600mw機(jī)組凝泵變頻改造后的調(diào)試與運(yùn)行

600mw機(jī)組凝泵變頻改造后的調(diào)試與運(yùn)行

隨著高壓高頻技術(shù)的成熟，越來(lái)越多的電壓機(jī)械開(kāi)始對(duì)冷凝泵（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“冷凝泵”）進(jìn)行頻變換，并將傳統(tǒng)的定速苦泵轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖龠\(yùn)行的苦泵。該改進(jìn)顯著降低了凝液泵的工作量，并取得了顯著的節(jié)能效果。原凝結(jié)水系統(tǒng)是按凝泵定速運(yùn)行設(shè)計(jì)的,凝泵改成變速運(yùn)行后,其運(yùn)行特性改變較大,整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)分布發(fā)生了很大變化,這給凝結(jié)水系統(tǒng)帶來(lái)很大影響。改造后的變頻凝泵如何適應(yīng)凝結(jié)水用戶的需要,以及如何有效地進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的控制,均需要在改造后的調(diào)試與運(yùn)行中逐一確定。本文以某電廠600MW機(jī)組凝泵變頻改造后的調(diào)試與運(yùn)行為例,對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的分析與總結(jié),并指出了進(jìn)一步提高凝泵變頻改造節(jié)能潛力的方向。1電機(jī)凝結(jié)水應(yīng)用某電廠600MW機(jī)組配套凝泵為5級(jí)機(jī)械密封筒體立式離心泵,設(shè)計(jì)揚(yáng)程為3.17MPa,流量為1776m3/h,所用電機(jī)電壓為10kV,額定電流為148A,凝結(jié)水主要用于除氧器上水、給水泵密封水、低壓旁路減溫水、低壓缸噴水等。原凝結(jié)水系統(tǒng)中設(shè)計(jì)1個(gè)除氧器水位調(diào)節(jié)閥與1個(gè)旁路閥,額定工況下,除氧器運(yùn)行壓力為0.7MPa,給水泵密封水與低壓旁路減溫水最低壓力為2.0MPa,這個(gè)壓力為所有凝結(jié)水用戶要求的最高壓力。2電機(jī)轉(zhuǎn)速指令從以往其它機(jī)組凝泵變頻改造經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,改造后凝結(jié)水系統(tǒng)常存在著諸如凝泵振動(dòng)在某一轉(zhuǎn)速區(qū)間明顯增大、凝結(jié)水溶氧增高以及除氧器水位調(diào)節(jié)閥不能全開(kāi)等問(wèn)題。為確保改造后凝結(jié)水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,特制定了詳細(xì)的調(diào)試方案,主要包括以下內(nèi)容:(1)凝泵電機(jī)單轉(zhuǎn)變速試驗(yàn),目的是檢查變頻器是否工作正常,電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確;電機(jī)轉(zhuǎn)速指令與實(shí)際轉(zhuǎn)速是否一致;(2)凝泵變速試驗(yàn),目的是檢查凝泵在不同轉(zhuǎn)速下軸承溫度是否正常;凝泵在轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中是否有明顯的突變;(3)凝泵變速流量特性試驗(yàn),目的是測(cè)取除氧器水位調(diào)節(jié)閥不同開(kāi)度時(shí)凝結(jié)水流量、壓力與凝泵轉(zhuǎn)速三者之間的關(guān)系;測(cè)取除氧器水位調(diào)節(jié)閥不同開(kāi)度時(shí)的凝結(jié)水主管路的管道特性;(4)凝結(jié)水用戶調(diào)整試驗(yàn),目的是檢查初步設(shè)定的凝泵最小出口壓力是否可行,在凝泵最小出口壓力下對(duì)各凝結(jié)水用戶作必要調(diào)整,以確保各凝結(jié)水用戶的需要;同時(shí)也可根據(jù)試驗(yàn)情況,確定是否有進(jìn)一步降低凝泵出口壓力的可能,以取得最大的節(jié)能效果;(5)變頻凝泵熱態(tài)投運(yùn)與動(dòng)態(tài)調(diào)整試驗(yàn),目的是檢查機(jī)組負(fù)荷與凝泵出口壓力、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系;確定出凝泵較為合理的變頻運(yùn)行方式;核查各凝結(jié)水用戶在熱態(tài)時(shí)供水量是否充足,檢查凝泵出口壓力的變化是否對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響;(6)變頻凝泵與工頻凝泵切換試驗(yàn),目的是檢查預(yù)定的切換程序是否合理,切換過(guò)程中是否有異常出現(xiàn)。3凝結(jié)水系統(tǒng)改造該電廠凝泵變頻改造后的調(diào)試結(jié)果表明:凝泵在各轉(zhuǎn)速下軸承溫度與振動(dòng)正常;凝泵變速運(yùn)行時(shí)其出口壓力和流量與其轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系與理論計(jì)算結(jié)果吻合;在保證最小出口壓力為2.2MPa的前提下,各凝結(jié)水用戶無(wú)異常表現(xiàn),除氧器水位調(diào)節(jié)閥在額定負(fù)荷時(shí)達(dá)到全開(kāi);變頻凝泵與工頻凝泵切換程序正常;變頻改造后的凝結(jié)水系統(tǒng)能滿足機(jī)組正常運(yùn)行的需要,在額定負(fù)荷時(shí)能耗約下降20%。凝泵變速流量特性試驗(yàn)曲線見(jiàn)圖1。試運(yùn)結(jié)果表明,對(duì)該機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)而言,給水泵密封水最低壓力、凝泵最小出口壓力、除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度與改造后節(jié)能效果四者之間存在著連環(huán)制約關(guān)系,確定“平衡點(diǎn)”對(duì)變頻運(yùn)行的凝結(jié)水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有著重要的意義。4凝結(jié)水系統(tǒng)交流線路的“平衡”所謂“平衡點(diǎn)”,就是在保證滿足凝泵出口最小壓力與除氧器上水量的前提下,除氧器水位調(diào)節(jié)閥全開(kāi)所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷點(diǎn)。負(fù)荷在“平衡點(diǎn)”以上時(shí),可以單純依靠增加凝泵轉(zhuǎn)速來(lái)增加凝結(jié)水流量,以滿足機(jī)組運(yùn)行需要,負(fù)荷在“平衡點(diǎn)”以下時(shí),必須通過(guò)減小除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)水流量。在滿足需要的情況下,手動(dòng)逐漸降低凝泵轉(zhuǎn)速,緩慢開(kāi)大除氧器水位調(diào)節(jié)閥,直到該閥全開(kāi),可以獲得“平衡點(diǎn)”。確定凝泵變頻運(yùn)行的“平衡點(diǎn)”意義在于:(1)“平衡點(diǎn)”是凝泵變頻運(yùn)行后除氧器水位控制方式切換的拐點(diǎn);(2)“平衡點(diǎn)”標(biāo)志著凝泵變頻改造節(jié)能潛力的挖掘程度。該點(diǎn)偏高時(shí),說(shuō)明凝結(jié)水系統(tǒng)變頻運(yùn)行還有一定節(jié)能潛力可挖。調(diào)試結(jié)果表明,該600MW機(jī)組凝泵變頻運(yùn)行的平衡點(diǎn)為600MW負(fù)荷,也就是說(shuō),直到額定負(fù)荷時(shí),除氧器水位調(diào)節(jié)閥才能完全打開(kāi),在額定負(fù)荷以下時(shí),凝結(jié)水系統(tǒng)都存在著不同程度的節(jié)流損失。5凝泵轉(zhuǎn)速控制設(shè)計(jì)凝泵變頻控制的目標(biāo)是除氧器水位與凝泵出口壓力,控制的對(duì)象是除氧器水位調(diào)節(jié)閥與凝泵轉(zhuǎn)速,兩個(gè)控制目標(biāo)同樣重要。在“平衡點(diǎn)”為額定負(fù)荷的情況下,不存在除氧器水控制方式切換點(diǎn)。另外,試運(yùn)經(jīng)驗(yàn)表明,使用除氧器水位調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)除氧器水位要比將該閥固定在某一開(kāi)度通過(guò)改變凝泵轉(zhuǎn)速來(lái)控制水位時(shí)的控制特性較好,通過(guò)改變凝泵轉(zhuǎn)速來(lái)控制凝泵出口壓力要比改變除氧器水位調(diào)節(jié)閥開(kāi)度更為迅速?？紤]到上述因素,采用以下控制策略:(1)凝泵轉(zhuǎn)速控制和除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制均可以投自動(dòng),但如果只有一個(gè)投入自動(dòng)方式時(shí),其控制目標(biāo)為除氧器水位;(2)凝泵轉(zhuǎn)速控制和除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制都投入自動(dòng)方式,除氧器水位調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)除氧器水位,而凝泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)凝結(jié)水母管壓力;(3)為保持對(duì)除氧器水位的自動(dòng)連續(xù)控制,凝泵轉(zhuǎn)速退出自動(dòng)方式后,延時(shí)5s將除氧器水位調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)方式;(4)凝泵出口壓力控制在2.3MPa以上,但為應(yīng)付不同工況,允許運(yùn)行人員對(duì)該壓力設(shè)定值有一定的干預(yù),可以在原設(shè)定值的基礎(chǔ)上增加-0.1~0.8MPa的偏置量。(5)變頻凝泵運(yùn)行,備用工頻凝泵啟動(dòng)時(shí),發(fā)3s脈沖,凝泵的轉(zhuǎn)速指令跳變到990r/min,凝泵轉(zhuǎn)速控制切手動(dòng);除氧器水位調(diào)節(jié)閥開(kāi)到X位(X位與機(jī)組不同負(fù)荷相對(duì)應(yīng)),然后投入自動(dòng)。6凝泵出口壓力下降凝泵變頻改造節(jié)能效果歸根到底是依靠減少除氧器水位調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該電廠凝泵變頻運(yùn)行“平衡點(diǎn)”偏高說(shuō)明,凝結(jié)水系統(tǒng)變頻改造的節(jié)能潛力還有進(jìn)一步挖掘的可能。從“平衡點(diǎn)”的定義可知,在現(xiàn)有凝結(jié)水系統(tǒng)不變的情況下,影響“平衡點(diǎn)”的主要因素是凝泵最小出口壓力,而該壓力值又受到凝結(jié)水用戶最低需求的制約,因此,在確保凝泵效率不大幅度減小的情況下,降低凝泵出口最小壓力值,是進(jìn)一步挖掘凝泵變頻節(jié)能潛力的主要方向,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:(1)研究進(jìn)一步降低給水泵密封水壓力的可能性,如無(wú)大幅降低的可能,可為給水泵密封水單獨(dú)增加一組管道泵,在凝泵出口壓力較低時(shí)使用,確保給水泵密封水的供應(yīng);(2)通過(guò)減少凝泵葉輪的級(jí)數(shù),在不改變凝泵出口流量的情況下,降低凝泵出口壓力;(3)優(yōu)化管路結(jié)構(gòu),減小除氧器水位調(diào)節(jié)閥前后管段的通流能力,使除氧器水位調(diào)節(jié)閥在較低負(fù)荷時(shí)能夠全開(kāi),從而減小節(jié)流損失。7凝結(jié)水系統(tǒng)改造