某210MW供热机组,原系统设置三台55%容量电动凝结水泵,通过调整出口电动调节阀,按照除氧器水位、主给水流量、凝结水流量进行三冲量调整。2014年完成了机组的凝结水泵变频改造,其中#1凝泵单独控制,#2、#3凝泵采用一拖二方式,通过变频器和调整门的相互配合实现凝结水泵的调节。在变频方式下,变频器启动后,变频器频率自动设置为20HZ初始频率,通过运行手动改变频率来调节,若凝泵联锁投入,水压低于1MPA,备用凝泵会自动联启。
二、 变频改造后影响变频器自动投入的因素分析:
1)、自现场实际运行情况进行分析
以负荷自130MW增加至180MW为例,由于负荷的上升,给水量增加了将近180t/h,除氧器水位开始下降,按照原定的逻辑,凝结水泵出口调整门自动开始增大,调门开大后,凝结水量增加,凝结水压力下降,凝结水泵变频器开始自动增加频率,流量增加将近250t/h,远大于给水流量的增加值,随后除氧器水位上涨较大,此后出现两种结果,除氧器水位偏离设定值,自动切位手动,自动解除,必须进行人工干预,或者除氧器水位仍在自动位置,但凝结水调整门开始大幅度节流,造成凝结水压力大幅上涨、凝结水流量大幅下降,进而导致变频器大幅自动减少频率,上述两种情况都造成了自动调节不能实现或自动调节品质极差,波动较大。
2)按照原设计逻辑进行分析:
凝结水泵出口调整门与凝泵变频均使用三冲量控制方式,所谓三冲量即除氧器水箱水位、主给水流量、凝结水流量。水箱水位是主变量,凝结水流量是副变量,副变量使系统对出口压力的波动有一定的克服能力。主给水流量是引起除氧器水箱水位变化的一个主要干扰因素,流量波动时,使凝结水流量作相应的变化,因此主给水流量的信号作为前馈信号。两套调节系统的被调量相同,自动参数配置虽然不同,但在被调量较大变化时,同时调节会导致相关参数波动大,系统容易振荡。
三、 优化改造依据选择
通过检查凝泵投变频期间,运行手动操作变频的各项历史参数,发现不同的负荷区间对应的变频HZ数有一定的规律,此时即能够维持出口压力在1MPA以上,也能满足除氧器水位稳定,有效降低凝泵的电耗。原有的凝泵变频自动设计无法满足,需要重新进行自动逻辑的设计。
四、 逻辑优化后的效果
1)、重新设计修改后的凝泵变频逻辑为高压变频指令跟随机组负荷的曲线,生成凝泵变频的最佳频率,在3242 HZ区间调节,采用开环投自动的运行方式。负荷转换函数曲线如图所示。
2)、安全方面逻辑增加了负荷信号转换延时3S;机组负荷小于50%,凝结水泵高压变频切手动运行;凝泵出口母管压力小于1MPa,调节器输出禁降;大于2 MPa,调节器输出禁升;凝泵事故跳闸情况下运行泵自动增出力5 HZ。
优化前后的调节性能曲线对比
结束语
通过此次凝结水泵变频逻辑的优化,实现了变频自动与除氧器压力调节阀均能稳定运行,除氧器水箱水位稳定,凝泵出口压力基本维持在11.1Mpa之间,有效的降低了厂用电率,对电厂的经济运行做出了一定的贡献。