【摘要】本文分析介紹了600MW燃煤發(fā)電廠凝結(jié)水泵變頻運行方式的優(yōu)化方案。實踐證明，優(yōu)化后的運行方式安全可靠，凝結(jié)水泵變頻運行時，凝結(jié)水泵電機單耗降低10%左右，經(jīng)濟效果明顯。

1、概述

華潤電力登封有限公司2×630MW機組汽輪機為東方汽輪機廠引進技術(shù)生產(chǎn)的超臨界機組，每臺機組配備兩臺100%容量的立式多級離心水泵，額定流量為1690t/h ，A泵為變頻調(diào)節(jié)，B泵為工頻泵。A凝結(jié)水泵為主運行泵，除氧器水位調(diào)節(jié)閥全開，水位由變頻調(diào)速控制，減少了調(diào)閥節(jié)流引起的凝結(jié)水壓力能損失，降低了凝結(jié)水泵電耗，節(jié)能效果明顯。但由于機組經(jīng)常參與調(diào)峰運行，在低負荷時，凝泵變頻頻率仍有下調(diào)的空間。根據(jù)實際運行情況，在A凝結(jié)水泵變頻運行時，我們在保證系統(tǒng)安全的情況下，開啟除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門，進一步降低管道阻力，以更好地達到節(jié)能降耗的目的。

為適應(yīng)運行方式變化后的凝結(jié)水系統(tǒng)運行要求，需要對原來的除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和凝結(jié)水泵控制邏輯進行優(yōu)化，實現(xiàn)變頻泵與工頻備用泵之間的聯(lián)鎖，及除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常投入，確保凝結(jié)水系統(tǒng)的安全可靠運行。

2、除氧器水位調(diào)節(jié)閥的優(yōu)化

上圖為我公司凝結(jié)水系統(tǒng)圖，凝汽器里的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵升壓后，經(jīng)過精處理裝置、軸封加熱器、再依次通過低壓加熱器后送到除氧器。

凝結(jié)水泵工頻運行時，除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門關(guān)閉，通過除氧器水位單沖量調(diào)節(jié)，自動控制除氧器水位調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)整除氧器水位。凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)閥投自動

凝結(jié)水泵變頻運行時，除氧器水位調(diào)節(jié)閥全開，除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門開啟，通過除氧器水位單沖量調(diào)節(jié)，自動改變凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速控制凝結(jié)水流量，調(diào)整除氧器水位。凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)閥投自動。

低負荷300MW時，變頻凝結(jié)水泵與工頻凝結(jié)水泵出力存在較大差距，凝結(jié)水流量相差800t/h。在變頻運行凝結(jié)水泵跳閘時，聯(lián)鎖關(guān)閉除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門，超弛關(guān)除氧器水位調(diào)節(jié)閥至凝泵跳閘前給水流量對應(yīng)的開度，控制凝結(jié)水流量，減小除氧器水位波動。原邏輯定值偏大，通過試驗得出除氧器水位由調(diào)閥控制時，調(diào)閥開度與給水流量的對應(yīng)關(guān)系，并優(yōu)化。

3、除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門的優(yōu)化

除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門為直徑426mm電動閘閥，全行程關(guān)閉時間為120S。由于低負荷300MW時，變頻凝結(jié)水泵與工頻凝結(jié)水泵出力存在較大差距，凝結(jié)水流量相差800t/h。當備用工頻凝結(jié)水泵聯(lián)動時，在除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門完全關(guān)閉期間，將給除氧器多上水25噸左右，對于有效水容積為240噸的除氧器，會造成除氧器水位大幅上漲，不利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

在機組滿負荷穩(wěn)定運行，除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門全開時，就地手動門緩慢關(guān)閉電動門，觀察凝結(jié)水流量與凝結(jié)水泵電流。在電動門關(guān)閉至60%開度時，凝結(jié)水流量與凝結(jié)水泵電流無變化，以此開度重新定位電動門全開行程。重新定位后的除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門關(guān)閉時間為70S，減小電動門關(guān)閉時間，從而降低了系統(tǒng)風(fēng)險。

機組穩(wěn)定運行時，除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門將長期保持開啟，為保證電動門能安全可靠關(guān)閉，對除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門定期進行開關(guān)活動，并將此項工作添加到機組定期工作中。

4、凝結(jié)水泵變頻調(diào)節(jié)與凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)閥的優(yōu)化

通過上述優(yōu)化后，在負荷300MW時，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水泵流量在550t/h至750t/h間波動，造成凝結(jié)水泵電流，除氧器水位，低加水位，機組負荷隨之波動，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。

下圖為機組負荷300MW時，凝結(jié)水泵電流與凝結(jié)水流量曲線

圖中各曲線標示為：紅色線為凝結(jié)水流量，藍色線為變頻凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速，綠色線為機組負荷。數(shù)據(jù)表明：機組負荷在300MW時，凝結(jié)水泵變頻運行，凝結(jié)水流量周期波動。

分析機組低負荷300MW凝結(jié)水流量波動時的各項參數(shù)，發(fā)現(xiàn)凝泵變頻調(diào)節(jié)指令動作正常，最低指令至20Hz，但變頻器頻率最低至25Hz不再下降，未能跟隨指令降低，不能滿足調(diào)節(jié)需要，且在凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速降低凝結(jié)水流量降低時，凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)閥自動開啟。分析查找原因為，邏輯“凝結(jié)水水泵出口母管壓力低，閉鎖凝結(jié)水泵變頻指令減”中的壓力設(shè)定值為1.0MPa，定值偏高，致使凝泵變頻降至25Hz時不在降低。凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)閥當凝結(jié)水流量≤540t/h時自動開啟，且為防止調(diào)閥沖刷，開啟時指令直接開至10%，致使凝結(jié)水流量隨再循環(huán)調(diào)閥的動作而波動。在滿足凝結(jié)水泵汽蝕安全的前提下，降低凝結(jié)水泵出口母管壓力定值。將“凝結(jié)水水泵出口母管壓力低，閉鎖凝結(jié)水泵變頻指令減”中的壓力設(shè)定值，由1.0MPa修改為0.85MPa。將“變頻凝結(jié)水泵運行時出口壓力低，聯(lián)啟備用凝結(jié)水泵“中的壓力設(shè)定值，由0.8MPa修改為0.7MPa。將凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)閥自動開啟邏輯修中凝結(jié)水流量由540t/h修改為500t/h。

下圖為邏輯優(yōu)化后，凝結(jié)水泵電流與凝結(jié)水流量曲線。圖中各曲線標示為：紅色線為凝結(jié)水流量，藍色線為變頻凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速，綠色線為機組負荷。

數(shù)據(jù)表明：機組負荷在300MW時，凝結(jié)水流量穩(wěn)定，系統(tǒng)運行正常。

實際數(shù)據(jù)證明，凝結(jié)水泵變頻運行方式優(yōu)化后，各負荷段凝結(jié)水泵變頻運行時的電流下降了5A左右，凝結(jié)水泵單耗平均降低10%。在沒增加投入的前提下節(jié)能效果顯著。

2013年全年12個月，我公司2×630MW機組凝結(jié)水泵耗電率在華潤控股同類型機組中連續(xù)排名第一。

5、結(jié)束語

凝結(jié)水泵變頻運行時，全開除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動門，減少了管道阻力，降低了凝結(jié)水泵電耗。在保證設(shè)備安全的前提下，通過邏輯優(yōu)化，使凝結(jié)水泵變頻運行時的節(jié)能效果進一步提升。對同類型的其他機組有借鑒和推廣的價值。