600MW亞臨界供熱機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造

胡佰軍

摘 要：隨著電力體制改革的縱深發(fā)展，由廠網(wǎng)分開(kāi)逐漸過(guò)渡到競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，并面臨著眾多大機(jī)組大電廠的新建、擴(kuò)建，降低發(fā)電成本已成為所有發(fā)電企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。為適應(yīng)現(xiàn)實(shí)狀況，在電力市場(chǎng)占有一席之地，相應(yīng)國(guó)家節(jié)能降耗的口號(hào)，降低電廠廠用電率，華電蒙能包頭發(fā)電分公司（以下簡(jiǎn)稱華電包頭公司）對(duì)凝結(jié)水泵電機(jī)進(jìn)行了變頻改造，在保證現(xiàn)場(chǎng)凝結(jié)水系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，采用“一拖二”方式進(jìn)行改造，降低改造費(fèi)用。同時(shí)，對(duì)改造過(guò)程中熱工控制邏輯從安全和技術(shù)上進(jìn)行了可靠的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水泵；變頻；熱工控制

一、凝結(jié)水泵變頻改造熱工控制的可行性

（一）凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀。華電包頭電廠凝結(jié)水泵變頻

（以下簡(jiǎn)稱凝結(jié)水泵變頻）改造前凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行情況是一臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)凝結(jié)水泵，正常情況下，一臺(tái)凝結(jié)水泵運(yùn)行，一臺(tái)備用。通過(guò)除氧器水位調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)除氧器水位。這樣，不論在何種運(yùn)行工況下，凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速基本維持不變，出口流量只能由除氧器水位調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。除氧器水位調(diào)節(jié)閥為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，動(dòng)作頻繁，易出現(xiàn)故障，降低了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；凝結(jié)水母管壓力高須提高管道系統(tǒng)的耐壓性能，加大了系統(tǒng)泄漏的可能，增加了相關(guān)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用?？傊?，凝結(jié)水泵出口壓力高、除氧器水位調(diào)節(jié)閥節(jié)流損失大，使得凝結(jié)水系統(tǒng)效率降低、維護(hù)費(fèi)用提高，最終導(dǎo)致能源浪費(fèi)，發(fā)電成本提高。正常情況下除氧器工作壓力是0.5MPa～0.8MPa，消除除氧器至凝結(jié)水泵的靜壓差及管道損失總壓降約為0.4Mpa，凝結(jié)水母管壓力在0.9MPa～

1.2MPa左右即可滿足要求。但是機(jī)組正常運(yùn)行起來(lái)壓力在

3MPa～4MPa，除氧器水位調(diào)節(jié)閥造成的節(jié)流損失相當(dāng)大。 由上可見(jiàn)華電發(fā)電廠DCS控制系統(tǒng)完全滿足凝結(jié)水泵變頻改造的要求。

（二）控制方式。華電包頭發(fā)電廠凝結(jié)水泵變頻改造前，由于凝結(jié)水泵只能運(yùn)行在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，在低負(fù)荷時(shí)變頻泵已處于最低限制轉(zhuǎn)速運(yùn)行，調(diào)節(jié)性能變差，如沒(méi)有除氧器水位調(diào)門(mén)的協(xié)助將不能維持除氧器水位。所以只考慮凝結(jié)水泵變頻調(diào)節(jié)三沖量自動(dòng)。根據(jù)目前華豫華電包頭發(fā)電廠負(fù)荷分布情況看，發(fā)電負(fù)荷通常在300MW以上，符合變頻泵調(diào)節(jié)要求。在啟、停機(jī)或異常運(yùn)行工況時(shí)可利用除氧器水位調(diào)門(mén)協(xié)助控制除氧器水位，完全可以維持除氧器水位在正常范圍內(nèi)。因此，華電包頭發(fā)電廠具備實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水泵改變頻調(diào)節(jié)控制功能的條件。

二、凝結(jié)水泵變頻改造熱控設(shè)計(jì)方案說(shuō)明

（一）熱工輸入輸出信號(hào)及控制的確定。變頻器與DCS的接口。有DO點(diǎn)、DI點(diǎn)、AI點(diǎn)、AO點(diǎn)這些點(diǎn)對(duì)于DCS系統(tǒng)留有備用的通道，并且符合DCS接受點(diǎn)的要求。

（二）熱工聯(lián)鎖保護(hù)說(shuō)明。（1）凝結(jié)水泵在工頻運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水壓力低聯(lián)鎖備用泵的保護(hù)定值不變?nèi)詾?.5MPa；（2）凝結(jié)水泵在變頻運(yùn)行時(shí)，壓力低聯(lián)鎖備用泵的保護(hù)定值0.6MPa～2.5MPa（隨除氧器的壓力變化而變化），并且在凝結(jié)水泵變頻畫(huà)面中始終跟蹤顯示壓力低聯(lián)鎖保護(hù)的定值；（3）在凝結(jié)水泵變頻器投入“自動(dòng)控制”時(shí)，除氧器水位調(diào)節(jié)閥自動(dòng)切換到“手動(dòng)控制”，運(yùn)行人員根據(jù)負(fù)荷情況開(kāi)大或關(guān)小除氧器水位調(diào)節(jié)閥。為獲得最大節(jié)能效果，在凝泵轉(zhuǎn)速具備一定調(diào)節(jié)裕量的前提下應(yīng)盡量開(kāi)大除氧器水位調(diào)節(jié)閥，以降低凝泵轉(zhuǎn)速，具體情況要根據(jù)在相應(yīng)負(fù)荷下，進(jìn)行除氧器水位調(diào)節(jié)閥開(kāi)度動(dòng)態(tài)試驗(yàn)后獲得；（4）凝結(jié)水泵在變頻狀態(tài)下，當(dāng)變頻器啟動(dòng)后聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟出口電動(dòng)門(mén)，變頻器停運(yùn)或故障跳閘時(shí)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉出口電動(dòng)門(mén)；

（三）改造后的運(yùn)行操作要求。（1）若凝結(jié)水泵變頻停運(yùn)時(shí)凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速未降至20rpm以下即斷開(kāi)凝結(jié)水泵變頻器1ANB或

1BNB開(kāi)關(guān)，將發(fā)出凝結(jié)水泵變頻器嚴(yán)重故障報(bào)警，聯(lián)鎖斷開(kāi)變頻器1ABNB開(kāi)關(guān)。（2）OIS設(shè)定變頻泵轉(zhuǎn)速范圍為60～

100%，對(duì)應(yīng)頻率30～50Hz，對(duì)應(yīng)變頻泵轉(zhuǎn)速約900～1500rpm。

（3）變頻器啟動(dòng)后變頻泵直接進(jìn)入變頻器設(shè)定最低頻率20Hz

運(yùn)行，對(duì)應(yīng)變頻泵轉(zhuǎn)速約600rpm，由此向上升速至DCS設(shè)定最低頻率30Hz，對(duì)應(yīng)變頻泵轉(zhuǎn)速約900rpm。（4）當(dāng)變頻控制的工作泵發(fā)生故障跳閘，或出力不足等故障時(shí)，另一臺(tái)泵會(huì)自動(dòng)投入工頻運(yùn)行。應(yīng)將發(fā)生故障的泵處理好后，再切至變頻運(yùn)行。在此之前原備用泵只能工頻運(yùn)行，不能調(diào)速。（5）變頻器由6KV

IA段供電，當(dāng)變頻器帶B凝結(jié)水泵運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生6KV IA段電源失電，此時(shí)A凝結(jié)水泵因母線失電不會(huì)自啟，運(yùn)行人員應(yīng)立即手動(dòng)啟B凝結(jié)水泵工頻運(yùn)行，并關(guān)小除氧器上水調(diào)門(mén)。（6）當(dāng)變頻器故障，短時(shí)間不能恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，可以斷開(kāi)變頻器

1ABNB、1ANB、1BNB開(kāi)關(guān)，恢復(fù)到改造前的狀態(tài)，同時(shí)變頻器可以退出維修。

總結(jié)：華電包頭發(fā)電廠凝結(jié)水泵變頻改造采用“一拖二”配置，比“一拖一”配置降低了初期投資成本約50%，變頻器的利用率也得到了提高。預(yù)計(jì)其投資將在投運(yùn)后一年收回。通過(guò)整個(gè)改造工程的實(shí)施，節(jié)約了投資建設(shè)費(fèi)用，降低了相關(guān)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，大大減少了凝結(jié)水泵電機(jī)的電能損耗，在各方面均達(dá)到了節(jié)能目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 DL/T5175-2003