張曉軍,馮 康

(華能上安電廠，石家莊 050310)

1 系統(tǒng)概述

華能上安電廠二期工程每臺(tái)機(jī)組配備3臺(tái)U形管表面立式高壓加熱器，按常規(guī)抽汽、給水回路設(shè)計(jì)，高壓加熱器疏水采用逐級(jí)自流方式。

每臺(tái)高壓加熱器采用3套差壓水位測(cè)量變送器測(cè)量，水位采用三取中方式用于顯示、調(diào)節(jié)以及聯(lián)鎖保護(hù)控制信號(hào)。高壓加熱器水位正常時(shí)，正常疏水閥接受熱工控制信號(hào)；高壓加熱器水位高二值時(shí)控制高壓加熱器危急疏水閥的液位開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，參與水位調(diào)節(jié)；水位恢復(fù)正常后危急疏水閥關(guān)閉。高壓加熱器水位高三值時(shí)，使3臺(tái)高壓加熱器給水進(jìn)入大旁路，3臺(tái)高壓加熱器解列。

2 存在問(wèn)題

華能上安電廠二單元高壓加熱器運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 華能上安電廠二單元 高壓加熱器運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)mm

從表1數(shù)據(jù)看，3號(hào)、4號(hào)機(jī)8號(hào)高壓加熱器目前水位設(shè)定均在最低運(yùn)行水位以上，基本滿(mǎn)足運(yùn)行需要。而3號(hào)機(jī)組6號(hào)、7號(hào)高壓加熱器，4號(hào)機(jī)組6號(hào)、7號(hào)高壓加熱器目前水位設(shè)定接近或低于極限低水位，需提高水位設(shè)定值，以保證高壓加熱器安全。

從經(jīng)濟(jì)性考慮，應(yīng)盡可能使加熱器維持在最佳正常運(yùn)行水位，減小加熱器疏水端差，進(jìn)而提高鍋爐效率。由于水位波動(dòng)等問(wèn)題，運(yùn)行水位設(shè)定值可低于最佳正常運(yùn)行水位設(shè)定，但不能低于最低允許水位，否則將威脅加熱器的安全運(yùn)行。疏水端差急劇上升，疏冷段換熱管束被嚴(yán)重沖蝕，縮短加熱器的使用壽命，甚至造成管束泄漏等嚴(yán)重故障。

處于低水位是由于華能上安電廠二單元的高壓加熱器水位設(shè)定值長(zhǎng)期不能達(dá)到規(guī)程所要求的數(shù)值，3號(hào)機(jī)組的高壓加熱器水位在工況變動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，最大波動(dòng)接近200 mm，如果高壓加熱器水位設(shè)定值設(shè)置為正常值時(shí)，一旦發(fā)生波動(dòng)，高壓加熱器水位極易導(dǎo)致端差大，高壓加熱器水位波動(dòng)數(shù)值已經(jīng)非常接近高壓加熱器水位保護(hù)動(dòng)作值，在以往運(yùn)行的過(guò)程中也發(fā)生過(guò)高壓加熱器水位波動(dòng)大，導(dǎo)致高壓加熱器解列的情況，所以為了保證高壓加熱器系統(tǒng)的正常投入，高壓加熱器水位設(shè)定值長(zhǎng)期設(shè)置較低，達(dá)不到高壓加熱器水位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，降低了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

3 改造方案

針對(duì)上述問(wèn)題，3號(hào)機(jī)組高壓加熱器系統(tǒng)進(jìn)行了以下幾個(gè)方面改造。

3.1 正常疏水門(mén)升級(jí)

將6號(hào)高壓加熱器正常疏水調(diào)門(mén)閥門(mén)進(jìn)行了更換，由于原設(shè)計(jì)6號(hào)高壓加熱器逐級(jí)疏水到除氧器管段較長(zhǎng)，而且彎頭較多，原閥門(mén)在調(diào)節(jié)液位時(shí)，正常疏水管經(jīng)?；蝿?dòng)。閥門(mén)定位不好，經(jīng)常擺動(dòng)也是造成高壓加熱器水位不易調(diào)節(jié)的原因。改造后，定位器升級(jí)為控制穩(wěn)定的智能定位器，管道振動(dòng)明顯改善。

3.2 優(yōu)化高壓加熱器疏水控制邏輯

改造前，7號(hào)、6號(hào)、8號(hào)高壓加熱器事故疏水門(mén)只能實(shí)現(xiàn)高壓加熱器水位高二值動(dòng)作，電磁閥動(dòng)作開(kāi)事故疏水門(mén)。改造之后，事故疏水由電磁閥開(kāi)關(guān)門(mén)更改為由定位器和電磁閥共同控制的調(diào)門(mén)，更改后的調(diào)門(mén)仍保留有快開(kāi)功能。在投入自動(dòng)方式時(shí)可以實(shí)現(xiàn)給一個(gè)水位設(shè)定點(diǎn)，高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，閥門(mén)逐漸開(kāi)啟，低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)閥門(mén)關(guān)閉，維持設(shè)定點(diǎn)保持平衡。運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)高壓加熱器水位高于電磁閥動(dòng)作定值(高壓加熱器水位HH)時(shí)，電磁閥實(shí)現(xiàn)事故疏水門(mén)快開(kāi)，更加有利于高壓加熱器的水位控制。

3.3 疏水門(mén)調(diào)節(jié)參數(shù)整定

根據(jù)正常疏水門(mén)和危急疏水閥的不同動(dòng)態(tài)特性，整定各自的調(diào)節(jié)參數(shù)。正常疏水水位控制器的水位給定值為正常水位， 調(diào)節(jié)品質(zhì)力求平穩(wěn)和準(zhǔn)確。危急疏水水位控制器的水位給定值為水位高一值，調(diào)節(jié)特性設(shè)計(jì)和整定為快速響應(yīng)?？梢栽黾映蟮谋壤鲆姝h(huán)節(jié)。如圖1所示，當(dāng)水位高于報(bào)警值(550 mm)時(shí)，增加10 s脈沖的開(kāi)門(mén)前饋，10 s過(guò)后切手動(dòng)，并且機(jī)組監(jiān)視光子牌報(bào)警，通知運(yùn)行及時(shí)手動(dòng)干預(yù)。

3.4 更改調(diào)節(jié)變量

圖1 增加前饋控制邏輯

虛假水位引起高壓加熱器水位控制出現(xiàn)突升、突降，曲線(xiàn)反映出來(lái)是“毛刺狀”，為了防止高壓加熱器由于短時(shí)間的虛假高水位致使高壓加熱器保護(hù)誤動(dòng)作，可將高壓加熱器水位高三值跳高壓加熱器，加延時(shí)2～3 s，高三值報(bào)警不延時(shí)，如圖2所示。將高壓加熱器水位調(diào)節(jié)過(guò)程變量加一個(gè)滯后塊F(t)(可以起到濾波的作用)，也能有效的過(guò)濾短時(shí)間急劇變化的“毛刺” 。

圖2 增加保護(hù)延時(shí)

4 改造效果

此次高壓加熱器改造之后，高壓加熱器水位由原來(lái)的高壓加熱器正常疏水控制(事故疏水只起危急開(kāi)門(mén)作用)改為由高壓加熱器正常疏水和事故疏水兩道調(diào)門(mén)同時(shí)參與控制，組態(tài)控制方面也在改造之后得到進(jìn)一步優(yōu)化。從表2數(shù)據(jù)看，3號(hào)機(jī)高壓加熱器水位設(shè)定點(diǎn)較之前得到提高，并能實(shí)現(xiàn)水位穩(wěn)定控制，穩(wěn)定性增強(qiáng)，并提高了機(jī)組的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

表2 高壓加熱器改造前后水位運(yùn)行數(shù)據(jù) mm

5 結(jié)束語(yǔ)

高壓加熱器水位控制系統(tǒng)改造投運(yùn)之后，運(yùn)行效果良好，高壓加熱器端差控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可節(jié)省標(biāo)煤2 g/kWh，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。電廠對(duì)控制和保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行定期評(píng)估，對(duì)不適應(yīng)運(yùn)行工藝要求的硬件設(shè)備和軟件組態(tài)進(jìn)行更新和改造，可以有效提高機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能減排目標(biāo)。