1、設備簡介
國電菏澤發電廠3號機組配備了英國MBEL(Mitsui Babcock)公司生產的MBEL-1025/17.3—541／541型“W”火焰、單汽包、單爐膛、平衡通風、一次中間再熱、亞臨界參數的自然循環鍋爐，采用輕型敷管式爐墻、全懸吊鋼構架。爐膛在標高為23 m的爐拱處分為上、下兩個部分，下爐膛截面呈八角形，上爐膛呈長方形。爐膛前、后爐拱處各布置了3組直流垂直下噴射狹縫式燃燒器，每組燃燒器由4只主煤粉噴口、4只乏氣噴口、8只二次風噴口和2只點火油槍組成。爐前墻下部設置3只啟動油槍。制粉系統由6臺皮帶秤重式給煤機、3臺雙進雙出滾筒式磨煤機及分離器、旁路風等組成，每臺磨煤機的一端分別對應一組燃燒器。鍋爐設計燃用85%無煙煤和15%半無煙煤的混合物，點火助燃用油為0號輕柴油。汽輪機為N300-16.7／5371537優化引進型亞臨界中間再熱機組，亞臨界、中間再熱式、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸、凝汽式汽輪機，額定主蒸汽壓力16.7MPa，額定主、再熱汽溫均為537℃。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
機組原設計大聯鎖保護是：鍋爐MFT后聯跳汽輪機，汽輪機跳閘后聯跳發電機，即當鍋爐MFT后，汽輪機緊急停機系統(ETS)停機電磁閥接受來自鍋爐FSSS系統的輸出信號，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，發電機逆功率保護動作，機組從電網解列。
2、鍋爐MFT聯跳汽輪機存在的問題
鍋爐MFT后，如果從爐膛壓力、煙氣中氧的體積分數（氧量）、火檢信號等參數判斷確認MFT動作正常，保護動作原因清楚，排除其他設備原因后，可立即恢復機組啟動。檢查確認設備正常，調整引、送風機風量至吹掃風量；爐膛吹掃條件滿足，啟動吹掃程序，同時聯系熱工解除汽包水位高、低保護；吹掃完成后，復位MFT信號，啟動主油閥程序，建立油壓至0.8 MP左右；投入B磨煤機兩端至少各一只油槍運行，啟動B磨煤機順控程序；B磨煤機運行正常后再逐步啟動C磨煤機和A磨煤機運行。這樣鍋爐恢復時間一般在120 min左右。
汽輪機跳閘后，汽缸各部分金屬溫度一般在460℃左右，若此時進行汽輪機沖轉，屬于極熱態啟動。為了減少汽輪機沖轉過程中汽缸各部件的熱應力損傷，要求主、再熱蒸汽溫度高于高、中壓第一級金屬溫度50 K以上。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，要求熱態啟動主蒸汽過熱度不低于100～120 K。因此，汽輪機極熱態啟動時主、再熱汽溫度不低于510℃。在汽輪機啟動升速過程中，由于汽缸溫度高，進汽量小，為了減少熱應力，應盡快升速、并列、帶負荷。
當鍋爐發生MFT后，汽輪機聯鎖跳閘，發電機解列。這種保護的優點是可以避免冷蒸汽或水進入汽輪機而造成設備損壞事故；但由于鍋爐MFT后恢復時間長，汽輪機要求溫度水平高而進一步延長了機組并列時間。由此可見，鍋爐MFT聯跳汽輪機安全性高，但經濟性差。
3、MFT后停爐不停機的風險
鍋爐滅火后，若汽輪機不跳閘，高中壓主汽門、調門仍處于開啟狀態，就會使主、再熱蒸汽溫度降低較快。如果不能盡快將鍋爐恢復運行，主、再熱蒸汽溫度將不能維持必需的過熱度，很容易達到主、再熱蒸汽溫度在10 min內突然下降超過50℃必須緊急停機的條件。鍋爐滅火后，由于主蒸汽溫度下降較快，汽輪機進入溫度較低的蒸汽，高壓缸脹差快速減少，導致汽輪機通流部分軸向間隙迅速減小，控制不當容易引起通流部分動、靜摩擦和大軸彎曲事故的發生。
按照《國電二十九項反事故技術措施》及《火力發電廠汽輪機防進水和冷蒸汽導則》要求，汽輪機重新沖轉時主、再熱蒸汽參數必須滿足重新沖轉的參數要求，見表l。
為了保證汽輪機設備的安全，解除鍋爐MFT聯跳汽輪機的保護后，必須解決的兩個問題是：(1)避免蒸汽參數短時間內大幅度下降；(2)盡快恢復鍋爐運行，保證蒸汽過熱度。
4、停爐不停機應采取的技術措施
4.1增加鍋爐MFT后DEH系統迅速關小調速汽門的邏輯
鍋爐MFT后迅速減少汽輪機進汽量，利用鍋爐的蓄熱能力，維持機組較低負荷運行。若以手動將調速汽門關至5%，一般需7 min左右，而這正是主蒸汽溫度下降最快時間。為了縮短操作時間，增加了鍋爐發生MFT后DEH系統快速將高壓調節汽門目標總指令自動減至5%的邏輯，這樣可以延長機組運行時間。
4.2增加主蒸汽過熱度低跳機保護及相關報警信號
為了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實效性，對MFT后停爐不停機的邏輯進行了修改，見表2。
4.3鍋爐MFT后啟動邏輯的優化
為了確保鍋爐滅火后能達到安全快速再次啟動的目的，對啟動邏輯進行修改。
4.3.1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風煙系統、制粉系統的風門檔板狀態均限制鍋爐吹掃與點火，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，同時將鍋爐吹掃程序直接旁路至投入油槍、鍋爐點火并保持。程序可實現油泄漏試驗的強制完成，防止燃油壓力波動大，油壓降低，造成油槍退出，影響鍋爐燃燒的穩定性。鍋爐的吹掃時間由原來的10 min調整為8 min。
4.3.2增加了磨煤機旁路啟動程序
將磨煤機啟動的自控程序進行全面優化，去掉了磨煤機不必要的啟動限制條件，增加了磨煤機旁路啟動方式。操作人員可根據鍋爐實際工況對磨煤機啟動條件進行選擇，程序更簡潔，使磨煤機啟動對燃燒擾動更小，縮短了鍋爐MFT后磨煤機啟動恢復時間。
5、停爐不停機的實際應用
2009年1月國電菏澤電廠將3號機組機爐聯鎖改造為MFT后停爐不停機、發電機仍并列運行的模式。MFT與汽包水位高三值跳機定值經制造廠同意，由原來的+300 mm修改為+350 mm。
2009年2月19日10: 58，3號機負荷297MW，主汽壓力16.13 MPa，主、再熱汽溫分別為539和540℃，火焰電視屏上突然無火，鍋爐MFT信號發出，鍋爐滅火，首次故障記憶“爐膛壓力低”；然后11:10鍋爐投油點火成功，11:19主汽壓力及主、再熱汽溫分別降至9. 97 MPa、442. 46℃和473. 47℃后也開始回升，機組負荷開始回升。隨著增加投入油槍支數及制粉系統的啟動，機組逐步恢復正常運行方式。停爐不停機時主要參數變化曲線見圖1。
鍋爐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%，機組負荷降至15 MW，保持了鍋爐的蓄熱能力。鍋爐滅火后的事故處理過程中，主汽溫度最低降至442. 46℃時，主汽壓力9.97 MPa的飽和溫度為316℃，主蒸汽仍有126 K過熱度，未觸發主蒸汽過熱度低于110 K的汽輪機保護動作條件，參數變化相當平穩。
采用這種運行方式可以獲得以下收獲：
(1)保證了機組安全運行。汽輪機不跳閘帶一定的負荷，蒸汽對汽輪機進行不間斷的冷卻，脹差變化小，汽輪機較為安全，避免了廠用電切換等繁瑣操作，減少了操作量。
(2)縮短了機組再啟動的恢復時間，減少了電量損失。由于鍋爐吹掃、點火及磨煤機啟動程序的優化，從MFT動作到鍋爐點火成功僅用了12 min，點火成功后到主、再熱蒸汽參數開始反彈回升僅用了9 min，從鍋爐MFT動作到機組負荷恢復至295 MW整個事故處理過程只用了50min，同比電量多發約6.0×10s kW-h，增加經濟收入約1.2萬元。
(3)降低了燃油消耗量。本次事故中由于恢復時間短，燃油消耗僅8t，按照以往同類事故處理的統計，鍋爐MFT后汽輪機跳閘，啟動恢復過程需消耗燃油約在28 t，本次恢復僅點火助燃用油即可節約12萬元。
6、結語
鍋爐MFT不聯跳汽輪機的運行方式在國電菏澤發電廠得到了成功的應用。鍋爐MFT后將機組負荷迅速減至最低，利用鍋爐蓄熱能力維持汽輪機較低負荷運行，大大縮短了機組啟動時間，減少了由于鍋爐滅火給企業帶來的經濟損失，避免了汽輪機壽命過多損耗，提高了電網運行的穩定性，可為同類大型燃煤機組的大聯鎖投停方式、DEH控制系統及事故后鍋爐啟動方式的優化以及運行人員的事故判斷、處理提供參考。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
