汽包水位調(diào)節(jié)異常分析

陳麗娟

摘要：本文以某機(jī)組汽包水位調(diào)節(jié)異常事件為例，針對(duì)汽包水位波動(dòng)現(xiàn)象，分析了汽動(dòng)給水泵的調(diào)節(jié)特性，找出了給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不足，并提出了優(yōu)化方案和具體的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：汽包水位 調(diào)節(jié)異常 分析

1 系統(tǒng)概述

某電廠機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的300MW亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽抽汽凝汽式汽輪機(jī)，配兩臺(tái)TGQ06/7-1型汽動(dòng)給水泵和一臺(tái)300TSBⅡ-JB型電動(dòng)給水泵。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵聯(lián)鎖投入，任一汽泵運(yùn)行中跳閘，聯(lián)啟電泵。汽泵運(yùn)行中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍3000-5300r/min，當(dāng)其出口流量≤160t/h時(shí)，聯(lián)開再循環(huán)閥；≥330t/h時(shí)，聯(lián)關(guān)再循環(huán)閥。

采取全程給水控制方案。設(shè)計(jì)有給水電泵勺管自動(dòng)回路、汽泵調(diào)速自動(dòng)回路，控制采用單沖量和三沖量切換的控制方案（汽泵采用平衡方式），汽泵與電泵自調(diào)不能同時(shí)投入，兩套自動(dòng)切換采用手動(dòng)切換。

2 問(wèn)題的提出

16：11機(jī)組負(fù)荷273.7MW，主汽壓力16.5Mpa，汽包水位設(shè)定值35mm，測(cè)量汽包水位135.5mm，汽包水位測(cè)量值與設(shè)定值偏差大于100mm，達(dá)到切除給水自動(dòng)調(diào)節(jié)條件，1號(hào)汽動(dòng)給水泵自動(dòng)調(diào)節(jié)切除，2號(hào)汽動(dòng)給水泵自動(dòng)調(diào)節(jié)未自動(dòng)切除，鍋爐“給水切自動(dòng)”光字牌未報(bào)警。

16：14運(yùn)行人員手動(dòng)切除2號(hào)汽動(dòng)給水泵自動(dòng)，此時(shí)1號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速4320r/min，2號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速4744r/min，運(yùn)行人員開始手動(dòng)調(diào)節(jié)1、2號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制汽包水位，在減小1號(hào)汽動(dòng)給水泵指令的過(guò)程中，16：15 1號(hào)汽動(dòng)給水泵再循環(huán)門打開，此時(shí)汽包水位-44mm，并呈繼續(xù)下降趨勢(shì)，運(yùn)行人員手動(dòng)開啟電泵維持汽包水位。

電泵開啟后，1號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速降至3983r/min后開始減小1號(hào)汽動(dòng)給水泵指令，16：51 1號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速出現(xiàn)周期振蕩現(xiàn)象。為防止調(diào)門頻繁擺動(dòng)造成調(diào)門損壞，17：11運(yùn)行人員手動(dòng)停運(yùn)1號(hào)汽動(dòng)給水泵。

22：41，投入1號(hào)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，停運(yùn)電動(dòng)給水泵。汽包給水系統(tǒng)恢復(fù)正常。

3 處治情況

檢修人員到場(chǎng)后開始檢查給水自動(dòng)控制系統(tǒng)邏輯并通過(guò)歷史趨勢(shì)進(jìn)行分析判斷：

檢查1號(hào)汽動(dòng)給水泵控制指令與LVDT反饋對(duì)應(yīng)關(guān)系均正常，判斷調(diào)門擺動(dòng)的原在當(dāng)時(shí)特殊的工況下控制系統(tǒng)參數(shù)已不適應(yīng)系統(tǒng)的特性造成控制系統(tǒng)發(fā)生振蕩；

檢查給水自動(dòng)控制系統(tǒng)邏輯未發(fā)現(xiàn)明顯異常，判斷2號(hào)小機(jī)未能切除自動(dòng)的原因?yàn)榍谐詣?dòng)邏輯執(zhí)行順序原因；

檢查結(jié)束后聯(lián)系運(yùn)行人員將1號(hào)汽動(dòng)給水泵重新啟動(dòng)，沖車，投入遙控，水位穩(wěn)定時(shí)投入給水自動(dòng)調(diào)節(jié)，運(yùn)行正常。

4 原因分析

4.1 汽包水位上升原因分析。查歷史數(shù)據(jù)，機(jī)組負(fù)荷16：09至16：10機(jī)組負(fù)荷由256MW升至271MW，B、C、D、E層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速分別由497r/min、365r/min、315r/min、285r/min升至609r/min、601r/min、501r/min、500r/min，燃料量突然大幅上升，爐膛燃燒增強(qiáng)，爐水內(nèi)汽泡含量突然增加，造成汽包水位由57mm突升至136mm。

4.2 2號(hào)汽動(dòng)給水泵自動(dòng)調(diào)節(jié)未自動(dòng)切除的原因分析。給水自動(dòng)控制系統(tǒng)切手動(dòng)邏輯關(guān)系正確，但執(zhí)行順序存在問(wèn)題，導(dǎo)致2號(hào)汽動(dòng)給水泵自動(dòng)調(diào)節(jié)未自動(dòng)切除。

經(jīng)檢查確認(rèn)給水自動(dòng)控制系統(tǒng)切手動(dòng)邏輯關(guān)系正確后進(jìn)一步展開分析，發(fā)現(xiàn)“汽包水位測(cè)量值與設(shè)定值偏差大于100mm”的判斷條件由兩處相同邏輯分別計(jì)算后分別連接至1號(hào)汽動(dòng)給水泵和2號(hào)汽動(dòng)給水泵手操器切除自動(dòng)，兩部分計(jì)算邏輯在邏輯中執(zhí)行順序不同，由于在1號(hào)汽動(dòng)給水泵切除自動(dòng)后，由于設(shè)定值跟蹤測(cè)量值，汽包水位設(shè)定值被重新賦值為當(dāng)前測(cè)量值，在一個(gè)運(yùn)算周期中，當(dāng)邏輯執(zhí)行至2號(hào)汽動(dòng)給水泵自動(dòng)切除邏輯時(shí)，計(jì)算汽包水位測(cè)量值與設(shè)定值偏差時(shí)，此時(shí)設(shè)定值已被重新賦值為測(cè)量值，所以計(jì)算結(jié)果偏差為零，導(dǎo)致2號(hào)汽動(dòng)給水泵未能切除自動(dòng)。邏輯如圖1、2所示。

4.3 “給水切自動(dòng)”光字牌未報(bào)警原因分析。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)光字牌報(bào)警邏輯檢查發(fā)現(xiàn)觸發(fā)“給水切自動(dòng)”光字牌點(diǎn)亮的條件為兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵均手動(dòng)，由于當(dāng)時(shí)只有1號(hào)汽動(dòng)給水泵為手動(dòng)狀態(tài)，所以光字牌未能報(bào)警。

4.4 啟動(dòng)電動(dòng)給水泵原因分析。16：111號(hào)汽動(dòng)給水泵自調(diào)切除后，2號(hào)汽動(dòng)給水泵依然在自調(diào)狀態(tài)，2號(hào)給水泵轉(zhuǎn)速隨自調(diào)上升，1、2號(hào)給水泵轉(zhuǎn)速偏差增大，而并聯(lián)運(yùn)行的水泵轉(zhuǎn)速要求偏差盡可能小，才能維持運(yùn)行穩(wěn)定。16：14值班員將2號(hào)汽動(dòng)給水泵切除自調(diào)，增加了2號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速，減少了1號(hào)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速，更增加了1、2號(hào)給水泵轉(zhuǎn)速的偏差值， 1號(hào)汽動(dòng)給水泵出口壓力由18.3MPa突降至17.7MPa，造成1號(hào)汽動(dòng)給水泵流量由230t/h降至48t/h，引起主給水流量由770t/h降至637t/h。

4.5 1號(hào)汽動(dòng)給水泵調(diào)門擺動(dòng)的原因分析。根據(jù)圖1所示，當(dāng)?shù)谝淮卧黾悠麆?dòng)給水泵調(diào)節(jié)指令時(shí)，由于此時(shí)汽動(dòng)給水泵工作在上水臨界狀態(tài)，汽動(dòng)給水泵工作的工況比較特殊，導(dǎo)致控制系統(tǒng)原有參數(shù)不適應(yīng)當(dāng)前工況，調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，調(diào)門出現(xiàn)小幅擺動(dòng)，控制系統(tǒng)已處于失穩(wěn)臨界狀態(tài)，運(yùn)行人員繼續(xù)減小1號(hào)汽動(dòng)給水泵指令由38%降至13%，控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前的工況，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生振蕩，控制指令出現(xiàn)周期振蕩，致使調(diào)門出現(xiàn)擺動(dòng)。

5 防范措施

針對(duì)現(xiàn)有參數(shù)不能滿足運(yùn)行中特殊工況的情況，對(duì)頻繁變負(fù)荷工況適應(yīng)性差的情況，對(duì)給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)繼續(xù)調(diào)整，并在機(jī)組停機(jī)期間對(duì)汽動(dòng)給水泵相關(guān)邏輯進(jìn)行完善優(yōu)化，以期提高給水自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

確保光字牌報(bào)警邏輯功能的正確性。加強(qiáng)對(duì)重要及新增光字牌報(bào)警的管理。光字牌邏輯修改或增加。

對(duì)機(jī)組給水自動(dòng)切除自動(dòng)邏輯的執(zhí)行順序進(jìn)行完善，更改后邏輯圖如下圖所示，并針對(duì)機(jī)組的給水自動(dòng)控制系統(tǒng)未能正確切除自動(dòng)的問(wèn)題，對(duì)自動(dòng)控制邏輯進(jìn)行核查并整改。

6 總結(jié)

通過(guò)分析汽包水位波動(dòng)大的原因，優(yōu)化并完善機(jī)組汽泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)和給水自動(dòng)切除自動(dòng)邏輯，使得機(jī)組適應(yīng)對(duì)頻繁變負(fù)荷工況的要求，汽包水位變得相對(duì)平穩(wěn)。

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