凝结水泵运行与控制方式优化杨宏斌

凝结水泵运行与控制方式优化杨宏斌

杨宏斌

（山西临汾热电有限公司山西临汾041000）

摘要：针对山西临汾热电有限公司凝结水泵变频器采用“一拖二”的控制方式，通过两阶段凝结水泵运行与控制方式优化技术创新试验工作，解决了变频凝结水泵与工频凝结水泵如何并列运行的问题，保证机组在各种工况下可靠经济稳定运行，有效降低了凝结水泵的耗电率。

关键词：变频；并列；优化

一、引言

我公司每台机组配有三台55％容量立式凝结水泵，配备一套变频器，该变频器采用“一拖二”的运行方式，能够在1号、2号凝结水泵之间相互切换。凝结水泵变频器正常情况下，高负荷时，一台变频凝结水泵与一台工频凝结水泵并列运行，一台工频凝结水泵备用；在低负荷或供热抽汽量较大时，一台变频凝结水泵运行，一台工频凝结水泵备用。

针对临汾热电凝结水泵耗电率高，我们查阅了设备相关资料与记录，分析了设备系统运行状况及缺陷情况，进行了深入的现状调查。

二、现状调查

1、我公司每台机组仅配置一套凝结水泵变频器，且该凝结水泵变频器经常出现故障，导致凝结水泵工频运行，对凝结水泵耗电率产生较大影响。同时，由于受供热负荷的影响，使汽轮机排汽量产生了较大的变化，当排汽量较小时，运行人员存在凝结水泵停运不及时的现象，仍然保持持两台凝结水泵运行，影响凝结水泵的耗电率。

2、#1机组投产后，曾进行变频凝结水泵与工频凝结水泵并列运行调整试验，当变频凝结水泵转速指令在75%-65%之间，出现变频凝结水泵振动大的问题。为了确保凝结水泵运行安全，变频凝结水泵转速指令控制在75%以上，使变频凝结水泵转速调整受到较大限制，制约了变频凝结水泵耗电率的降低。

3、由于凝结水泵并列运行时，变频凝结水泵转速调整受到限制，变频凝结水泵转速只能采用手动方式调整，该调整方式，造成操作调整的及时与精准性均受到较大影响，运行人员为了确保设备运行具备较高的安全性，减少监视与操作，往往将变频凝结水泵维持较高转速，也对凝结水泵的耗电率高产生了一定的影响。查阅DCS历史趋势，由于变频凝结水泵转速采用手动方式调整，除氧器水位调整门投自动运行，在负荷率75%的工况下，除氧器水位调整门开度仅有35%左右，除氧器水位调整门存在较大的节流损失，对凝结水泵的耗电率也产生了较大的影响。

三、原因分析及改进措施

1、研究分析：

根据现状调查，我们进行了综合分析，目前造成凝结水泵耗电率高的主要原因如下：

1）凝结水泵运行方式不合理，未能根据凝结水流量变化，及时合理启停凝结水泵，导致凝结水泵的耗电率高。

2）变频凝结水泵因与工频凝结水泵并列运行时，当变频凝结水泵转速指令降至75%以下时，变频凝结水泵存在振动大的问题，限制了变频凝结水泵转速的降低，造成变频凝结水泵的耗电率高。

3）为了避免变频凝结水泵与工频凝结水泵并列运行时，变频凝结水泵发生振动，采取变频凝结水泵转速手动控制，除氧器水位调整门投自动的控制方式，造成实际运行中除氧器水位调整门开度较小，该阀门存在较大的节流损失，导致凝结水泵的耗电率高。

4）变频凝结水泵转速采用手动控制，操作的及时性与精准性受到影响，造成凝结水泵的耗电率高。

2、具体对策：

1）制定凝结水泵运行与控制方式优化技术创新试验措施。

2）进行单台凝结水泵最大出力试验，确定合理启停凝结水泵的工况点。

3）进行凝结水泵运行与控制方式优化技术创新第一阶段试验：变频凝结水泵与工频凝结水泵并列运行，手动降低变频凝结水泵转速，除氧器水位调整门投自动，检测变频凝结水泵运行情况。

4）进行凝结水泵运行与控制方式优化技术创新第二阶段试验：检查核对变频凝结水泵自动控制逻辑；变频凝结水泵与工频凝结水泵并列运行，將变频凝结水泵投入自动控制，除氧器水位调整门切手动，逐步开大除氧器水位调整门直至全开。根据试验情况，确定合理的凝结水泵运行方式优化与技术创新方案。

3、创新方案实施：

1）进行单台凝结水泵最大出力试验，确定合理启停凝结水泵的工况点。单台变频凝结水泵正常运行，最大流量440t/h，电流40A；单台工频凝结水泵正常运行，最大流量450t/h，电流53A。

2）变频凝结水泵与工频凝结水泵并列运行，手动降低变频凝结水泵转速，除氧器水位调整门投自动。试验前，将凝结水压力低至1.5MPa，联启备用凝结水泵控制逻辑强制，手动降低变频凝结水泵转速最低至55%，凝结水压力最低降至1MPa，变频凝结水泵运行正常，除氧器、排汽装置水位正常。通过试验，发现凝结水泵经过检修设备治理后，消除了变频凝结水泵转速降至75%以下振动大的问题，为第二阶段投入凝结水泵变频自动控制具备了前提条件。

3）将变频凝结水泵投自动，除氧器水位调整门切手动，逐步开大除氧器水位调整门直至全开。检查核对凝结水泵变频自动控制逻辑，将凝结水压力低至1.5MPa，联启备用凝结水泵控制逻辑强制；将凝结水泵变频自动控制投入发现，变频凝结水泵自动控制特性不良，变频凝结水泵转速变化幅度较大，对比除氧器水位调整门自动三冲量中的凝结水流量取自轴加后，该自动控制较平稳；而凝结水泵变频自动三冲量中的凝结水流量取自#5低加后，该流量波动幅度较大，造成变频凝结水泵转速变化幅度较大，将凝结水泵变频自动三冲量中的凝结水流量也取自轴加后，通过试验观察，变频凝结水泵自动控制特性显著提高。

将除氧器水位调整门切手动逐步全开，通过不同负荷段的试验观察，凝结水压力由原先的2MPa左右降至1MPa左右，最低降至0.7MPa，凝结水泵运行正常，除氧器、排汽装置水位正常，通过试验确定将凝结水泵低水压联锁值由1.5MPa调整至0.5MPa，充分挖掘凝结水泵的节能潜力；变频凝结水泵转速降至53%以下，存在不出力的现象，将凝结水泵变频自动转速最低输入限值由40%调整为50%。

4）确定凝结水泵运行方式优化与技术创新方案。

a.凝结水泵变频装置无故障

凝结水流量在440t/h以下，采用一台变频凝结水泵运行，除氧器水位调整门切手动全开，变频凝结水泵投自动，控制除氧器水位。

凝结水流量在440-480t/h以上，采用一台变频凝结水泵与一台工频凝结水泵并列运行，除氧器水位调整门切手动全开，变频凝结水泵投自动，控制除氧器水位；若变频凝结水泵转速指令长时间低于53%，造成变频凝结水泵不出力，应将变频凝结水泵切手动，转速指令调整至55%，除氧器水位调整门投自动运行。

凝结水流量在480t/h以上，采用一台变频凝结水泵与一台工频凝结水泵并列运行，除氧器水位调整门切手动全开，变频凝结水泵投自动，控制除氧器水位。

b.凝结水泵变频器故障

凝结水流量在450t/h以下，采用一台工频凝结水泵运行，除氧器水位调整门投自动，控制除氧器水位。

凝结水流量在450t/h以上，采用两台工频凝结水泵并列运行，除氧器水位调整门投自动，控制除氧器水位。

四、结论

通过两阶段凝结水泵运行与控制方式优化技术创新试验工作，在凝结水泵运行方式优化与技术创新工作中取得了显著的成效，解决了变频凝结水泵与工频凝结水泵如何并列运行的问题，同时凝结水泵耗电比精细化调整前下降36%，凝结水泵耗电率下降0.11%，在相同配置电厂处于领先。对于供热电厂一般采用三台凝结水泵配置，目前普遍采用全变频控制，若其中一台变频器发生故障，需一台变频凝结水泵与一台工频凝结水泵并列运行，具有良好的借鉴及推广意义。

参考文献：

[1]吴建平，祝建飞等，火力发电机组给水控制系统分析及其优化，华东电力，2012，（6）

[2]朱北恒，火电厂热工自动化系统实验，中国电力出版社，2006，（10）

作者简介：

杨宏斌：中北大学热能与动力工程专业毕业，现为山西临汾热电有限公司热控专工。