引言

某電廠一期為2×330Mw流化床機組,給水系統(tǒng)由除氧器、2臺給水泵組、給水泵再循環(huán)、高加及相關(guān)閥門組成。給水系統(tǒng)配置2臺60%額定功率電動給水泵,采用液力耦合器勺管對給水流量進(jìn)行控制。

為滿足電網(wǎng)公司深度調(diào)峰及電廠節(jié)能管理工作要求,低負(fù)荷時,要求兩臺給水泵一臺運行,另一臺旋轉(zhuǎn)備用,運行人員長期手動操作,給機組安全帶來了嚴(yán)重影響,并且單泵運行過程中主泵跳閘后,另一臺泵無法快速聯(lián)啟,不能快速保證鍋爐給水流量。為解決這些問題,對給水系統(tǒng)控制方法及控制策略提出了更高的要求,為此,電廠組織開展給水系統(tǒng)運行期間給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用及自動并泵控制邏輯研究,并在電廠中成功應(yīng)用,取得了較好的效果。

1機組深度調(diào)峰后給水系統(tǒng)存在的問題

2018年1月份發(fā)行的新版西北電網(wǎng)"兩個細(xì)則"試運版新增了考核項,加大了考核分值,提高了考核指標(biāo):同時,大量新能源接入電網(wǎng),要求機組負(fù)荷響應(yīng)速率更快并具有深度調(diào)峰能力。在"兩個細(xì)則"的嚴(yán)格要求和燃煤市場日趨緊張,無法保證設(shè)計煤質(zhì)或接近設(shè)計煤質(zhì)的情況下,為更好地適應(yīng)"兩個細(xì)則",減少電網(wǎng)對該電廠的考核,獲得更多的電網(wǎng)補償,提高公司經(jīng)濟收益率,電廠開展了深度調(diào)峰優(yōu)化工作,機組在30%~50%額定負(fù)荷時,給水系統(tǒng)單泵運行。目前,機組深度調(diào)峰模式下,給水系統(tǒng)控制存在以下問題:

(1)機組在30%~50%額定負(fù)荷時,兩臺給水泵運行,電耗較高,機組運行經(jīng)濟性差,單泵運行可以降低約1.5%電耗率。

(2)機組在30%~50%額定負(fù)荷時,為保證經(jīng)濟性,運行人員手動退一臺泵至旋轉(zhuǎn)備用,頻繁操作風(fēng)險較高。

(3)機組深度調(diào)峰后,負(fù)荷在30%至100%區(qū)間變動,且升降負(fù)荷由電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行控制,無法保證旋轉(zhuǎn)備用泵及時啟動并泵,無法保證高負(fù)荷下鍋爐給水流量。

(4)給水泵旋轉(zhuǎn)備用時,運行主泵跳閘后,旋轉(zhuǎn)備用泵無法快速聯(lián)啟保證鍋爐給水流量,導(dǎo)致機組跳閘。

為解決以上問題,電廠組織開展給水系統(tǒng)運行期間給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用及自動并泵控制邏輯研究工作。

2機組深度調(diào)峰后給水系統(tǒng)邏輯設(shè)計

2.1給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用邏輯設(shè)計

為減少運行人員操作工作量,給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用采用運行人員一鍵操作方式,即:當(dāng)給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用允許條件滿足時,邏輯自動提示運行人員給水泵可以旋轉(zhuǎn)備用,運行人員隨時可以點擊"旋轉(zhuǎn)備用"按鈕,邏輯將自動執(zhí)行給水泵旋轉(zhuǎn)備用程序。

給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用允許條件為:機組負(fù)荷<60%額定負(fù)荷:A、B電動給水泵勺管均在自動控制方式:機組并泵過程已結(jié)束,兩臺給水泵均在自動狀態(tài)(以下簡稱"機組無并泵標(biāo)志"):給水泵自動旋轉(zhuǎn)執(zhí)行邏輯已結(jié)束,該泵已在旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)(以下簡稱"無自動旋轉(zhuǎn)備用標(biāo)志"):A、B電動給水泵均運行:A、B給水泵再循環(huán)在自動狀態(tài),如圖1所示。

運行人員通過畫面手動按下A或B電動給水泵"旋轉(zhuǎn)備用"按鈕,邏輯執(zhí)行自動旋轉(zhuǎn)備用程序。以B泵為例介紹自動旋轉(zhuǎn)備用動作步序如表1所示。

2.2給水泵自動并泵邏輯設(shè)計

給水泵自動并泵采用運行人員一鍵并泵操作方式,當(dāng)并泵條件滿足時,為滿足給水流量,機組負(fù)荷大于50%額定負(fù)荷時,邏輯自動提示運行人員可以開始并泵,但要求運行人員在機組負(fù)荷為50%~60%額定負(fù)荷之間時,必須完成并泵,建議運行人員在50%額定負(fù)荷開始并泵。運行人員點擊"并泵"按鈕,邏輯將自動執(zhí)行給水泵并泵程序。

給水泵自動并泵允許條件:機組實際負(fù)荷大于50%額定負(fù)荷:A、B電動給水泵均運行:旋轉(zhuǎn)備用泵液耦勺管閥位小于30%:主泵勺管在自動狀態(tài):機組無并泵標(biāo)志:機組無自動旋轉(zhuǎn)備用標(biāo)志,如圖2所示。

運行人員通過畫面手動按下A或B電動給水泵"并泵按鈕",邏輯執(zhí)行自動并泵程序。以A泵為例介紹自動并泵動作步序如表2所示。

2.3給水泵中停旋轉(zhuǎn)備用和并泵邏輯設(shè)計

為保證邏輯執(zhí)行過程中機組出現(xiàn)異常情況需停止程序,畫面設(shè)有"手動復(fù)位"按鈕,緊急情況下,運行人員可以操作"手動復(fù)位"按鈕,停止程序,勺管開度保持不變,保證給水最小擾動。

旋轉(zhuǎn)備用和并泵邏輯執(zhí)行過程中出現(xiàn)以下情況時,程序自動復(fù)位:

(1)一臺給水泵跳閘:

(2)汽包水位偏差大(士80mm):

(3)給水泵聯(lián)鎖信號:

(4)給水泵旋轉(zhuǎn)備用或并泵程序結(jié)束。

2.4給水泵旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)下聯(lián)鎖邏輯設(shè)計

給水泵旋轉(zhuǎn)備用時,為保證主泵跳閘旋轉(zhuǎn)備用泵能夠及時給水,旋轉(zhuǎn)備用泵設(shè)計聯(lián)鎖投運功能,畫面中設(shè)置有"聯(lián)鎖投/退"按鈕,聯(lián)鎖按鈕投入后聯(lián)鎖功能才起作用,運行人員通過畫面手動投、退。

給水泵勺管聯(lián)鎖投入允許條件:主泵運行且主泵勺管聯(lián)鎖未投入:機組負(fù)荷在60~200Mw之間:對應(yīng)給水泵旋轉(zhuǎn)備用。

給水泵勺管聯(lián)鎖退出條件:運行人員通過畫面手動退出勺管聯(lián)鎖:勺管在自動狀態(tài)聯(lián)鎖自動退出。

旋轉(zhuǎn)備用給水泵勺管聯(lián)鎖投入后,當(dāng)主泵跳閘旋轉(zhuǎn)備用給水泵將聯(lián)鎖啟動。

以A泵為例介紹給水泵旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)下聯(lián)鎖邏輯動作步序如表3所示。

3試驗優(yōu)化與應(yīng)用

對該電廠其中一臺機組進(jìn)行自動旋轉(zhuǎn)備用及并泵試驗,自動旋轉(zhuǎn)備用試驗過程:B泵作為主泵,將A泵旋轉(zhuǎn)備用,運行人員根據(jù)自動旋轉(zhuǎn)備用條件,手動點擊"自動旋轉(zhuǎn)備用"按鈕,在自動旋轉(zhuǎn)備用過程中給水流量由506t/h變?yōu)?09t/h,總給水量波動小于5%,汽包水位由-7.6mm變?yōu)?.5mm,滿足汽包水位波動在士50mm范圍內(nèi)的要求。自動旋轉(zhuǎn)備用試驗曲線如圖3所示。

并泵試驗過程:B泵作為主泵,A泵在旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài),運行人員根據(jù)并泵條件,手動點擊"并泵"按鈕,A泵自動并泵,并泵過程中給水流量由550t/h升至574t/h,總給水量波動小于5%,汽包水位由12.7mm下降至7.3mm,滿足汽包水位波動在±50mm范圍內(nèi)的要求。并泵試驗曲線如圖4所示。

旋轉(zhuǎn)備用給水泵聯(lián)鎖啟動試驗過程:以B泵作為主泵,A泵在旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài),且A泵"聯(lián)鎖"按鈕投入,運行人員就地手動按B泵"事故按鈕",使B泵跳閘:此時A泵勺管自動加指令至B泵跳閘前勺管指令(53%)后投自動,再循環(huán)閥關(guān)閉。給水流量由540t/h變化至532t/h,汽包水位由7.1mm下降至3.4mm,2min后水位上升穩(wěn)定在±20mm以內(nèi),聯(lián)鎖動作后各參數(shù)波動幅度滿足現(xiàn)場控制要求。旋轉(zhuǎn)備用給水泵聯(lián)鎖啟動試驗曲線如圖5所示。

4結(jié)語

某電廠通過對給水泵自動旋轉(zhuǎn)備用及自動并泵控制邏輯的研究與應(yīng)用,實現(xiàn)了負(fù)荷為30%~50%額定負(fù)荷時,給水系統(tǒng)單泵運行,使廠用電率減少了1.5%:同時解決了運行人員手動頻繁操作等問題,提高了機組運行的自動化水平及安全性、經(jīng)濟性。