李新建

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

暖風器疏水泵一用一備大小泵控制問題及對策

李新建

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

介紹了暖風器疏水改造在某電廠的實施情況，針對暖風器疏水泵一用一備大小泵變頻自動控制的要求，在原設(shè)計泵指令平衡控制方式的基礎(chǔ)上,摸索出適合兩個手操器設(shè)定值共用、兩個PID調(diào)節(jié)的控制方式,并通過現(xiàn)場試驗證明此方式既可實現(xiàn)設(shè)定值無擾切換,又能滿足大小不同特性泵的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

暖風器；疏水泵；一用一備；大小泵控制；指令平衡；設(shè)定值共用；無擾切換

1 問題的提出

電廠暖風器的主要作用是在低溫季節(jié)提高送風溫度,防止空氣預熱器冷端壁溫低于煙氣露點溫度而造成受熱面的酸性腐蝕[1]。冬天如果不投運暖風器,由于鍋爐進風溫度低,會造成低溫腐蝕加劇[2]。某電廠#1機組鍋爐暖風器為可旋轉(zhuǎn)式暖風器，從低壓輔汽(以下簡稱低輔)抽汽至暖風器，冷卻后的疏水至定排擴容器，不能實現(xiàn)工質(zhì)回收，造成浪費。

為回收暖風器疏水，避免浪費，增加了疏水擴容器和2臺疏水泵(一用一備)，將疏水匯集到疏水擴容器，利用疏水泵變頻器實現(xiàn)輸水箱水位的自動調(diào)節(jié)，使蒸汽中的汽化潛熱得以完全釋放，化驗合格后利用疏水泵將疏水輸送至凝汽器。#1機組鍋爐暖風器改造前、后系統(tǒng)如圖1所示，圖中：低輔為低壓輔汽，高輔為高壓輔汽，分別為改造前后汽源，圖中虛線部分為改造后增加系統(tǒng)。根據(jù)北方冬季與夏季環(huán)境溫差大，冬季疏水量大，夏季疏水量小的特點，設(shè)計為2臺不同特性的泵(A泵最大流量20 t/h，B泵最大流量40 t/h)， 2臺疏水泵開其中一臺就可以滿足需求，另一臺在檢修或輪換工作時使用。

圖1 #1機組鍋爐暖風器改造后系統(tǒng)

本文針對改造后輸水箱水位自動調(diào)節(jié)存在的問題進行分析，因一用一備兩個不同特性的輸水泵，傳統(tǒng)的雙平衡調(diào)節(jié)不能滿足自動調(diào)節(jié)的要求，特提出2臺泵手操器設(shè)定值共用， 2個獨立的比例、積分、微分(PID)回路的自動調(diào)節(jié)控制方式。

2 輸水箱水位控制存在的問題

2.1 暖風器疏水控制要求

實際測量的疏水箱液位L與設(shè)定值LSP作比較，當L﹤LSP時，降低疏水泵轉(zhuǎn)速，減小疏水量，使水位L升高。當L﹥LSP時，升高疏水泵轉(zhuǎn)速，增加疏水量，使L降低。為防止因疏水泵轉(zhuǎn)速增加/減小過快造成對系統(tǒng)的沖擊，疏水泵轉(zhuǎn)速輸出控制可添加高/低值限制功能和增幅/降幅限制功能，方便對輸出的轉(zhuǎn)速信號進一步控制，使設(shè)備運行更加安全、可靠。

原設(shè)計的輸水箱水位自動調(diào)節(jié)，采用新華公司XDC-800分散控制系統(tǒng)自行開發(fā)的BALAN2平衡調(diào)節(jié)功能塊進行控制[3]，如圖2所示。

圖2 指令平衡控制

2.2 問題分析

針對暖風器疏水泵一用一備的運行方式,只能1臺疏水泵變頻器處于自動狀態(tài)，原設(shè)計的泵指令平衡控制計算邏輯見表1。

2.2.1 問題1

(1)表1第1狀態(tài)， A泵變頻和B泵變頻都在手動時，手操器設(shè)定值高限值和低限值跟蹤疏水箱液位實際值,使手操器設(shè)定值輸出為疏水箱液位實際值(如圖3所示)。(2)表1第4狀態(tài)，A泵變頻投自動時，設(shè)定值保持為投自動時水位實際值；A泵變頻投自動后, 設(shè)定值由運行人員手動操作，設(shè)定值與實際值實現(xiàn)無擾切換。(3)表1第3狀態(tài)，B泵變頻投自動時，A泵變頻手動狀態(tài)，設(shè)定值跟蹤水位實際值，運行人員無法改變水位設(shè)定值。

表1 指令平衡控制計算邏輯

圖3 設(shè)定值跟蹤實際值

2.2.2 問題2

(1)表1第1狀態(tài)，A泵運行且變頻手動狀態(tài)時，設(shè)定值不跟蹤水位實際值，設(shè)定值為運行人員設(shè)定的固定數(shù)值。(2)表1第4狀態(tài)，A泵變頻投自動時，設(shè)定值保持為投自動前運行人員輸入的數(shù)值；A泵變頻投自動后, 設(shè)定值與實際值有偏差，設(shè)定值與實際值不能實現(xiàn)無擾切換。(3)表1第3狀態(tài)，B泵變頻投自動時，設(shè)定值保持為投自動前運行人員輸入的數(shù)值；B泵變頻投自動后,設(shè)定值與實際值有偏差，設(shè)定值與實際值不能實現(xiàn)無擾切換，運行人員可能在A泵變頻手操器上設(shè)定設(shè)定值。

2.2.3 問題3

2臺疏水泵設(shè)計額定流量不同，共用1個PID參數(shù)，從表1中第2種狀態(tài)分析：(1)A泵運行/停止,B泵停止/運行,A泵變頻指令為0%/0%，B泵變頻指令為0%/0%，PID輸出為0； A泵變頻指令為100%/0%，B泵變頻指令為0%/100%，PID輸出為50%，PID輸出高限設(shè)為50%。(2)A泵、B泵同時運行，A泵變頻指令為0%，B泵變頻指令為0%，PID輸出為0；A泵變頻指令為100%，B泵變頻指令為100%，PID輸出為100%，PID輸出高限設(shè)為100%。PID輸出值見表2。

表2 PID輸出值 %

從表2中的3種情況分析，PID的比例、積分參數(shù)和高限、低限輸出要根據(jù)不同的狀態(tài)設(shè)置不同數(shù)值，使得組態(tài)過于繁瑣。

3 大小泵一用一備調(diào)節(jié)解決方案及應用

3.1 解決方案

3.1.1 問題1解決方案

如圖3所示，由B泵原來的偏置改為水位設(shè)定值，A泵投入自動，運行人員在A泵變頻手操器上設(shè)置設(shè)定值，B泵變頻手操器上設(shè)定值跟蹤實際值；B泵投入自動，運行人員在B泵變頻手操器上設(shè)置設(shè)定值，A泵變頻手操器上設(shè)定值跟蹤實際值。任一臺泵變頻器投自動，運行人員在相應投自動的手操器上改變水位設(shè)定值。

3.1.2 問題2解決方案

如圖4所示，A泵變頻在手動, B泵變頻在自動時(A自動B手動類似)，設(shè)定值SP跟蹤B泵變頻手操器設(shè)定值SP1，運行人員在B泵變頻手操器設(shè)置設(shè)定值SP；A泵變頻手操器設(shè)定值SP2，手操器設(shè)定值高限值和低限值跟蹤疏水箱液位實際值,使A泵變頻手操器設(shè)定值輸出疏水箱液位實際值。任一臺泵變頻器投自動和切手動時，設(shè)定值與實際值保證無擾切換。

圖4 設(shè)定值跟蹤

3.1.3 問題3解決方案

如圖5所示，把原來復雜的指令平衡控制分解為2個獨立的單回路控制系統(tǒng)，根據(jù)大小特性設(shè)置PID參數(shù)，輸出低限為0%，輸出高限為100%。

3.2 應用實例

該控制方式在某電廠#1機組已經(jīng)成功投入，暖風器輸水控制畫面如圖6所示，疏水箱液位控制在±30mm范圍內(nèi)，控制效果良好。

圖5 雙PID、設(shè)定值邏輯

圖6 暖風器輸水控制趨勢

4 結(jié)束語

針對大小暖風器疏水泵一用一備變頻自動控制的要求，摸索出設(shè)備一用一備情況下，設(shè)定值共用，兩個PID調(diào)節(jié)的控制方式,既可實現(xiàn)設(shè)定值無擾切換,又能滿足大小不同特性設(shè)備的調(diào)節(jié)品質(zhì)，運行人員可方便地在運行泵變頻器手操器上設(shè)置輸水箱水位設(shè)定值，備用泵設(shè)定值自動跟蹤實際值。

[1]閆百濤,劉巖.電站鍋爐暖風器供汽疏水及控制方式優(yōu)化[J].鍋爐制造,2016(6): 26-29.

[2]劉志華,張珍,齊建軍.電站鍋爐暖風器疏水側(cè)自動調(diào)節(jié)的優(yōu)越性[J].熱電技術(shù), 2009(3):48-49.

[3]牛樹森,李新建,田雨森,等.風機變頻自動切工頻的實現(xiàn)與節(jié)能分析[J].華電技術(shù), 2011,33(5):1-4,7.

(本文責編：白銀雷)

第39卷 第3期

2016-12-13；

2017-01-19

TM 621

B

1674-1951(2017)03-0031-02

李新建(19789—)，男，山東濰坊人，工程師，從事電廠熱工維護方面的工作(E-mail:kylk1215@126.com)。