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变频技术在电厂凝结水泵控制中的应用

日期:2019-05-01 类型:产品分类二

  针对电厂节能降耗的要求,很多电厂在辅机控制中都采用了变频控制,用以节约能耗,应用较多的包括:送风机变频改造、引风机变频改造、一次风机变频改造和凝结水泵变频改造等。国华河北定州电厂二期工程凝结水泵的控制采用了变频技术,两台凝结水泵一用一备,选用一台变频器供两台凝结水泵运用,在控制策略中具有一定的技术特点,现就将这些特点予以介绍并可供参考和推广。

  国华定州电厂二期工程包含两台660MW超临界空冷机组,每台机组配备两台100%的凝结水泵,采用一用一备的运行方式。每台机组的两台凝结水泵采用一套变频器进行控制,控制方式为一拖二控制方式,即一台变频器既可用于A凝结水泵的变频控制,也可切换到B凝结水泵进△▪▲□△行变频控制。

  根据这一控制要求,针对◇…=▲凝结水泵电气控制回路和热工控制逻辑进行了重新设计及修改,并在运行中加以应用。现针对电气和热控的控制原理及控制特点进行如下说明。

  4.1 A凝泵变频运行过程中,如果凝泵变频器重度故障信号发生,则联锁跳开QF2、 Q☆△◆▲■F4开关;B凝泵变频运★◇▽▼•行过程中,如果凝泵变频器重度故障信号发生,则联锁跳开QF2、QF5开关;(▪…□▷▷•就地实现)

  4.2 在变频方式下,A凝泵变频故障后,联启B泵工频运行控制逻辑,见图2 :(DCS实现)

  4.3 在变频方式下,B凝泵变频故障后,联启A泵工频运行控制逻辑,见图3:(DCS实现)

  4.4 开关QF1和开关QF4之间相互闭锁;开关QF3和开关QF5之间相互闭锁:开关QF4和开关QF5之间相互闭锁。(DCS实现)

  4.5 两台泵均采用工频控制模式时,联锁投入后,QF1断开联启QF3;QF3断开联启QF1。(DCS实现)

  工频启动过程:按下工频启动按钮,发出工频启动指令,首先合闸QF1开关,QF1开关合上后自动启动A凝结水泵;

  变频启动过程:先合闸QF2和QF4开关,当变频器启动允许条件满足时,按下变频启动按钮,启动变频器,变频器启动后自动启动A凝结水泵。

  变频器启动允许条件包括:QF2合闸状态、QF4合闸状态、QF1分闸状态、变频器发出待机信号、变频器处于远方控制方式。

  工频启动过程:按下工频启动按钮,发出工频启动指令,首先合闸QF3开关,QF3开关合上后自动启动B凝结水泵;

  变频启动过程:先合闸QF2和QF5开关,当变频器启动允许条件满足时,按下变频启动按钮,启动变频器,变频器启动后自动启动B凝结水泵。

  变频器启动允许条件包括:QF2合闸状态、QF5合闸状态、QF3分闸状态、变频器发出待机信号、变频器处于远方控制方式。

  工频停止过程:按下停止按钮或任一联锁停条件存在,发出工频停止指令,直接断开QF1开关,QF1开关断开后,A凝结水泵停运;

  变频停止过程:按下停止按钮或任一联锁停条件存在,发出变频停止指令,先将变频器频率指令降至最低1HZ,变频器停运,然后A凝结水泵停运,再断开QF4开关和QF2开关。

  工频停止过程:按下停止按钮或任一联锁停条件存在,发出工频停止指令,直接断开QF3开关,QF3开关断开后,B凝结水泵停运;

  变频停止过程:按下停止按钮或任一联锁停条件存在,发出变频停止指令,先将变频器频率指令降至最低1HZ,变频器停运,然后B凝结水泵停运,再断开QF5开关和QF2开关。

  变频运行/停止状态:用QF2开关、QF4开关的合闸位和变频器运行状态,三者相与来表示变频运行状态;用QF2开关、QF4开关的分闸位和变频器停止状态,三者相或来表示变频停运状态。

  变频运行/停止状态:用QF2开关、QF5开关的合闸位和变频器运行状态,三者相与来表示变频运行状态;用QF2开关、QF5开关的分闸位和变频器停止状态,三者相或来表示变频停运状态。

  原设计中,除氧器水位调节系统由两路电动调节门实现,根据管径的大小所对应的流量的不同分为主、辅两路调节门,共同完成除氧器水位的调节控制。凝结水泵改为变频器控制后,除氧器水位调节系统则主要通过改变变频泵的转速来实现。具体的方案设计如下:

  增加一套变频泵调除氧器水位的LOOP图、逻辑图、及M/◇•■★▼A站,可在除氧器水位控制M/A站上设定水位定值。变频控制转速调节范围暂定为70%~100%额定转速。

  1.1 如果凝结水泵以变频方式运行,且频率调节回路投入自动方式,则变频泵负责调整除氧器水位。凝结水主、辅调门负责阶段性调节凝泵出口压力,手动/自动方式不限。

  1.2 如果凝结水泵以变频方式运行,但频率调节回路处于手动方式,则变频泵负责手动调整凝泵出口压力。凝结水主、辅调门负责调节除氧器水位,手动/自动方式不限。

  在主、辅调门的自动调节回路LOOP图中增加自动缓慢调节凝泵出口压力▪•★的功能。

  变频泵调▼▼▽●▽●节投自动时,主、辅调门负责校正压力,可选择手○▲-•■□动或自动完成。只要变频泵水位调节切手动,则除氧•☆■▲水位调节由主、辅调门来实现,可选择手动或自动完成。在自动工况时,可在主调门M/A站上设定除氧器水位定值。

  变频泵调节投入自动时,为了满足凝结水母管压力不●低于2.3Mpa(指令)。此时主、辅调门若在自△▪▲□△动位,校正压力回路自动投入,除氧器主、辅调门从当前阀位较快回到当前负荷下对应的开度,随着工况的变化,主调门以缓慢的速率(0.01% / 秒)开启或关闭至相应的阀位开度(参看图4给水流量—阀门开度线 除氧器主调门变阀位曲线 阀门联关条件

  3.2 变频泵切手动,且主调门投自动时,水位设定值在主调门操作器M/A站上设定。

  3.3 辅助调节门的设定值一直跟踪主调门的水位设定值。运行人员倒泵操作说明

  当A凝结水泵以变频方式运行一段时间后,需要进行倒泵。首先,在操作员画面将变频器自动控制回路切到手动控制,投入主调节门自动控制回路(或保持除氧器水位手动控制);运行人员合QF3开关,B凝结水泵工频运行;待B泵运行稳定◆●△▼●后,停止变频器运行;变频器停止后,运行人员断开QF2、QF4开关,A泵变频控制停止完成。

  然后,运行人员合QF1开关,A泵工频运行;A泵运行稳定后,再断开QF3开关,B泵停★▽…◇止。然后合QF2、QF5开关,启动变频器,B泵在变频控制方式运行;待达到一定出力后,断开QF1开关,停止A泵工频运行。

  此时如果主调节门自动投入,则切到▼▲手◆▼动,然后投入B泵变频自动,倒泵工作完成。

  我们依据以上所述的控制原理及特点,对变频器设备的控制逻辑进行了修改,并经过多次试验进行了完善,目前设备运行正常,切换正常;对变频器自动调节部分的逻辑进行了整理和优化,自调系统能够正常投入,且满足实际运行要求。

  (编自《电气技术》,原文标题为“变频技术在定州电厂二期工程凝结水泵控制中的应用”,作者为王斌、郭乐乐。)