RB控制的动态过程分析

RB控制的动态过程分析

1 RB（RUNBACK）讨论

RB（RUNBACK）是机组快速减负荷。

当机组在比较高的负荷工况下运行时，若由于某种原因造成部分重要辅机跳闸，导致机组不能继续维持高负荷运行时，RB控制功能将根据跳闸辅机的类型、故障程度以及机组运行的现状，自动计算出当前机组所能保证的安全稳定运行的最大负荷，并将此作为目标负荷协调机组各个控制系统，快速地降低机组负荷。并且要求在快速减负荷过程中能维持机组的主要运行参数在要求的安全范围内变化，而不引起机组保护动作，保证机组安全经济可靠运行[1]。

RB控制功能一般在机组试生产半年后投运。RB控制功能是否投运、投运的好坏直接影响机组的安全经济运行。因此RB控制功能的投用效果是考核机组控制性能的一个重要指标。

目前国内大型火电机组的RB控制功能实现的效果普遍不理想，这主要是因为RB 控制功能与常规控制功能不同，它是一种机组工况剧烈变化的控制功能，因此对控制策略、参数整定以及相关控制系统的要求都很高；另外一个原因是，国内大型火电机组的DCS大都采用国际上先进的分散控制系统（如：WDPF-Ⅱ、INFI-90等），这些分散控制系统都有自己典型的RB控制功能设计，这些设计对现场设备要求比较高，而大部分机组所配套的国产就地设备普遍达不到该要求。[2]

RB控制功能投用好坏，主要取决于以下两个问题是否解决好，一是什么情况下发RB 动作信号；二是RB信号发出后相关系统怎么动作。

2 RB控制的特点及系统组成

2.1 RB控制的特点

从控制过程看，RB控制属于机组联锁保护控制范畴，是在机组的重要辅机出现故障时，为防止故障扩大而联锁相关设备动作，以保证机组安全可靠运行。从控制结果看，RB控制属于属于机组负荷控制范畴，是在机组异常工况下的负荷控制。

因此，RB控制是一种既具有负荷控制的模拟量控制性质，又具有联锁保护控制的开关量控制性质的复合控制系统。[3]

2.2 RB控制的系统组成

RB控制的系统构成如图1所示，图中的RB控制逻辑、RB控制方式、机主控、炉主控实际上是MCS的机组负荷协调控制系统的一部分，是RB控制的管理层；实现RB 的动作判定、机组的减负荷速率计算、机组的目标负荷计算等功能。MCS、BMS、DEH 是RB控制的执行层，实现快减负荷、切燃烧器、投油助燃等功能

3 RB的控制逻辑

3.1 RB动作的判定条件

在RB允许请求逻辑为允许状态的情况下，如果机组当前负荷大于最小出力的辅机（参与RB判定的辅机）代表的负荷时，将发出RB动作信号。

3.1.1 RB允许请求逻辑

RB允许请求逻辑主要是控制机组在多少负荷以上才允许RB动作。由于RB的主要作用是在机组重要辅机出故障时快速减负荷，从而维持机组继续安全稳定运行，因此如果机组负荷并不高，RB动作也就没有什么实际意义。

对于300MW的燃煤机组来说，RB的允许投运负荷应选择在150MW与锅炉断油负荷之间的某一个值比较合适。比如说，如果锅炉的断油负荷是200MW，那么RB的允许投运负荷应选择170-180MW比较合适。

3.1.2 机组当前的负荷

选择什么参数代表机组当前的负荷，对于不同类型的机组有所不同，一般典型的RB 逻辑设计都普遍采用锅炉当前的总燃料量代表机组当前的负荷。这对于燃油、燃气或气油混烧的锅炉来说，不存在任何问题，因为燃油或燃气的流量测量比较简单可靠。但对于燃煤锅炉来说就存在一些问题，因为总燃料量也就是所有运行的给粉机转速的总和，而一般情况下给粉机的转速测量不准确，再者给粉机的转速与给粉机的出力并非线性关系，其函数关系很难确定。因此对于燃煤锅炉来说，选择汽轮机的调节级压力代表机组当前的负荷比较合适。

3.1.3 参与RB判定的辅机

关于机组的那些重要辅机参与RB判断，这与机组的辅机配置以及辅机的性能有关。一般情况下参与RB判断的辅机有：送风机、引风机、一次风机、给水泵和空预器等，但要根据实际情况进行具体分析。

根据一些电厂的实际运行经验，国产送风机（如：上海、武汉鼓风机厂生产的风机）一台运行时，机组短时间可带260MW左右的负荷稳定运行。因此如果送风机的出力比较大，当一台送风机故障停运时无须发RB信号。

一台300MW机组通常配置三台50%MCR给水泵，三台电泵或三台汽泵或两台汽泵一台电泵。如果是一台汽泵在备用状态，若运行的给水泵停运一台应立即发RB信号；如果是一台电泵在备用状态，若运行的给水泵停运一台，电泵在一定时间（一般定为5秒）内联动，则不应发RB信号，因为该情况下汽包水位波动不大。如果在一定时间内电泵不能联动，则应发RB信号。

3.1.4 辅机出力的计算

所有参与RB判定的辅机类型中，选择最小出力辅机代表的负荷与机组负荷进行比较。计算辅机出力时应遵循下面规定：

a. 当某台辅机停运时，该台辅机的出力按零计算（其中汽泵停运时，5秒后出力按零计算）。

b. 当某台辅机运行时（不管自动或手动），该台辅机的出力按最大出力计算（一般是50%MCR）。

c. 当两台一次风机全部停运时，其出力按40%MCR进行计算，保证锅炉投粉之前不发RB信号。

3.2 RB动作信号发出后的联动

当RB的控制逻辑发出RB动作信号后,其动作信号同时分别送至BMS系统、MCS 系统和DEH系统，从而完成整个RB的动作过程。

3.2.1 MCS

当MCS的RB目标负荷计算逻辑接收到RB动作信号时,根据跳闸辅机的类型确定机组快速降负荷控制过程的目标值。同时，MCS的负荷控制系统也将根据跳闸辅机的类型确定机组快速降负荷速率。

机组的降负荷速率和目标值确定后，其它相关子系统（如：燃料控制系统、送风控制系统、给水控制系统等）将接受该负荷指令并进行相应的动作。

3.2.2 BMS

当BMS系统接收到RB动作信号后，按照固定的逻辑切除相应的煤燃烧器和投入相应的油燃烧器。例如：某一台1024t/h四角切向燃烧的燃煤锅炉，布置了四层煤燃烧器和三层油燃烧器，当其BMS接收到RB动作信号后，同时自动切除D层煤燃烧器和投AB层油燃烧器；10秒钟后，再自动切除C层煤燃烧器。

3.2.3 DEH

如果机组在汽轮机跟随控制方式，DEH系统仍接受MCS系统的机主控器发出的负荷控制指令，控制汽轮机的调门以维持机前主汽压力。