引言

某電廠一期為2×330Mw流化床機(jī)組,給水系統(tǒng)由除氧器、2臺(tái)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(tái)60%額定功率電動(dòng)給水泵,采用液力耦合器勺管對(duì)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(shí),要求兩臺(tái)給水泵一臺(tái)運(yùn)行,另一臺(tái)旋轉(zhuǎn)備用,運(yùn)行人員長(zhǎng)期手動(dòng)操作,給機(jī)組安全帶來(lái)了嚴(yán)重影響,并且單泵運(yùn)行過(guò)程中主泵跳閘后,另一臺(tái)泵無(wú)法快速聯(lián)啟,不能快速保證鍋爐給水流量。為解決這些問(wèn)題,對(duì)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(kāi)展給水系統(tǒng)運(yùn)行期間給水泵自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用及自動(dòng)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(jī)組深度調(diào)峰后給水系統(tǒng)存在的問(wèn)題

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

(1)機(jī)組在30%~50%額定負(fù)荷時(shí),兩臺(tái)給水泵運(yùn)行,電耗較高,機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差,單泵運(yùn)行可以降低約1.5%電耗率。

(2)機(jī)組在30%~50%額定負(fù)荷時(shí),為保證經(jīng)濟(jì)性,運(yùn)行人員手動(dòng)退一臺(tái)泵至旋轉(zhuǎn)備用,頻繁操作風(fēng)險(xiǎn)較高。

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

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

為解決以上問(wèn)題,電廠組織開(kāi)展給水系統(tǒng)運(yùn)行期間給水泵自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用及自動(dòng)并泵控制邏輯研究工作。

2機(jī)組深度調(diào)峰后給水系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)

2.1給水泵自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用邏輯設(shè)計(jì)

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

給水泵自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用允許條件為:機(jī)組負(fù)荷<60%額定負(fù)荷:A、B電動(dòng)給水泵勺管均在自動(dòng)控制方式:機(jī)組并泵過(guò)程已結(jié)束,兩臺(tái)給水泵均在自動(dòng)狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱"機(jī)組無(wú)并泵標(biāo)志"):給水泵自動(dòng)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(jiǎn)稱"無(wú)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用標(biāo)志"):A、B電動(dòng)給水泵均運(yùn)行:A、B給水泵再循環(huán)在自動(dòng)狀態(tài),如圖1所示。

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

2.2給水泵自動(dòng)并泵邏輯設(shè)計(jì)

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

給水泵自動(dòng)并泵允許條件:機(jī)組實(shí)際負(fù)荷大于50%額定負(fù)荷:A、B電動(dòng)給水泵均運(yùn)行:旋轉(zhuǎn)備用泵液耦勺管閥位小于30%:主泵勺管在自動(dòng)狀態(tài):機(jī)組無(wú)并泵標(biāo)志:機(jī)組無(wú)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用標(biāo)志,如圖2所示。

運(yùn)行人員通過(guò)畫面手動(dòng)按下A或B電動(dòng)給水泵"并泵按鈕",邏輯執(zhí)行自動(dòng)并泵程序。以A泵為例介紹自動(dòng)并泵動(dòng)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(jì)

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

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

(1)一臺(tái)給水泵跳閘:

(2)汽包水位偏差大(士80mm):

(3)給水泵聯(lián)鎖信號(hào):

(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(jì)

給水泵旋轉(zhuǎn)備用時(shí),為保證主泵跳閘旋轉(zhuǎn)備用泵能夠及時(shí)給水,旋轉(zhuǎn)備用泵設(shè)計(jì)聯(lián)鎖投運(yùn)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(yùn)行人員通過(guò)畫面手動(dòng)投、退。

給水泵勺管聯(lián)鎖投入允許條件:主泵運(yùn)行且主泵勺管聯(lián)鎖未投入:機(jī)組負(fù)荷在60~200Mw之間:對(duì)應(yīng)給水泵旋轉(zhuǎn)備用。

給水泵勺管聯(lián)鎖退出條件:運(yùn)行人員通過(guò)畫面手動(dòng)退出勺管聯(lián)鎖:勺管在自動(dòng)狀態(tài)聯(lián)鎖自動(dòng)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(dòng)。

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(dòng)作步序如表3所示。

3試驗(yàn)優(yōu)化與應(yīng)用

對(duì)該電廠其中一臺(tái)機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用及并泵試驗(yàn),自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用試驗(yàn)過(guò)程:B泵作為主泵,將A泵旋轉(zhuǎn)備用,運(yùn)行人員根據(jù)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用條件,手動(dòng)點(diǎn)擊"自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用"按鈕,在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用過(guò)程中給水流量由506t/h變?yōu)?09t/h,總給水量波動(dòng)小于5%,汽包水位由-7.6mm變?yōu)?.5mm,滿足汽包水位波動(dòng)在士50mm范圍內(nèi)的要求。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用試驗(yàn)曲線如圖3所示。

并泵試驗(yàn)過(guò)程:B泵作為主泵,A泵在旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài),運(yùn)行人員根據(jù)并泵條件,手動(dòng)點(diǎn)擊"并泵"按鈕,A泵自動(dòng)并泵,并泵過(guò)程中給水流量由550t/h升至574t/h,總給水量波動(dòng)小于5%,汽包水位由12.7mm下降至7.3mm,滿足汽包水位波動(dòng)在±50mm范圍內(nèi)的要求。并泵試驗(yàn)曲線如圖4所示。

旋轉(zhuǎn)備用給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)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(yùn)行人員就地手動(dòng)按B泵"事故按鈕",使B泵跳閘:此時(shí)A泵勺管自動(dòng)加指令至B泵跳閘前勺管指令(53%)后投自動(dòng),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(dòng)作后各參數(shù)波動(dòng)幅度滿足現(xiàn)場(chǎng)控制要求。旋轉(zhuǎn)備用給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)試驗(yàn)曲線如圖5所示。

4結(jié)語(yǔ)

某電廠通過(guò)對(duì)給水泵自動(dòng)旋轉(zhuǎn)備用及自動(dòng)并泵控制邏輯的研究與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷為30%~50%額定負(fù)荷時(shí),給水系統(tǒng)單泵運(yùn)行,使廠用電率減少了1.5%:同時(shí)解決了運(yùn)行人員手動(dòng)頻繁操作等問(wèn)題,提高了機(jī)組運(yùn)行的自動(dòng)化水平及安全性、經(jīng)濟(jì)性。