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[摘 要]本文通过试验研究了机组负荷以及空冷风机启停对机组背压的影响规律，最终确定空冷系统RB控制策略，防止背压过高产生跳机事故，提高机组运行安全性。
[关键词]空冷、背压、RB
中图分类号：TU641 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0252-02
0 机组概述
国华宁东发电有限公司2×330MW火电机组，汽轮机为上海汽轮机厂设计制造的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。锅炉采用东方锅炉股份有限公司设计制造的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、全钢架悬吊结构、轻型金属屋盖CFB循环流化床锅炉。空冷系统采用机械通风直接空冷系统（ACC），由首航艾启威冷却技术有限公司负责设计及供货。
1 空冷系统特性试验
空冷系统特性试验是为了研究不同风机运行方式及各风机运行故障对空冷系统和机组运行性能的影响，以防风机故障使机组背压升高，影响机组运行安全性。
1）70%额定负荷
试验在环境温度19℃下进行，全部风机额定转速运行时，汽轮机排汽压力为14.771kPa；停运第一列风机，其余风机仍额定转速运行，排汽压力升至18.216kPa；第一列风机停运后，排汽压力升高了3.444kPa。
2）80%额定负荷
环境温度13℃，全部风机额定转速运行，排汽压力16.249kPa；停运第一列风机，其余风机仍额定转速运行，排汽压力升至21.419kPa，背压升高5.17kPa。
3）90%额定负荷
环境温度19℃，全部风机额定转速运行时，排汽压力21.064kPa；停运第一列风机后，其余风机仍额定转速运行，排汽压力升至27.186kPa，增加了6.122kPa。
4）100% 额定负荷
环境温度18℃，所有空冷风机额定转速（50Hz）手动控制运行，排汽压力为23.217kPa；停运第一列风机，排汽压力升高至32.503kPa，比所有风机额定转速运行增加了9.285kPa。
5）相同环境温度下试验结果分析
由于试验时环境温度变化影响，各试验工况无法在相同环境温度下进行。为了在相同环境温度下，分析空冷风机运行对空冷系统性能影响，将排汽压力修正到相同环境温度下进行比较，将所有试验负荷工况下试验结果修正到相同环境温度下，负荷对排汽压力的影响图1。
根据试验结果，可修正得到不同环境温度下负荷与机组真空的对应关系，见表1：
可见，根据修正结果，在环境温度30℃时，在100%额定负荷附近。负荷每下降1MW，排汽压力下降约0.133kPa；在90%额定负荷附近，负荷每下降1MW，排汽压力下降约0.121kPa
停一列风机对机组排汽压力的影响见表2及图2。
从试验结果可知，随着负荷增加，对排汽压力影响量增加；随着环境温度增加，对排汽压力影响量增加。所以，在夏季高温、高负荷时段，风机故障将对机组真空影响更大，使汽轮机排汽压力上升，影响机组运行安全。
根据试验结果，得到不同负荷不同温度下，一列或两列风机故障下，机组背压如表3所示。
3 空冷RB控制逻辑
直接空冷机组在夏季高温时段汽轮机排汽压力高，由于设备故障或环境条件变化，空冷系统换热条件发生剧烈变化时，容易发生排汽压力高导致机组跳机事故。
根据空冷系统设计性能及机组负荷对排汽压力影响试验结果，随着环境温度增加，负荷对真空影响越大。在环境温度30℃下，在额定负荷附近，根据设计性能及试验计算结果，机组负荷对排汽压力的影响量约为0.133kPa/MW。
环境温度30℃左右时，如果机组负荷降低100MW，可使排汽压力降低13.3kPa左右。当机组在额定负荷附近运行时，如果负荷快速降低三分之一，那么排汽压力将降低13kPa以上。
所以，当空冷系统故障或环境条件变化使排汽压力达到跳机值附近时，如果迅速降低机组运行负荷三分之一，则可使排汽压力降低13kPa以上，迅速远离跳机保护值，避免产生跳机事故。
根据风机特性试验得到：
环境温度15℃之下，两列风机发生故障，机组背压仍在安全范围之内，不需要安全动作，按照平常运行操作。
环境温度20℃时，一列风机故障时，机组背压为33.563kPa，带负荷能力不受影响，不需要进行安全方面的动作，两列风机故障时，机组背压可达到42.859kPa，接近报警背压43kPa，此时一方面可调节其它风机超频（有条件可投入尖峰冷却装置以降低排汽压力），一方面降低负荷至80%额定负荷，不需要安全动作。
环境温度30℃时，一列风机故障时，机组背压为49.839Pa，已经超过报警值，此时一方面须迅速调节其它风机超频（有条件可投入尖峰冷却装置以降低排汽压力），一方面降低负荷至70%额定负荷以满足机组安全运行需要；两列风机故障时，机组背压可达到62.211kPa，接近跳机值65kPa，此时必须迅速调节其它风机超频（有条件可投入尖峰冷却装置以降低排汽压力），速降负荷至70%额定负荷以下。
环境温度30℃之上，或者大风天气，当风机发生故障，以致排汽压力超过50kPa，迅速启动RB功能，速降负荷，保证机组安全。
为了避免空冷系统RB频繁动作，又保护机组运行安全，RB动作排汽压力定值不能太低、也不能太高。根据汽轮机设计排汽压力报警值和跳机值，建议RB动作排汽压力定值为50kPa。因为排汽压力50kPa距跳机值还有15kPa余量；而机组运行排汽压力如果达到50kPa时，说明机组存在问题，为非正常工况，需要空冷系统RB动作，以便保证机组运行安全。
4 结论与建议
通过空冷系统性能试验，得到空冷系统在不同温度、不同負荷下，停运多台空冷风机或A、B、C空冷变中任意一台空冷变跳闸时的背压变化的规律，确定空冷系统RB控制逻辑如下：
1）、空冷风机停运台数>10台或A、B、C空冷变任意一台空冷变跳闸，空冷RB动作；
2）、当汽轮机排汽压力达到50kPa时，或汽轮机排汽压力>43kPa且排汽压力上升速率达到1.5kPa/min以上，空冷RB动作；
3）、空冷RB动作后，机组负荷迅速降低当前运行值的三分之一，且空冷风机迅速超频运行（如果低速运行），防止机组背压高跳机；
4）、空冷RB动作时，机组采取TF方式进行滑压运行。
[关键词]空冷、背压、RB
中图分类号：TU641 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0252-02
0 机组概述
国华宁东发电有限公司2×330MW火电机组，汽轮机为上海汽轮机厂设计制造的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。锅炉采用东方锅炉股份有限公司设计制造的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、全钢架悬吊结构、轻型金属屋盖CFB循环流化床锅炉。空冷系统采用机械通风直接空冷系统（ACC），由首航艾启威冷却技术有限公司负责设计及供货。
1 空冷系统特性试验
空冷系统特性试验是为了研究不同风机运行方式及各风机运行故障对空冷系统和机组运行性能的影响，以防风机故障使机组背压升高，影响机组运行安全性。
1）70%额定负荷
试验在环境温度19℃下进行，全部风机额定转速运行时，汽轮机排汽压力为14.771kPa；停运第一列风机，其余风机仍额定转速运行，排汽压力升至18.216kPa；第一列风机停运后，排汽压力升高了3.444kPa。
2）80%额定负荷
环境温度13℃，全部风机额定转速运行，排汽压力16.249kPa；停运第一列风机，其余风机仍额定转速运行，排汽压力升至21.419kPa，背压升高5.17kPa。
3）90%额定负荷
环境温度19℃，全部风机额定转速运行时，排汽压力21.064kPa；停运第一列风机后，其余风机仍额定转速运行，排汽压力升至27.186kPa，增加了6.122kPa。
4）100% 额定负荷
环境温度18℃，所有空冷风机额定转速（50Hz）手动控制运行，排汽压力为23.217kPa；停运第一列风机，排汽压力升高至32.503kPa，比所有风机额定转速运行增加了9.285kPa。
5）相同环境温度下试验结果分析
由于试验时环境温度变化影响，各试验工况无法在相同环境温度下进行。为了在相同环境温度下，分析空冷风机运行对空冷系统性能影响，将排汽压力修正到相同环境温度下进行比较，将所有试验负荷工况下试验结果修正到相同环境温度下，负荷对排汽压力的影响图1。
根据试验结果，可修正得到不同环境温度下负荷与机组真空的对应关系，见表1：
可见，根据修正结果，在环境温度30℃时，在100%额定负荷附近。负荷每下降1MW，排汽压力下降约0.133kPa；在90%额定负荷附近，负荷每下降1MW，排汽压力下降约0.121kPa
停一列风机对机组排汽压力的影响见表2及图2。
从试验结果可知，随着负荷增加，对排汽压力影响量增加；随着环境温度增加，对排汽压力影响量增加。所以，在夏季高温、高负荷时段，风机故障将对机组真空影响更大，使汽轮机排汽压力上升，影响机组运行安全。
根据试验结果，得到不同负荷不同温度下，一列或两列风机故障下，机组背压如表3所示。
3 空冷RB控制逻辑
直接空冷机组在夏季高温时段汽轮机排汽压力高，由于设备故障或环境条件变化，空冷系统换热条件发生剧烈变化时，容易发生排汽压力高导致机组跳机事故。
根据空冷系统设计性能及机组负荷对排汽压力影响试验结果，随着环境温度增加，负荷对真空影响越大。在环境温度30℃下，在额定负荷附近，根据设计性能及试验计算结果，机组负荷对排汽压力的影响量约为0.133kPa/MW。
环境温度30℃左右时，如果机组负荷降低100MW，可使排汽压力降低13.3kPa左右。当机组在额定负荷附近运行时，如果负荷快速降低三分之一，那么排汽压力将降低13kPa以上。
所以，当空冷系统故障或环境条件变化使排汽压力达到跳机值附近时，如果迅速降低机组运行负荷三分之一，则可使排汽压力降低13kPa以上，迅速远离跳机保护值，避免产生跳机事故。
根据风机特性试验得到：
环境温度15℃之下，两列风机发生故障，机组背压仍在安全范围之内，不需要安全动作，按照平常运行操作。
环境温度20℃时，一列风机故障时，机组背压为33.563kPa，带负荷能力不受影响，不需要进行安全方面的动作，两列风机故障时，机组背压可达到42.859kPa，接近报警背压43kPa，此时一方面可调节其它风机超频（有条件可投入尖峰冷却装置以降低排汽压力），一方面降低负荷至80%额定负荷，不需要安全动作。
环境温度30℃时，一列风机故障时，机组背压为49.839Pa，已经超过报警值，此时一方面须迅速调节其它风机超频（有条件可投入尖峰冷却装置以降低排汽压力），一方面降低负荷至70%额定负荷以满足机组安全运行需要；两列风机故障时，机组背压可达到62.211kPa，接近跳机值65kPa，此时必须迅速调节其它风机超频（有条件可投入尖峰冷却装置以降低排汽压力），速降负荷至70%额定负荷以下。
环境温度30℃之上，或者大风天气，当风机发生故障，以致排汽压力超过50kPa，迅速启动RB功能，速降负荷，保证机组安全。
为了避免空冷系统RB频繁动作，又保护机组运行安全，RB动作排汽压力定值不能太低、也不能太高。根据汽轮机设计排汽压力报警值和跳机值，建议RB动作排汽压力定值为50kPa。因为排汽压力50kPa距跳机值还有15kPa余量；而机组运行排汽压力如果达到50kPa时，说明机组存在问题，为非正常工况，需要空冷系统RB动作，以便保证机组运行安全。
4 结论与建议
通过空冷系统性能试验，得到空冷系统在不同温度、不同負荷下，停运多台空冷风机或A、B、C空冷变中任意一台空冷变跳闸时的背压变化的规律，确定空冷系统RB控制逻辑如下：
1）、空冷风机停运台数>10台或A、B、C空冷变任意一台空冷变跳闸，空冷RB动作；
2）、当汽轮机排汽压力达到50kPa时，或汽轮机排汽压力>43kPa且排汽压力上升速率达到1.5kPa/min以上，空冷RB动作；
3）、空冷RB动作后，机组负荷迅速降低当前运行值的三分之一，且空冷风机迅速超频运行（如果低速运行），防止机组背压高跳机；
4）、空冷RB动作时，机组采取TF方式进行滑压运行。