0、引言
    國電菏澤發電廠3、4號300 MW機組鍋爐采用MBEL-1025/17.3-541/541型“W”火焰燃煤汽包爐．汽輪機采用N300-16.7，537/537優化引進型亞臨界中間再熱式汽輪機組。
    自2008年上半年以來．受國際金融危機的影
響，電煤價格居高不下．電力企業組織煤源相當困難，造成了電煤進貨渠道分散，煤質不穩，劣質煤較多現象的發生。鍋爐由于煤質問題發生滅火的現象逐漸增多．這不僅增加電廠的經營成本，降低了經濟效益，而且鍋爐主燃料切斷(MVf)后發電機解列對電網的安全穩定運行造成了較大的負面影響。
    該廠300 MW“W”火焰汽包鍋爐燃用較低揮發分的煤種，鍋爐發生Mn后不易快速恢復，經過對鍋爐MFI’聯跳汽輪機后主蒸汽和再熱蒸汽參數的變化、鍋爐重新吹掃點火、磨煤機啟動恢復、汽輪機各TSI（汽輪機監視儀表）參數的變化等過程進行了對比分析，提出優化鍋爐啟動點火程序、磨煤機啟動程序、增加主汽過熱度保護、控制汽缸溫度水平等一系列方案，實施了鍋爐MFT后不聯跳汽輪機的方案，減少了機組非計劃停機次數，取得了較好的效果，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
1、“W”型火焰鍋爐MFT后聯跳汽輪機處理過程分析
    300 MW亞臨界機組大聯鎖保護的典型設計是：當鍋爐發生M Fl'后，汽輪機ETS（緊急跳閘系統）停機電磁閥接受來自鍋爐FSSS（爐膛安全監測系統）的開關量輸出信號，泄去高中壓自動主汽門、調速汽門安全控制油壓，關閉高中壓自動主汽門、調速汽門而停機。這種設計理念是為了避免鍋爐MFf后．因主蒸汽和再熱蒸汽溫度降低而造成汽輪機進冷水冷汽現象的發生．是一項避免汽輪機發生大軸彎曲事故而設置的主保護。
1.1鍋爐發生MFT后的啟動恢復
    當鍋爐發生MFT后，汽輪機跳閘，發電機解列。發生鍋爐滅火事故后．第一時間從鍋爐MFT動作首次記錄顯示和事故追憶判斷滅火原因，如因煤質差而滅火．一般是爐膛負壓高Ⅱ值觸發MFI’動作信號。如果從爐膛壓力曲線、氧量、火檢信號等參數判斷MFT動作信號正常，事故原因清楚，排除其他設備原因后，馬上啟動點火吹掃程序，快速進行事故后的恢復啟動。
    鍋爐啟動恢復過程如下：檢查鍋爐設備各部件正常，降低吸送風機出力至吹掃風量，檢查吹掃條件滿足．啟動爐膛吹掃．同時聯系熱工解除汽包水位高低保護。吹掃完成后，復位MFT，啟動主油閥程序，提高燃油壓力至0.8 MPa．投入B磨兩端至少各1只油槍運行，走B磨啟動程序，啟動B磨運行，根據汽輪機沖轉參數要求升溫升壓。
1.2汽輪機重新沖轉時參數控制
    汽輪機跳閘后．汽缸各部金屬溫度非常高，一般在460℃左右．接近機組正常運行時的溫度水平，如果此時重新進行汽輪機沖轉，屬于極熱態啟動。為了減小汽輪機沖轉過程中汽缸各金屬部件的熱應力損傷，主、再蒸汽溫度應該與高、中壓第1級金屬溫度相匹配。一般情況下，主、再熱蒸汽經過高中壓主汽門、調節汽門，再經第1級噴嘴節流、調節級膨脹做功后，溫度下降50℃左右。因此汽輪機熱態啟動進行沖轉參數選擇時，一般要求主、再熱蒸汽溫度均高于高、中壓第1級金屬溫度50℃以上，此時對汽缸各金屬部件產生的溫差熱應力最小。為了避免主蒸汽進入汽缸后因過熱度低而導致蒸汽大量凝結現象的發生．一般要求熱態啟動主蒸汽過熱度不低于100—120℃。通過以上分析，汽輪機極熱態啟動時的沖轉參數一般選擇主再汽溫度不低于510℃。
    當主、再熱蒸汽參數滿足汽輪機的沖轉要求后，進行汽輪機啟動升速。由于此時汽缸溫度較高，進汽量較小．為了減少對汽缸金屬部件的熱應力影響，應盡快升速、并列、帶負荷，恢復汽缸正常溫度水平。鍋爐燃燒應根據機組負荷要求，逐步啟動C磨、A磨運行，機組逐步恢復原運行方式。
2、風險及效益綜合分析
2.1風險分析
    解除鍋爐MFT聯跳汽輪機的保護，存在的最突
出問題是汽輪機本體設備的安全。按照文獻[2-3]
的要求，汽輪機重新沖轉時對主、再熱蒸汽參數的要
求如表l所示。
    鍋爐滅火后，如果汽輪機不跳閘，高中壓主汽門、調門仍處于開啟狀態，就導致主、再熱蒸汽溫度降低較快．如果不能盡快將鍋爐恢復至啟動狀態．主、再熱蒸汽溫度將不能維持必要的過熱度，很容易引起汽輪機進冷汽，造成大軸彎曲事故的發生。
    鍋爐滅火后．由于主熱、再熱蒸汽溫度下降較快，很容易滿足主、再熱蒸汽溫度在10min內突然下降超過50℃必須打閘停機條件。汽輪機進入溫度較低的蒸汽．導致汽輪機轉子冷卻較快，高壓差脹快速減少．導致汽輪機通流部分軸向間隙迅速減小，控制不當很容易引起通流部分動靜摩擦事故。因此鍋爐MFT發生后．盡量減緩蒸汽溫度的下降速度，最大限度地爭取鍋爐啟動恢復時間．設法維持汽輪機進汽參數在規定范圍內是解決問題的關鍵。
2.2效益分析
    鍋爐滅火后．汽輪機不跳閘．如果此時迅速關小高中壓調速汽門。將機組負荷迅速減至最低，可利用鍋爐蓄熱能力維持汽輪機較低負荷運行，與汽輪機跳閘后再啟動沖轉相比．可節省較多的沖轉及發電機并網時間．避免汽輪機重新沖轉時大量蒸汽對汽輪機本體金屬設備的熱沖擊，避免汽缸、轉子等金屬部件沖轉時受到的熱應力損壞。另外，汽輪機不跳閘，可避免高壓抗燃油系統保護動作時對高中壓主汽門、調節汽門的沖擊力損壞．鍋爐點火階段開啟高低壓旁路系統時蒸汽熱能損失及對凝汽器的熱沖擊力。
3、防止蒸汽參數下降過快的解決方案
    為了保證汽輪機本體的安全，解除鍋爐MFI’聯跳汽輪機的保護后，首先必須解決的2個關鍵問題：(1)盡量維持住鍋爐的蓄熱能力，避免蒸汽參數較短時間內大幅度下降；(2)盡快恢復鍋爐的啟動運行，保證主蒸汽的過熱度。
3.1汽輪機跳閘后DEH（數字電液調節）系統迅速關小高壓調速汽門
    為了在鍋爐滅火后盡量利用鍋爐的蓄熱能力．維持機組較低負荷，必須迅速減少汽輪機進汽量。鍋爐滅火后．依靠手動設定調速汽門的目標開度指令來實現關小調速汽門，速度非常慢，一般情況下，將高壓調速汽門由事故前開度關至5%開度．需要7—8min．此期間是主、再熱蒸汽溫度下降最快的時候，如果稍微控制不當．就達到蒸汽過熱度低于110℃或汽溫10min內突然下降超過50℃的停機條件。
    針對主、再熱蒸汽溫度在鍋爐滅火后因調速汽門關閉較慢而下降過快的問題，增加了MFI后迅速關小汽輪機調速汽門的邏輯．發生MFT后DEH系統按當時的運行方式快速將高壓調節汽門目標總指令減至5%。
3.2增加主蒸汽過熱度低保護及相關報警
    為了保護汽輪機本體設備的安全，防止汽輪機進水事故的發生．提高運行值班人員對MFT后蒸汽參數異常的反應能力．提高事故處理的針對性和有效性，進行了一些邏輯修改，如表2所示。
3.3優化鍋爐點火吹掃及磨煤機啟動程序
    如何在鍋爐滅火后迅速點火啟動恢復．是解決主再熱蒸汽溫度在鍋爐滅火后持續下降的一個瓶頸。由于該廠二期300 MW機組DCS（分散控制系統）采用英國ABB Automation公司的in90系統，對鍋爐點火、吹掃及磨煤機啟動的程序設置非常嚴格，在主輔機設備狀態、風煙系統或制粉系統風門擋板、自動控制及保護信號任一環節出現問題將限制設備的啟動程序。針對這種情況．為了縮短鍋爐的啟動時間，對鍋爐的啟動邏輯做以下修改：
    (1)增加鍋爐MFT后鍋爐強制吹掃功能按鈕。由于鍋爐滅火后，許多保護控制信號及煙風系統、制粉系統的風門擋板狀態均限制鍋爐吹掃與點火．如磨煤機冷熱風總門DCS狀態不正確、汽包水位不在t350 mm范圍內等均限制鍋爐吹掃．影響了鍋爐的啟動恢復時間。增加強制吹掃按鈕后．可在鍋爐吹掃的同時進行設備狀態的核實與檢修處理工作。
    (2)優化磨煤機的啟動程序。將磨煤機的啟動程序進行了全面優化．去掉了磨煤機不必要的啟動限制條件，使磨煤機啟動時速度更快，程序更簡潔，對燃燒的擾動更小，方便了事故處理操作，縮短了事故后的磨煤機啟動恢復時間。
4、實施效果分析
4.1因煤質差導致鍋爐滅火．汽輪機未跳閘處理過程
    2009年02月19日該廠曾因煤質差發生1次鍋爐滅火事故，就這次故障處理過程進行分析。
    故障前參數：機組負荷297 MW．主汽壓力16.13 MPa，主再汽溫度539/540℃。
    10:58鍋爐MFI’信號發出．火焰電視監視無火。由于機組投入AGC（自動發電控制）運行，DEH控制系統為滿足負荷要求．暫時控制汽輪機調門開大，使主汽門壓力首先下降。
    鍋爐MFT信號發出后．由于該廠設置了MFT后DEH系統按當時的運行方式快速將高壓調節汽門目標指令減至5%的動作邏輯，高壓調門迅速關小，負荷突然降至15 MW．導致主汽壓力暫時上升．由于鍋爐滅火后無燃料支持．因此主汽壓力在短暫上升后接著下降。經過對鍋爐燃燒相關數據實時曲線和煙風系統相關參數（爐膛負壓、氧量、火檢信號等）進行分析后，確定為因煤質差滅火，隨后重新進行吹掃點火。鍋爐MFT動作后主要參數變化曲線如圖1所示。
    由于該廠對鍋爐吹掃點火的程序進行了優化．11：10鍋爐點火成功．11:19主汽溫度和再熱蒸汽溫度分別降低到442.46℃和473.47℃后開始回升；主汽壓力降低到9.97 MPa后開始回升．機組負荷開始回升。鍋爐點火后，接著增加油槍投入支數，啟動磨煤機運行，機組逐漸恢復原運行方式。
4.2實施效益分析
    MFT后不聯跳汽輪機與MFT后聯跳汽輪機的比較如圖2所示。
    (1)縮短了機組啟動恢復時間。鍋爐滅火后，由于優化了吹掃、點火及磨煤機啟動程序，從MVI’動作到鍋爐點火成功，只用了12 nun．點火成功后到主、再蒸汽參數開始反彈回升．只用了9 min．兩者相加總共用了21min．大大節約了啟動時間；按照以往的事故處理經驗．如果鍋爐滅火后汽輪機跳閘，從鍋爐點火到汽輪機沖轉．再到汽輪機全速后發電機并網，至少需要120 nun．因此，MFT不聯跳汽輪機的啟動恢復過程可節省時間99 min。
    (2)降低了燃油消耗量。本次事故處理只消耗了燃油8t．按照以往的事故處理經驗．如果鍋爐滅火后汽輪機跳閘．整個啟動恢復過程需消耗燃油28 t．因此MFT不聯跳汽輪機可節約燃油20t。
    (3)減少了電量損失。如果如果鍋爐滅火后汽輪機跳閘．從鍋爐滅火到機組負荷恢復至300 MW負荷，至少需要2.5 h．整個事故處理過程中只發電約10萬kW．h．如果如果鍋爐滅火后汽輪機不跳閘，2.5 h內可發電60萬kW．h．因此MFT不聯跳汽輪機可多發電量50萬kW．h。
    (4)保證了機組安全運行。由于增加了MYT后迅速關小汽輪機調速汽門的邏輯，發生MFT后DEH系統按當時的運行方式快速將高壓調節汽門目標總指令減至5%，使機組負荷迅速降到15 MW．有效地保持了鍋爐的蓄熱能力，不至于使主汽溫度、再熱汽溫降低過快。鍋爐滅火后的事故處理過程中，主汽溫度最低降至442.46℃時．對照9.97 MPa主汽壓力的飽和溫度316℃，主蒸汽仍有126℃過熱度，未觸發主蒸汽過熱度低于110℃的汽輪機保護動作條件。
6、結語
    目前國內300 MW以上火電機組機、爐、電大連鎖保護典型設計是：當汽輪機跳閘后聯跳鍋爐及發電機．鍋爐滅火后聯跳汽輪機．發電機跳閘后聯跳汽輪機，從而實現任一主機跳閘后三大主機全部互聯跳閘。本文提出的“W”型火焰鍋爐MFT不聯跳汽輪機的啟動方案，對大、中型火電機組機、爐、電大聯鎖保護投停方式、DEH控制系統及事故后鍋爐啟動方式優化，具有一定的借鑒意義。鍋爐滅火后汽輪機不跳閘，大大縮短了機組整體啟動恢復時間，節約了大量燃油及廠用電量．為發電廠帶來較大的經濟效益，同時也保證了電網的安全穩定運行。


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