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行控制。

為滿足電網(wǎng)公司深度調峰及電廠節(jié)能管理工作要求,低負荷時,要求兩臺給水泵一臺運行,另一臺旋轉備用,運行人員長期手動操作,給機組安全帶來了嚴重影響,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備用及自動并泵控制邏輯研究,并在電廠中成功應用,取得了較好的效果。

1機組深度調峰后給水系統(tǒng)存在的問題

2018年1月份發(fā)行的新版西北電網(wǎng)"兩個細則"試運版新增了考核項,加大了考核分值,提高了考核指標:同時,大量新能源接入電網(wǎng),要求機組負荷響應速率更快并具有深度調峰能力。在"兩個細則"的嚴格要求和燃煤市場日趨緊張,無法保證設計煤質或接近設計煤質的情況下,為更好地適應"兩個細則",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,電廠開展了深度調峰優(yōu)化工作,機組在30%~50%額定負荷時,給水系統(tǒng)單泵運行。目前,機組深度調峰模式下,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%額定負荷時,為保證經(jīng)濟性,運行人員手動退一臺泵至旋轉備用,頻繁操作風險較高。

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

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

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備用及自動并泵控制邏輯研究工作。

2機組深度調峰后給水系統(tǒng)邏輯設計

2.1給水泵自動旋轉備用邏輯設計

為減少運行人員操作工作量,給水泵自動旋轉備用采用運行人員一鍵操作方式,即:當給水泵自動旋轉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備用,運行人員隨時可以點擊"旋轉備用"按鈕,邏輯將自動執(zhí)行給水泵旋轉備用程序。

給水泵自動旋轉備用允許條件為:機組負荷<60%額定負荷:A、B電動給水泵勺管均在自動控制方式:機組并泵過程已結束,兩臺給水泵均在自動狀態(tài)(以下簡稱"機組無并泵標志"):給水泵自動旋轉執(zhí)行邏輯已結束,該泵已在旋轉備用狀態(tài)(以下簡稱"無自動旋轉備用標志"):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"旋轉備用"按鈕,邏輯執(zhí)行自動旋轉備用程序。以B泵為例介紹自動旋轉備用動作步序如表1所示。

2.2給水泵自動并泵邏輯設計

給水泵自動并泵采用運行人員一鍵并泵操作方式,當并泵條件滿足時,為滿足給水流量,機組負荷大于50%額定負荷時,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荷為50%~60%額定負荷之間時,必須完成并泵,建議運行人員在50%額定負荷開始并泵。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:機組實際負荷大于50%額定負荷:A、B電動給水泵均運行:旋轉備用泵液耦勺管閥位小于30%:主泵勺管在自動狀態(tài):機組無并泵標志:機組無自動旋轉備用標志,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給水泵中停旋轉備用和并泵邏輯設計

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,畫面設有"手動復位"按鈕,緊急情況下,運行人員可以操作"手動復位"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)給水泵旋轉備用或并泵程序結束。

2.4給水泵旋轉備用狀態(tài)下聯(lián)鎖邏輯設計

給水泵旋轉備用時,為保證主泵跳閘旋轉備用泵能夠及時給水,旋轉備用泵設計聯(lián)鎖投運功能,畫面中設置有"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:機組負荷在60~200Mw之間:對應給水泵旋轉備用。

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。

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

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

3試驗優(yōu)化與應用

對該電廠其中一臺機組進行自動旋轉備用及并泵試驗,自動旋轉備用試驗過程:B泵作為主泵,將A泵旋轉備用,運行人員根據(jù)自動旋轉備用條件,手動點擊"自動旋轉備用"按鈕,在自動旋轉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范圍內的要求。自動旋轉備用試驗曲線如圖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范圍內的要求。并泵試驗曲線如圖4所示。

旋轉備用給水泵聯(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,聯(lián)鎖動作后各參數(shù)波動幅度滿足現(xiàn)場控制要求。旋轉備用給水泵聯(lián)鎖啟動試驗曲線如圖5所示。

4結語

某電廠通過對給水泵自動旋轉備用及自動并泵控制邏輯的研究與應用,實現(xiàn)了負荷為30%~50%額定負荷時,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。