660MW汽輪機組除氧器水位控制異常原因分析及處理

【摘 要】以某電廠兩臺上汽660MW機組為例，介紹了除氧器水位控制原理及控制方式，結(jié)合故障現(xiàn)象進行了故障原因分析，給出了具體處理措施，處理后取得理想效果。

【關(guān)鍵詞】汽輪機；除氧器；水位控制；控制方式

0.引言

在現(xiàn)在660MW以上的大型機組中，除氧器水位是機組運行的一個重要控制參數(shù)，但由于除氧器水位具有延遲大的特性，長期以來除氧器水位自動的投入效果都不夠理想，表現(xiàn)為調(diào)節(jié)的準確性、快速性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性較差，在負荷變動時尤為明顯。某電廠兩臺上汽660MW機組，除氧器水位自動以除氧水箱流出＼流入量的物質(zhì)平衡為基礎(chǔ)，采用單沖量和三沖量控制系統(tǒng)，通過控制凝泵變頻器和除氧器水位調(diào)節(jié)閥開度來改變進入除氧器的凝結(jié)水流量，從而實現(xiàn)除氧器水位的自動控制、經(jīng)濟運行。

1.除氧器水位控制

除氧器水位控制原理及控制方式：

除氧器除了起到給水除氧、加熱以及疏水匯流的作用外，還必須保證鍋爐所需給水的儲備量。正常運行時一臺凝泵變頻運行，另一臺工頻備用，除氧器水位調(diào)節(jié)閥和凝泵變頻均調(diào)節(jié)控制除氧器水位。

（1）在除氧器上水階段，凝泵變頻運行，手動控制變頻器定速運行，用除氧器上水調(diào)門上水。

（2）在負荷大于240MW以后手動或自動緩慢將除氧器上水調(diào)門開至某一開度（一般為80%，降低門的節(jié)流損失），當氧器水位接近正常水位后，投入除氧器水位調(diào)節(jié)閥自動，維持水位在2000mm，變頻器手動調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速，通過改變凝泵出力來控制除氧器水位，同時維持凝結(jié)水母管一定的壓力（防止備用凝泵低水壓自投＼防止化學精處理裝置因壓力低退出運行）。

2.故障現(xiàn)象

2014年11月12日#1機組正常運行，除氧器水位調(diào)節(jié)閥突然運行中自行關(guān)閉，造成除氧器不進水，監(jiān)盤人員檢查調(diào)節(jié)閥反饋為0，即在DCS畫面電動開啟除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門（開啟指令發(fā)出后閥門顯示故障信號，開啟該門無效），立即派人赴就地將除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門切至手動方式開啟，避免了除氧器水位低停機停爐的事故。

3.故障分析

（1）經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制氣源進氣管斷裂，該門為氣關(guān)型調(diào)整門（當失去氣源后自動關(guān)閉調(diào)整門）。

（2）除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制氣源進氣管斷裂原因分析：因該閥正常時均投自動控制，每當AGC指令改變負荷后，除氧器水位隨之改變，該閥開度也隨之改變；AGC指令負荷不變時，凝泵出力改變導致除氧器水位變化時，該閥開度也隨之改變；正是因為該閥始終處于頻繁動作狀態(tài)，導致進氣管始終也處于動作狀態(tài)，疲勞損傷導致斷裂。

4.解決措施

（1）將除氧器水位調(diào)整門改為氣開型調(diào)整門，當失去氣源后自動打開調(diào)整門。

（2）除氧器水位調(diào)整門控制策略改為單沖量調(diào)節(jié)，被調(diào)量為除氧器水位。

（3）凝泵變頻控制改為調(diào)整除氧器水位，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用三沖量調(diào)節(jié)，被調(diào)量為除氧器水位，給水流量作為前饋，凝結(jié)水流量作為反饋。變頻器輸出下限設(shè)定為30HZ。

（4）變頻器和調(diào)整門自動互鎖，二者不能同時投入自動。只有當一個在手動情況下，另一個才具備投自動條件。

（5）負荷大于240MW，變頻器和調(diào)整門之間的連鎖為當凝泵變頻強制切手動后，延時3秒，除氧器水位調(diào)整門強制自動。

（6）除氧器水位調(diào)節(jié)閥強制切手動條件為以下任一信號發(fā)出：

1）除氧器水位信號故障。

2）除氧器水位偏差大（給定值與測量值之差大于350mm）。

3）閥位指令與閥位反饋偏差大于20%。

4）凝泵變頻控制在自動。

（7）變頻器強制切手動條件為以下任一信號發(fā)出：

1）除氧器水位信號故障。

2）除氧器水位偏差大（給定值與測量值之差大于200mm）。

3）變頻指令信號與變頻反饋信號偏差大于5Hz。

4）頻率信號故障。

5）除氧器水位調(diào)節(jié)閥在自動。

（8）“閉鎖指令已投入”含義：

設(shè)計凝泵變頻控制閉鎖增、減，并設(shè)投切開關(guān)。當閉鎖開關(guān)投入后，當凝汽水位低于500mm時，凝泵變頻調(diào)節(jié)閉鎖增；凝結(jié)水母管壓力低于1.25Mpa時，凝泵變頻調(diào)節(jié)閉鎖減。

a若變頻器故障或水位偏差大于200mm變頻強制切手動時，延時3S后，調(diào)整門程控投自動，由水位調(diào)整門調(diào)節(jié)水位。

b若凝結(jié)水母管壓力低或變頻跳閘，聯(lián)啟工頻泵時，立即觸發(fā)超馳動作，強關(guān)除氧器水位調(diào)整門到一定開度，超馳功能調(diào)節(jié)結(jié)束后，水位調(diào)節(jié)閥程控投入“自動”狀態(tài)。

（9）經(jīng)過一段時間運行，發(fā)現(xiàn)在負荷380MW以上，開啟除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門至30%開度，可有效降低凝結(jié)水母管壓力，降低凝泵單耗。現(xiàn)正常運行方式改為除氧器水位調(diào)整門手動（開度100%），凝泵變頻自動控制除氧器水位，除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門開30%（增加保護邏輯：工頻備用凝泵自啟時自關(guān)該閥；MFT動作時自關(guān)該閥）（負荷低于380MW手動關(guān)閉該閥）。

5.結(jié)束語

綜合以上分析并進行處理后，水位調(diào)整平穩(wěn)，凝泵單耗大幅度降低，機組安全性、經(jīng)濟性大幅提高。至此，該故障處理完畢，并取得了良好的效果。

【參考文獻】

[1]孫萬云，張欒英.火電廠過程控制[M].北京：中國電力出版社，2000.

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