％。
    (2) RB動作時，考慮流化床的熱慣性較大，實際主汽壓力下降較慢，機組維持定壓運行，但在給水泵RB3發生時，為提高給水流量投入滑壓運行。
    (3) RB過程的復位：在RB發生一段時間(300s)或機組已處于穩定狀態(達到RB目標負荷值或負荷的變化率小于3MW/min)，由運行人員手動復位或邏輯自動復位；在危及機組安全運行的工況出現時，可手動復位結束 RB 過程。
    (4) RB功能投入允許條件：常規煤粉爐由于協調控制的投入率較高，通常在協調方式或汽輪機跟隨方式下燃料控制投入自動，允許投入RB功能。而循環流化床機組運行中存在調節的滯后性，通常的協調控制性能有可能達不到要求，因此，在機爐手動方式下，只要將“RB投”，按鈕按下，當輔機故障RB觸發時自動將汽輪機主控投入自動，協調方式由手動切至汽輪機跟隨方式，同時將所有運行的給煤機投人自動，能夠自動完成整個RB過程。
三、RB控制策略的要點
3.1 偏差大切手動邏輯屏蔽
    在正常調節狀態下，當各主要子系統的設定值與反饋偏差大及執行機構的指令與反饋偏差大時，調節器切手動。而在RB工況下對上述邏輯閉鎖，使惡劣工況下的各主要控制系統仍處于自動狀態，直到整個RB過程自動結束。
3.2 給水泵RB狀態下的超馳快開
    正常狀態下，2臺電泵運行，第3臺電泵處于備用狀態，如果2臺運行電泵中1臺跳閘，備用泵聯鎖不成功，運行的單臺電泵的勺管應當超馳快開，將出力增加至最大，盡最大可能維持汽包水位在正常范圍，防止MFT的發生。在有的RB控制策略中可判斷備用泵的狀態，如果備用給水泵聯鎖未投人或有保護條件無法聯啟，則不用等待5s判斷備用泵是否聯啟成功，直接在給水泵跳閘時將運行給水泵的勺管超馳快開，水位下降通常為100mm左右。
3.3 防止風機過電流的上限閉鎖控制
    當引風機或二次風機跳閘時，控制邏輯上將跳閘風機的控制指令疊加至運行的風機，此時指令已經達到最大，動葉、靜葉以最大速度正向開，因為指令已輸出，所以對風機的過電流閉鎖增控制通常不再起作用，此時必須在控制上設置好最大允許電流與調節擋板開度的對應關系或設置好指令輸出的變化率（使風機的過電流閉鎖增控制起作用），確保運行風機的安全。
3.4 燃料量控制
    常規煤粉爐在RB發生后按磨煤機的運行方式直接切除部分運行的磨煤機。循環流化床機組存在很大的熱慣性，RB發生后燃料量通過調節快速下降，而不是直接切除給煤線。在不同煤質下，RB目標值對應的設計煤種下的百分比燃料量是變化的，因此在 RB發生時，判斷1Mw負荷對應的燃料量并將其換算為RB目標負荷對應的燃料量，確保 RB 目標值的準確。
3.5 RB與汽輪機的相互協調
    (l) RB發生后汽輪機主控維持機前壓力，CCS方式切換至TF方式運行，這時應考慮切換時的實際主汽壓力，如果RB發生時的實際主汽壓力高于設定值，TF方式下汽輪機調門將先開啟，由于流化床機組燃燒熱慣性較大使RB過程時間加長，必須在邏輯上閉鎖RB發生時調門的反向開，以當前開度作為汽輪機指令的上限。
    (2) 對采用數字電液控制系統(DEH)中含有RB功能的，還應檢查ccs至DEH的聯系信號，確定脈沖寬度與調門開度的對應關系；通常在DEH控制邏輯中都設有RB功能，如不采用，應將ccs至DEH的RB信號切除。
四、RB試驗過程中需關注的問題
    蒙西300MW CFB空冷機組RB試驗結果如圖2－5所示。
           
           
           
           
    通過分析圖2－5曲線，可看到RB動作過程需要關注的問題：
    (l) 由于流化床機組物料的循環過程對床溫、過熱和再熱蒸汽溫度影響很大，RB 動作后，快速降低燃料量的同時。應迅速改變總風量，保證一定的風煤比。
    (2) RB動作后，應密切注意床溫的變化(大幅下降）；外置床灰量變化是一個滯后的過程，主汽、再熱汽溫度因蒸汽流量的減小會有15~25℃的快速上升，減溫調節要快速動作，再熱器事故噴水應及時投入防止超溫。
    (3) 給水泵RB動作后，為適應流化床鍋爐的熱
噴性，目標煤量應設置得更低一些，以滿足單臺給水泵運行狀態下的汽、水平衡。
    (4) RB 過程中要重點注意總風量，特別是一次風量在RB過程中的控制，其動作應快速、準確，有利于迅速減負荷，維持床溫的穩定及兩側床壓的平衡。
    (5) 常規濕冷機組的循環水泵出力為固定值，因此冷卻水量始終處于額定狀態，負荷變化時凝汽器真空基本保持恒定；空冷機組的冷卻風機轉速處于維持某一負荷的固定值，因此，負荷變化時，空冷機組的背壓將出現一定幅度的波動，影響機組負荷的變化過程。具體表現在開始升負荷時空冷凝汽器背壓升高，開始降負荷時空冷凝汽器背壓下降，這與實際負荷的變化過程正好相反。因此，RB狀態下隨動改變空冷凝汽器背壓的設定，能在一定程度上克服流化床大慣性導致的負荷變化緩慢。
五、結語
    通過首臺300MW循環流化床空冷機組的RB控制策略優化及RB試驗，實現全自動狀態下對RB功能的考核，提高了機組運行的安全性和穩定性，同時為今后300MW循環流化床機組的RB功能設計提供了借鑒。