RUNBACK功能設計與試驗

浙能技術研究院鄭渭建RUNBACK的概念當發生主要輔機故障跳閘時，機組不能滿負荷運行，必須迅速減負荷，協調控制系統將機組負荷快速降低到機組實際所能達到的相應出力，并控制機組在允許參數范圍內繼續運行的過程稱為RUNBACK(輔機故障減負荷也叫負荷快速返回，簡稱RB)；與（負荷快速切回）FCB的不同，FCB是機組發生嚴重故障（如與電網解列，發電機故障，汽機跳閘），機組帶部分負荷或帶廠用電運行或停機不停爐的運行方式RB試驗是通過真實的輔機跳閘來檢驗機組故障下的運行能力和協調控制系統的調節性能，RB功能的實現為機組在高度自動化運行方式下提供了安全保障。22023/2/5RUNBACK主要功能設計火電廠RB功能一般包括磨煤機、送風機、引風機、一次風機、給水泵、空預器及爐水循環泵等設備的故障跳閘快速減負荷;每種輔機故障對應不同的RB速率及負荷目標值,當發生幾種設備RB時,所有設備RB速率與RD（有關運行參數偏差超過允許值，同時相關的控制輸出已達極限位置，不再有調節余地，對實際負荷進行迫降，使偏差回到許可范圍，以縮小故障危害）速率比較,取最大者為最終減負荷速率,同理目標負荷取小，控制機組減負荷,直到新的負荷指令等于或小于單臺輔機的最大承受能力;在非協調方式下,發生RB條件雖不能減機組負荷指令,但可以發出類似RB的信號給FSSS,以便切除若干層給煤機。32023/2/5不同種類RUNBACK對應的降負荷率與目標負荷不同種類RUNBACK對應的降負荷率與目標負荷（300MWW為例）

RUNBACK類型

減負荷速率

目標負荷一（二）臺磨的燃料RB50%/Min240（160）MW送/引風機RB100%/Min170MW一次風機RB200%/Min150MW爐水泵RB100%/Min150MW給水泵RB（電泵不參與給水）100%/Min160MW給水泵RB（電泵參與給水）100%/Min250MW高加RB50%/Min250MW2023/2/54RUNBACK主要功能設計RB發生后，系統應始終處于全自動的狀態，直至負荷穩定，RB過程結束，系統自動恢復到協調狀態，接受負荷指令;在RB動作過程中，協調系統內部自動切換為汽機控制主汽壓力，鍋爐控制目標煤量，并根據不同的初始及目標負荷確定合理的滑壓目標值，根據不同的設備確定不同的滑壓速率;協調系統的閉鎖功能（BI/BD，當設備工作異常時，負荷閉鎖功能根據運行參數的變化方向，對實際負荷指令進行增加減少的閉鎖，直到偏差回到正常范圍才解除閉鎖）應設置在有利于負荷與汽壓平衡與穩定的方向。52023/2/5RUNBACK主要功能設計RB發生時，迫降（RUNDOWN）功能由于動作速率較快，在極端工況下容易產生附加干擾，建議在RB試驗時適當屏蔽；RB目標負荷的確定應當通過設備的單側最大出力試驗獲得，在最大出力基礎上考慮適當余量作為目標值，最大發揮正常設備的工作能力，減少電量損失;RB過程若已接近穩定，且跳閘設備故障已排除或備用設備已啟動，RB過程在40分鐘后會自動復歸，操作員亦可根據情況在CRT上手動復歸，盡早恢復系統。62023/2/5RUNBACK主要功能設計在RB試驗時發生的RD事件72023/2/5RB試驗前應完成的工作

1.RB功能模擬試驗在機組停運的情況下，按設計的功能依次模擬RB產生的條件，進行RB功能模擬試驗;不同原因的RB發生時，DI通道應正確動作；負荷運算回路、負荷指令變化速率等RB控制參數已正確設定；協調控制系統輸出至FSSS的DO通道應正確動作；FSSS跳磨煤機或給粉機的控制邏輯正確，滿足技術規程的要求；82023/2/5RB試驗內容RB試驗過程中的跳磨安排（300MW，四臺磨行）RB類型包含內容跳磨啟油槍RB1高加燃料BFP+BSP不跳磨不啟RB2FDIDE，D留三磨運行啟BC層RB3PAFBCPBFPEAD留二磨運行啟BC層2023/2/59RB試驗前應完成的工作

協調控制系統內部應切換到TF（汽機跟隨方式，由汽機控制主汽壓力，鍋爐控制機組負荷）方式運行；RB時，主汽壓采用的定壓/滑壓方式符合設計要求，一般應切換到滑壓方式運行（滑/定壓運行方式：滑壓運行方式時，機組的主汽壓力設定值是機組負荷的函數，隨負荷的變化而變化，而汽機的調門開度不變，以減少節流損失。定壓運行時，主汽壓力設定值由運行手動設定，機組負荷的改變需要通過改變調門的開度來實現）；滑壓運行方式時，滑壓的速率參數設定應根據不同RB的特點正確設定（正常時隨負荷的變化速率大小而變（0.26-0.3MPa/Min）RB時一般設為0.3MPa/Min）。102023/2/5RB試驗前應完成的工作

2.試驗記錄準備準備好機組重要參數的趨勢記錄：機組實際功率，機組負荷指令，主蒸汽壓力，調速級壓力，主蒸汽溫度，再熱蒸汽溫度，鍋爐給水流量，主蒸汽流量，汽包水位，煙氣含氧量，爐膛壓力，總風量，總燃料量，除氧器水位；準備好跳閘設備相關參數的趨勢記錄；準備好試驗過程記錄表格。112023/2/5RB試驗前應完成的工作

3.RB動態準備試驗協調控制系統在TF方式下的定值擾動試驗，調節品質符合要求,參考指標：在0.6～0.8MPa定值擾動下，過渡過程衰減率Ψ=0.7～0.9、穩定時間＜6min;必要的預知性試驗，以確認協調控制系統在RB工況下能正確進行控制，并調整不同RB工況下的目標負荷、降速率的設置。122023/2/5RB試驗內容

在90%Pe以上負荷工況下進行RB正式試驗，以考核機組和協調控制系統在RB工況下的控制能力;按設計的RB功能分項進行動態試驗，如分別進行磨煤機、送風機、引風機、一次風機、給水泵等RB試驗，記錄各被調量的動態曲線。132023/2/5RB試驗內容

1.燃料（磨煤機）故障減負荷（RB）試驗根據給煤機運行臺數確定系統最大帶負荷能力，當超出能力一定余量后，系統觸發燃料RB;磨煤機RB就是燃料RB的極端表現，一般做完一臺磨跳閘RB后，還應進行兩臺磨的RB，作為后續試驗的預知性試驗;由于燃料量是經BTU修正的，且要加上燃油所能帶的負荷，因此應在操作員站上顯示修正后的實際帶負荷能力，避免操作員誤操作。142023/2/5磨煤機RB試驗過程機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行,將機組投入協調方式運行。待負荷及汽壓穩定，手動跳閘一臺磨煤機。光字牌報警顯示“MILLTRIP”及“FUELRUNBACK”。機組負荷將自動降至240MW，“RUNBACK”報警復歸。觀察機組運行情況，記錄各系統曲線。待機組運行穩定后，重新啟動跳閘磨煤機，將負荷緩慢回升試驗前位置。手動跳閘一臺磨煤機，10秒后手動跳閘第二臺磨煤機，機組負荷將自動降至160MW，記錄各系統曲線。152023/2/5磨煤機RB試驗中應注意注意監視鍋爐燃燒情況，如燃燒迅速惡化應手動MFT。監視汽包水位及蒸汽溫度，如有必要可手動干預，以機組能維持運行為目的。注意跳閘磨煤機相關設備是否動作（冷熱風截門與調節擋板是否關閉，給煤機是否停止等），如可操作應盡快吹掃。如運行磨煤機磨碗差壓過高，運行不穩定，可進一步手動降低目標負荷。如主汽壓力無法維持，可進一步手動降低目標負荷162023/2/5RB試驗內容一臺磨煤機故障跳閘時的RB過程曲線172023/2/5RB試驗內容二臺磨煤機故障跳閘時的RB過程曲線182023/2/5RB試驗內容

2.送/引風機故障減負荷（RB）試驗由于大機組一般設計同側送/引風機聯跳邏輯，因此該RB可合二為一，同理空預器跳閘也聯跳同側送、引風機，所以一般空預器RB試驗也可免做;由于各臺機組設計的風機容量差異很大，可根據單側帶負荷情況確定跳磨數量，RB過程中還應注意風機間的匹配關系。192023/2/5送/引風機故障減負荷（RB）試驗過程機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行，將機組投入協調方式運行。待負荷及汽壓穩定，手動跳閘一臺送/引風機。大屏報警顯示“IDFTRIP”“FDFTRIP”及“RUNBACK”。一臺磨煤機自動跳閘（按E,D順序跳，保留3臺磨運行），同側引/送風機自動跳閘，油槍BC層自投，燃料量及總風量迅速減至50%負荷。隨主汽壓下降及調門關小，機組負荷將以100%/min的速率自動降至160MW，“RUNBACK”報警復歸。202023/2/5送/引風機故障減負荷（RB）應注意注意送引風機電流，防止工作風機超電流保護動作(限制調節擋板的最大開度)。不能在CRT上手動停運風機。注意監視鍋爐燃燒情況，如燃燒迅速惡化應手動MFT。監視汽包水位及蒸汽溫度，如有必要可手動干預，以機組能維持運行為目的。注意跳閘磨煤機，待機組負荷穩定后應盡快吹掃。如運行送、引風機電流過大，可進一步手動降低目標負荷，直至降至安全電流。如主汽壓力無法維持，可進一步手動降低目標負荷。212023/2/5RB試驗內容

送/引風機故障跳閘時的RB過程曲線2023/2/522RB試驗內容

3.一次風機故障減負荷（RB）試驗一次風機RB風險較大，如果風機容量不夠,有磨煤機全跳的危險（磨煤機PAF流量低延時跳磨）;應特別確認跳閘磨煤機的出口門聯鎖關閉邏輯，還應確認冷熱風隔離檔板能否及時關閉，減少風量損失;對風機出力較小的機組應適當降低目標負荷，加快降負荷速率；一般設計跳兩臺磨煤機，且跳磨間隔為5s。232023/2/5一次風機故障減負荷（RB）試驗過程機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行，將機組投入協調方式運行。待負荷及汽壓穩定，手動跳閘一臺一次風機。大屏報警顯示“PAFTRIP”及“RUNBACK”。一臺磨煤機自動跳閘，5秒鐘后第二臺磨煤機自動跳閘（按E,A,D順序跳,油槍BC層自投），燃料量及總風量迅速減至50%負荷。隨主汽壓下降及調門關小，機組負荷將以200%/min的速率自動降至150MW，“RUNBACK”報警復歸。242023/2/5一次風機故障減負荷（RB）試驗中應注意運行一次風機電流。注意監視鍋爐燃燒情況，如燃燒迅速惡化應手動MFT。監視汽包水位及蒸汽溫度，如有必要可手動干預，以機組能維持運行為目的。注意跳閘磨煤機，待機組負荷穩定后應盡快吹掃。如運行一次風機電流過大，可進一步手動降低目標負荷，直至降至安全電流。如主汽壓力無法維持，可進一步手動降低目標負荷。252023/2/5RB試驗內容一次風機故障跳閘時的RB過程曲線262023/2/5RB試驗內容

4.給水泵故障減負荷（RB）試驗可分為兩項試驗，一項是電泵熱備自啟動，則目標負荷較高，電泵啟動后自動投入自動，與運行汽泵迅速建立平衡關系，汽包水位基本沒有變化，RB過程也相對較短，根據目標負荷情況，可以不跳磨；另一項是強制電泵自啟邏輯，模擬電泵不能自啟，則RB目標值進一步下降直至單臺汽泵的最大容量，汽包水位下降較多，試驗有一定的風險性;判斷邏輯應設置3秒延時，以待電泵的自啟；如試驗趨勢顯示水位無法維持，應及時啟動電泵進行補救，避免機組跳閘。2023/2/527給水泵故障減負荷（RB）試驗

（電泵參與給水）機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行。步驟如下：將機組投入協調方式運行。兩臺汽泵并列自動運行，將電泵投入熱備用方式。待負荷及汽壓穩定，手動跳閘一臺汽泵,延時3S，發生RB。電泵自啟動，液耦指令置為為60%，自動投入勺管自動參與給水控制。隨主汽壓下降及調門關小，機組負荷將以100%/min的速率自動降至250MW，“RUNBACK”報警復歸。282023/2/5給水泵故障減負荷（RB）試驗

應注意（電泵參與給水）電泵必須投入熱備方式確認汽泵跳閘電泵自啟功能正常檢查電泵勺管的初始位置電泵參與給水后勺管的位置，防止電泵出水被運行汽泵壓住如果水位不正常及時撤出勺管自動，手動控制電泵轉速292023/2/5RB試驗內容

給水泵跳閘、電泵自啟時的RB過程曲線2023/2/530給水泵故障減負荷（RB）試驗

過程（電泵不參與給水）機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行，將機組投入協調方式運行。兩臺汽泵并列自動運行，將電泵投入旋轉備用方式，操作員手動開啟電泵出口旁路閥，隨時準備補水。水位設定值設為+50mm。待負荷及汽壓穩定，手動跳閘一臺汽泵,延時3S，發生RB。一臺磨煤機自動跳閘，10秒鐘后第二臺磨煤機跳閘（按E,A,D順序跳,油槍BC層自投），汽包水位迅速下降，燃料量及總風量迅速減至50%負荷。312023/2/5給水泵故障減負荷（RB）試驗

應注意（電泵不參與給水）應注意此過程中。若汽包水位降至-220mm，則操作員手動增加液耦指令，使電泵參與補水，以防止因汽包水位低低導致鍋爐MFT，此時，試驗應算失敗。若操作員不需干預，而水位經一段時間后穩定并恢復正常，試驗方可認為成功。為該試驗能夠順利進行，應強制信號電泵運行所能帶的30%負荷信號一臺汽泵加電泵運行不跳磨信號汽包水位預先放在+100mm運行

322023/2/5RB試驗內容

給水泵跳閘、電泵不自啟時的RB過程曲線2023/2/533RB試驗內容

5.爐水循環泵故障減負荷（RB）試驗兩臺爐水循環泵并列運行，強制解除第三臺泵備用自啟動功能，進行試驗；兩臺爐水泵差壓低于148kpa也要發生RB

三臺爐水差壓低于112Kpa發生MFT爐水泵差壓明顯下降后，隨負荷下降略有回升；判斷邏輯應設置3秒延時，以待備用泵的自啟；即使在試驗時間以外啟停爐水循環泵，均應密切注意汽包水位的變化，并防止反應過度，發生意外。342023/2/5爐水泵故障減負荷（RB）試驗

過程機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行，任意2臺爐水循環泵運行,時間一天。步驟如下：將機組投入協調方式運行。待負荷及汽壓穩定，將爐水循環泵備用泵自啟動聯鎖切除，手動跳閘一臺爐水循環泵。大屏報警顯示“BCPTRIP”及“RUNBACK”。一臺磨煤機自動跳閘，10秒鐘后第二臺磨煤機跳閘（按E,A,D順序跳,油槍BC層自投），燃料量及總風量迅速減至50%負荷。隨主汽壓下降及調門關小，機組負荷將以100%/min的速率自動降至160MW，“RUNBACK”報警復歸。352023/2/5爐水泵故障減負荷（RB）試驗

應注意運行爐水循環泵電流。一臺爐水泵跳閘后，注意監視運行爐水泵進出口差壓，防止差壓低造成MFT注意監視鍋爐燃燒情況，如燃燒迅速惡化應手動MFT。監視汽包水位、壓力及蒸汽溫度，如有必要可手動干預，以機組能維持運行為目的。注意跳閘磨煤機，待機組負荷穩定后應盡快吹掃。如運行爐水循環泵電流過大，可進一步手動降低目標負荷，直至降至安全電流。如主汽壓力無法維持，可進一步手動降低目標負荷。RB結束后，恢復爐水泵運行必須在水位穩定以后，因為恢復爐水泵運行時，水位會瞬間降至-200左右。362023/2/5RB試驗內容

爐水循環泵故障減負荷（RB）試驗2023/2/537RB試驗內容6.高加撤出減負荷（RB）試驗高加撤出時由于抽汽全部進入汽機做功，瞬間造成機組負荷增加，主汽壓力增加，危及機組的正常運行。運行一般在出現此情況時采用手動拍一臺磨的方式來減少鍋爐產生的熱量。或者通過增加BTU的輸出來減少煤量根據實際需求增加高加撤出RB工況。382023/2/5高加撤出RB試驗過程機組負荷275MW以上，4臺磨煤機運行。步驟如下：將機組投入協調方式運行。待負荷及汽壓穩定，投入高加RNBACK聯鎖，手動投入高加撤出試驗按鈕大屏報警顯示“HPRNUBACK”及“RUNBACK”。機組負荷將自動以50%/min的速率降8秒鐘“RUNBACK”報警復歸。觀察機組運行情況，記錄各系統曲線。等待機組運行穩定，各參數正常，主要輔機工作正常。392023/2/5高加撤出減負荷（RB）試驗應注意注意監視鍋爐燃燒情況，如燃燒迅速惡化應手動MFT。監視汽包水位及蒸汽溫度，如有必要可手動干預，以機組能維持運行為目的。注意跳閘磨煤機，如可操作應盡快吹掃。如運行磨煤機磨碗差壓過高，運行不穩定，可進一步手動降低目標負荷。如主汽壓力無法維持，可進一步手動降低目標負荷。402023/2/5RB試驗內容高加撤出協調方式下的調節過程曲線412023/2/5RB試驗內容高加撤出運行手動方式下的調節過程曲線422023/2/5RB試驗內容高加撤出運行RB方式下的調節過程曲線432023/2/5RB試驗內容RB試驗過程中的跳磨安排（300MW，四臺磨行）RB類型包含內容跳磨啟油槍RB1高加燃料BFP+BSP不跳磨不啟RB2FDIDE，D留三磨運行啟BC層RB3PAFBCPBFPEAD留二磨運行啟BC層2023/2/544RB試驗內容

6.試驗中應加強監視試驗中以下參數應加強監視：主蒸汽壓力、汽包水位、主/再熱蒸汽溫度；運行磨煤機的磨碗差壓及電流；跳閘系統影響的重要參數；試驗設備若未正確動作，應及時干預，如設備未聯跳，油槍未自啟，RB未發信，過程異常，目標異常，設備受限，系統進一步RUNDOWN等等。452023/2/5RB試驗內容

注意監視鍋爐燃燒情況，如燃燒迅速惡化應手動MFT；監視汽包水位及蒸汽溫度，如有必要可手動干預；如運行磨煤機磨碗差壓過高，運行不穩定，可進一步手動降低目標負荷。如主汽壓力無法維持，可進一步手動降低目標負荷。但若發生人工干預，理論上RB應不算成功，成功的RB應是系統全自動完成的。462023/2/5AGC調節性能的改進與提高AGC的調節就是通過機組協調控制系統實現調度對發電機組有功功率的遠方控制，其性能的改進與提高實質上就是協調控制系統對AGC方式適應性的改進與提高。大型燃煤機組是AGC調節的主力機組，多采用直吹式制粉系統，機組主汽壓響應存在純遲延，影響機組負荷響應速率。對于對象遲延特別大的機組，常規的控制方案無法滿足AGC調度的要求，需采用針對性的改進措施。472023/2/5AGC調節性能的改進與提高1.AGC方式下機組的調節適應性

AGC方式下，AGC負荷指令頻繁地連續變化，對于負荷響應純遲延較大的機組將難以適應；直吹式機組燃料量從指令變化到煤粉進入爐膛存在較大延時，且該類機組鍋爐爐膛容積大，熱容量大，最終導致汽壓響應的遲延；當機組處于滑壓段運行時，還存在一個主汽壓力變化的過程，從蒸汽流量發生變化到該變化量積累到足以使主汽壓力發生有效變化還將需要更長的時間；482023/2/5AGC調節性能的改進與提高常規的協調控制方式下，為防止主汽壓向反方向偏離，不得不將汽機指令作延時處理，并放寬汽壓控制偏差的允許范圍，機組負荷響應遲緩，汽壓不受控；在AGC方式下，負荷指令變化的瞬間，汽機調門延緩動作以等待主汽壓的響應，實際負荷幾乎沒有響應，當主汽壓開始有所響應時，負荷指令可能已向反方向變化了，因此容易造成鍋爐汽壓等主參數發生振蕩；所以在AGC方式下應使汽機控制充分利用鍋爐的蓄熱，否則鍋爐的熱慣性將對負荷調節產生負面影響。492023/2/5AGC調節性能的改進與提高常規調節方式下的協調系統調節特性

502023/2/5AGC調節性能的改進與提高2.協調系統AGC控制策略的改進建立適當的鍋爐主控前饋模型或利用合適的實際微分使機組保持合適且持續的過燃度，提高汽壓的響應速度和準確性；加強磨煤機一次風量的微分作用，縮短管道遲延，必要時可引入一次風壓的動態支持；512023/2/5AGC調節性能的改進與提高一方面利用超前的鍋爐前饋指令提供負荷響應的快速準確的熱量支持；一方面由鍋爐主控的PID功能完成主汽壓相對設定值曲線的準確控制；可以從時間上解決了負荷與主汽壓響應對熱量的需求矛盾，提高了汽壓的可控性，使汽機與鍋爐形成協調與互補關系。適應于AGC方式，汽機調門動作的延時應盡可能短，將AGC的負荷指令直接引入汽機主控的前饋，利用鍋爐蓄熱使機組實際負荷快速產生響應；522023/2/5AGC調節性能的改進與提高方案改進后的系統調節特性532023/2/5AGC調節性能的改進與提高3.AGC性能的試驗驗證在與調度遠方聯調前，可在協調控制側以模擬試驗的方式驗證AGC調節性能；對AGC性能就地試驗一般應進行調節能力試驗和負荷隨動性試驗：調節能力試驗即類似協調系統負荷變動試驗，測試系統負荷連續變化的性能；負荷隨動試驗是以要求的變化速率和較小的負荷變動量斜坡方式增加或減少，斜坡指令到達目標值2min后即進行反方向的變動試驗，以考察系統負荷連續變化調節的能力。542023/2/5AGC調節性能的改進與提高552023/2/5負荷隨動性試驗過程曲線AGC試驗過程與AGC相關的信號機組AGC模擬量設定值AI機組實時有功出力AO機組有功出力上限AO機組有功出力下限AO機組有功