汽輪機(jī)除氧器水位控制邏輯優(yōu)化

【摘要】本文闡述了廣東省沙角C電廠660MW機(jī)組除氧器水位控制邏輯優(yōu)化過程及目的。除氧器水位由除氧器調(diào)節(jié)閥控制改為變頻泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。通過對(duì)除氧器水位控制邏輯優(yōu)化，除氧器水位控制得到明顯改善，減少了除氧器水位大幅度波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響及除氧器入口調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失，降低了凝結(jié)水泵電耗，經(jīng)濟(jì)效果明顯。

【關(guān)鍵詞】除氧器水位；控制邏輯優(yōu)化；節(jié)能

沙角C電廠3臺(tái)660MW機(jī)組汽輪機(jī)為GEC-ALSTHOM公司生產(chǎn)的亞臨界機(jī)組，機(jī)組配備1臺(tái)混合式回?zé)峒訜岢跗鳌３跗魉豢刂剖峭ㄟ^調(diào)節(jié)除氧器入口調(diào)節(jié)閥（LCV001/LCV002）開度來實(shí)現(xiàn)。除氧器水位控制好壞對(duì)機(jī)組運(yùn)行影響較大，除氧器水位過低容易引起給水泵跳閘，危及機(jī)組安全運(yùn)行。除氧器水位過高，防礙除氧器除氧效果。目前，機(jī)組經(jīng)常參與調(diào)峰運(yùn)行，除氧器水位調(diào)節(jié)閥開啟不足，調(diào)節(jié)閥前后差壓大，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不暢，閥門振動(dòng)較大，容易引起除氧器水位波動(dòng)。除氧器水位調(diào)節(jié)閥開啟不足，節(jié)流引起的凝結(jié)水壓力損失嚴(yán)重，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。為了除氧器水位更好的控制，在我廠凝結(jié)水泵變頻改造過程中，決定對(duì)除氧器水位控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，把除氧器水位由除氧器入口調(diào)節(jié)閥控制改為變頻泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

1、優(yōu)化前

1.1除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹

除氧器水位由除氧器水位調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002進(jìn)行正常水位調(diào)節(jié)。水位調(diào)節(jié)閥為單沖量控制，實(shí)際水位與水位設(shè)定值有偏差時(shí)，除氧器入口調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002動(dòng)作，調(diào)節(jié)除氧器水位。當(dāng)出現(xiàn)異常情況或水位調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002故障時(shí)，除氧器運(yùn)行水位到達(dá)高高值時(shí)，除氧器水位高跳閘，關(guān)閉除氧器抽汽逆止閥、關(guān)閉6號(hào)高壓加熱器至除氧器疏水閥、關(guān)閉3號(hào)低壓加熱器至除氧器疏水閥、關(guān)閉除氧器水位調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002。除氧器入口調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002控制圖如圖1所示。

1.2除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)缺陷分析

1.2.1不管機(jī)組負(fù)荷高低，凝結(jié)水泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速不變，在低負(fù)荷時(shí)，除氧器入口調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002開度小，調(diào)節(jié)閥前后差壓大，節(jié)流引起的凝結(jié)水壓力損失嚴(yán)重，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

1.2.2在低負(fù)荷時(shí)，除氧器水位調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002開度小，調(diào)節(jié)閥前后差壓大，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不暢，閥門振動(dòng)較大，設(shè)備磨損嚴(yán)重，更換頻繁，備品消耗多，維護(hù)工作量大。

2、優(yōu)化后

2.1除氧器水位控制邏輯優(yōu)化

原除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)為單沖量控制，在改為變頻泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)除氧器水位后，增加1套除氧器水位單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在變頻器運(yùn)行方式下用該單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制變頻泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)除氧器水位，除氧器水位調(diào)節(jié)閥LCV001、LCV002在變頻泵運(yùn)行方式下分別投入自動(dòng)，使兩個(gè)調(diào)節(jié)門按預(yù)設(shè)的機(jī)組負(fù)荷-閥位的函數(shù)關(guān)系跟隨機(jī)組負(fù)荷變化。如果凝結(jié)水泵處于工頻運(yùn)行方式的時(shí)候，則變頻器的調(diào)節(jié)器被切除，其輸出處于跟蹤狀態(tài)，除氧器水位調(diào)節(jié)閥LCV001和LCV002自動(dòng)投入調(diào)節(jié)狀態(tài)。除氧器水位控制邏輯回路如圖2所示。

2.2除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制邏輯優(yōu)化

為保證除氧器水位調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性和操作員的操作方便，對(duì)除氧器水位調(diào)節(jié)閥的控制邏輯提出幾種修改方案。

2.2.1方案一

變頻器運(yùn)行且工頻泵在備用時(shí)，由運(yùn)行操作人員將除氧器水位調(diào)節(jié)閥的控制投入自動(dòng)，使調(diào)節(jié)閥自動(dòng)按預(yù)設(shè)的機(jī)組負(fù)荷-閥位的函數(shù)關(guān)系跟隨機(jī)組負(fù)荷變化，如果必要，可切到手動(dòng)，人工操作。為保證手動(dòng)-自動(dòng)的無擾切換，將變頻器輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)作為調(diào)節(jié)器的跟蹤信號(hào)。為保證變頻器由就地控制方式轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)方控制時(shí)不出現(xiàn)擾動(dòng)，將變頻器輸出的給分散控制系統(tǒng)（distributed control system，DCS）的轉(zhuǎn)速信號(hào)加進(jìn)轉(zhuǎn)速控制手動(dòng)-自動(dòng)操作員站的跟蹤信號(hào)端。

2.2.2方案二

在變頻運(yùn)行方式下，且滿足以下條件時(shí)，除氧器水位調(diào)節(jié)閥超馳疊加上5%的開度：

a）凝結(jié)水泵出口壓力大于1.9MPa；

b）凝結(jié)水泵出口壓力與除氧器壓力之差大于0.6MPa；

c）除氧器水位低于2500mm；

2.2.3方案三

在變頻運(yùn)行方式下，且滿足以下條件時(shí)，除氧器水位調(diào)節(jié)閥超馳疊加上-5%的開度：

a）凝結(jié)水泵出口壓力小于1.6MPa；

b）除氧器水位高于3800mm；

2.3除氧器水位保護(hù)邏輯優(yōu)化

原邏輯，有兩個(gè)除氧器水位高高開關(guān)，任何一個(gè)除氧器水位高高開關(guān)動(dòng)作，除氧器水位高跳閘。這樣容易引起誤跳閘，為了減少這種情況出現(xiàn)，增加一個(gè)除氧器水位高開關(guān)，只有除氧器水位高和除氧器水位高高開關(guān)都動(dòng)作時(shí)，除氧器水位高跳閘。除氧器水位保護(hù)邏輯示意圖如圖3。

3、改造效果

除氧器水位控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化后，除氧器水位控制效果極為明顯，水位很平穩(wěn)。圖4為優(yōu)化前后水位控制圖，優(yōu)化前水位偏離水位設(shè)定值較大，運(yùn)行過程中水位波動(dòng)較大，優(yōu)化后，水位較好地跟蹤水位設(shè)定值，運(yùn)行過程中水位波動(dòng)較少，水位控制很平穩(wěn)。在低負(fù)荷時(shí)，除氧器水位調(diào)節(jié)閥開度增大，前后差壓減少，降低了節(jié)流損失，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)閥門振動(dòng)降低，設(shè)備故障率、備品消耗，維護(hù)工作量大大減少。

4、結(jié)束語

除氧器水位控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化后，有效地提高了除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，滿足除氧器水位調(diào)節(jié)的需要和各種異常工況變化的要求。同時(shí)降低了廠用電和設(shè)備損耗，節(jié)約了大量電能和維修費(fèi)用。提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型和安全性。

作者簡歷

舒曉明（1972-），男，工程師，高級(jí)技師，主要從事電廠自動(dòng)化控制工作。