暖風(fēng)器疏水泵一用一備大小泵控制問題及對策

李新建

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

暖風(fēng)器疏水泵一用一備大小泵控制問題及對策

李新建

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

介紹了暖風(fēng)器疏水改造在某電廠的實施情況，針對暖風(fēng)器疏水泵一用一備大小泵變頻自動控制的要求，在原設(shè)計泵指令平衡控制方式的基礎(chǔ)上,摸索出適合兩個手操器設(shè)定值共用、兩個PID調(diào)節(jié)的控制方式,并通過現(xiàn)場試驗證明此方式既可實現(xiàn)設(shè)定值無擾切換,又能滿足大小不同特性泵的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

暖風(fēng)器；疏水泵；一用一備；大小泵控制；指令平衡；設(shè)定值共用；無擾切換

1 問題的提出

電廠暖風(fēng)器的主要作用是在低溫季節(jié)提高送風(fēng)溫度,防止空氣預(yù)熱器冷端壁溫低于煙氣露點溫度而造成受熱面的酸性腐蝕[1]。冬天如果不投運暖風(fēng)器,由于鍋爐進風(fēng)溫度低,會造成低溫腐蝕加劇[2]。某電廠#1機組鍋爐暖風(fēng)器為可旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器，從低壓輔汽(以下簡稱低輔)抽汽至暖風(fēng)器，冷卻后的疏水至定排擴容器，不能實現(xiàn)工質(zhì)回收，造成浪費。

為回收暖風(fēng)器疏水，避免浪費，增加了疏水?dāng)U容器和2臺疏水泵(一用一備)，將疏水匯集到疏水?dāng)U容器，利用疏水泵變頻器實現(xiàn)輸水箱水位的自動調(diào)節(jié)，使蒸汽中的汽化潛熱得以完全釋放，化驗合格后利用疏水泵將疏水輸送至凝汽器。#1機組鍋爐暖風(fēng)器改造前、后系統(tǒng)如圖1所示，圖中：低輔為低壓輔汽，高輔為高壓輔汽，分別為改造前后汽源，圖中虛線部分為改造后增加系統(tǒng)。根據(jù)北方冬季與夏季環(huán)境溫差大，冬季疏水量大，夏季疏水量小的特點，設(shè)計為2臺不同特性的泵(A泵最大流量20 t/h，B泵最大流量40 t/h)， 2臺疏水泵開其中一臺就可以滿足需求，另一臺在檢修或輪換工作時使用。

圖1 #1機組鍋爐暖風(fēng)器改造后系統(tǒng)

本文針對改造后輸水箱水位自動調(diào)節(jié)存在的問題進行分析，因一用一備兩個不同特性的輸水泵，傳統(tǒng)的雙平衡調(diào)節(jié)不能滿足自動調(diào)節(jié)的要求，特提出2臺泵手操器設(shè)定值共用， 2個獨立的比例、積分、微分(PID)回路的自動調(diào)節(jié)控制方式。

2 輸水箱水位控制存在的問題

2.1 暖風(fēng)器疏水控制要求

實際測量的疏水箱液位L與設(shè)定值LSP作比較，當(dāng)L﹤LSP時，降低疏水泵轉(zhuǎn)速，減小疏水量，使水位L升高。當(dāng)L﹥LSP時，升高疏水泵轉(zhuǎn)速，增加疏水量，使L降低。為防止因疏水泵轉(zhuǎn)速增加/減小過快造成對系統(tǒng)的沖擊，疏水泵轉(zhuǎn)速輸出控制可添加高/低值限制功能和增幅/降幅限制功能，方便對輸出的轉(zhuǎn)速信號進一步控制，使設(shè)備運行更加安全、可靠。

原設(shè)計的輸水箱水位自動調(diào)節(jié)，采用新華公司XDC-800分散控制系統(tǒng)自行開發(fā)的BALAN2平衡調(diào)節(jié)功能塊進行控制[3]，如圖2所示。

圖2 指令平衡控制

2.2 問題分析

針對暖風(fēng)器疏水泵一用一備的運行方式,只能1臺疏水泵變頻器處于自動狀態(tài)，原設(shè)計的泵指令平衡控制計算邏輯見表1。

2.2.1 問題1

(1)表1第1狀態(tài)， A泵變頻和B泵變頻都在手動時，手操器設(shè)定值高限值和低限值跟蹤疏水箱液位實際值,使手操器設(shè)定值輸出為疏水箱液位實際值(如圖3所示)。(2)表1第4狀態(tài)，A泵變頻投自動時，設(shè)定值保持為投自動時水位實際值；A泵變頻投自動后, 設(shè)定值由運行人員手動操作，設(shè)定值與實際值實現(xiàn)無擾切換。(3)表1第3狀態(tài)，B泵變頻投自動時，A泵變頻手動狀態(tài)，設(shè)定值跟蹤水位實際值，運行人員無法改變水位設(shè)定值。

表1 指令平衡控制計算邏輯

圖3 設(shè)定值跟蹤實際值

2.2.2 問題2

(1)表1第1狀態(tài)，A泵運行且變頻手動狀態(tài)時，設(shè)定值不跟蹤水位實際值，設(shè)定值為運行人員設(shè)定的固定數(shù)值。(2)表1第4狀態(tài)，A泵變頻投自動時，設(shè)定值保持為投自動前運行人員輸入的數(shù)值；A泵變頻投自動后, 設(shè)定值與實際值有偏差，設(shè)定值與實際值不能實現(xiàn)無擾切換。(3)表1第3狀態(tài)，B泵變頻投自動時，設(shè)定值保持為投自動前運行人員輸入的數(shù)值；B泵變頻投自動后,設(shè)定值與實際值有偏差，設(shè)定值與實際值不能實現(xiàn)無擾切換，運行人員可能在A泵變頻手操器上設(shè)定設(shè)定值。

2.2.3 問題3

2臺疏水泵設(shè)計額定流量不同，共用1個PID參數(shù)，從表1中第2種狀態(tài)分析：(1)A泵運行/停止,B泵停止/運行,A泵變頻指令為0%/0%，B泵變頻指令為0%/0%，PID輸出為0； A泵變頻指令為100%/0%，B泵變頻指令為0%/100%，PID輸出為50%，PID輸出高限設(shè)為50%。(2)A泵、B泵同時運行，A泵變頻指令為0%，B泵變頻指令為0%，PID輸出為0；A泵變頻指令為100%，B泵變頻指令為100%，PID輸出為100%，PID輸出高限設(shè)為100%。PID輸出值見表2。

表2 PID輸出值 %

從表2中的3種情況分析，PID的比例、積分參數(shù)和高限、低限輸出要根據(jù)不同的狀態(tài)設(shè)置不同數(shù)值，使得組態(tài)過于繁瑣。

3 大小泵一用一備調(diào)節(jié)解決方案及應(yīng)用

3.1 解決方案

3.1.1 問題1解決方案

如圖3所示，由B泵原來的偏置改為水位設(shè)定值，A泵投入自動，運行人員在A泵變頻手操器上設(shè)置設(shè)定值，B泵變頻手操器上設(shè)定值跟蹤實際值；B泵投入自動，運行人員在B泵變頻手操器上設(shè)置設(shè)定值，A泵變頻手操器上設(shè)定值跟蹤實際值。任一臺泵變頻器投自動，運行人員在相應(yīng)投自動的手操器上改變水位設(shè)定值。

3.1.2 問題2解決方案

如圖4所示，A泵變頻在手動, B泵變頻在自動時(A自動B手動類似)，設(shè)定值SP跟蹤B泵變頻手操器設(shè)定值SP1，運行人員在B泵變頻手操器設(shè)置設(shè)定值SP；A泵變頻手操器設(shè)定值SP2，手操器設(shè)定值高限值和低限值跟蹤疏水箱液位實際值,使A泵變頻手操器設(shè)定值輸出疏水箱液位實際值。任一臺泵變頻器投自動和切手動時，設(shè)定值與實際值保證無擾切換。

圖4 設(shè)定值跟蹤

3.1.3 問題3解決方案

如圖5所示，把原來復(fù)雜的指令平衡控制分解為2個獨立的單回路控制系統(tǒng)，根據(jù)大小特性設(shè)置PID參數(shù)，輸出低限為0%，輸出高限為100%。

3.2 應(yīng)用實例

該控制方式在某電廠#1機組已經(jīng)成功投入，暖風(fēng)器輸水控制畫面如圖6所示，疏水箱液位控制在±30mm范圍內(nèi)，控制效果良好。

圖5 雙PID、設(shè)定值邏輯

圖6 暖風(fēng)器輸水控制趨勢

4 結(jié)束語

針對大小暖風(fēng)器疏水泵一用一備變頻自動控制的要求，摸索出設(shè)備一用一備情況下，設(shè)定值共用，兩個PID調(diào)節(jié)的控制方式,既可實現(xiàn)設(shè)定值無擾切換,又能滿足大小不同特性設(shè)備的調(diào)節(jié)品質(zhì)，運行人員可方便地在運行泵變頻器手操器上設(shè)置輸水箱水位設(shè)定值，備用泵設(shè)定值自動跟蹤實際值。

[1]閆百濤,劉巖.電站鍋爐暖風(fēng)器供汽疏水及控制方式優(yōu)化[J].鍋爐制造,2016(6): 26-29.

[2]劉志華,張珍,齊建軍.電站鍋爐暖風(fēng)器疏水側(cè)自動調(diào)節(jié)的優(yōu)越性[J].熱電技術(shù), 2009(3):48-49.

[3]牛樹森,李新建,田雨森,等.風(fēng)機變頻自動切工頻的實現(xiàn)與節(jié)能分析[J].華電技術(shù), 2011,33(5):1-4,7.

(本文責(zé)編：白銀雷)

第39卷 第3期

2016-12-13；

2017-01-19

TM 621

B

1674-1951(2017)03-0031-02

李新建(19789—)，男，山東濰坊人，工程師，從事電廠熱工維護方面的工作(E-mail:kylk1215@126.com)。