許 淼,魏 來,丁永允,趙奕州,曲洪雄,吳尚澤

(遼寧東科電力有限公司，遼寧 沈陽 110179)

1 引言

遼寧大唐國際葫蘆島熱電廠2×350MW新建工程每臺(tái)機(jī)組配置1 臺(tái)100%容量的汽動(dòng)給水泵，兩臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)50%容量的電動(dòng)啟動(dòng)/備用給水泵，啟動(dòng)/備用給水泵與汽動(dòng)給水泵的揚(yáng)程相同。

給水泵汽輪機(jī)由北京電力設(shè)備總廠有限公司生產(chǎn)的TGQ10/6-1 型凝汽式汽輪機(jī)。給水泵組由沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)核電泵業(yè)有限公司提供的多級(jí)離心泵，汽動(dòng)給水泵主泵規(guī)格和型號(hào)為CHTZ6/6，前置泵型號(hào)為QG400/300S。電動(dòng)給水泵泵體規(guī)格和型號(hào)為CHTZ4/6，電機(jī)型號(hào)為YSKS800-4，前置泵為QG350/250，液力偶合器為R17K400M。

2 給水一鍵全程自動(dòng)控制介紹

“一鍵”指的是通過對(duì)機(jī)組及控制設(shè)備等工況的判斷，可以一鍵投入適合于當(dāng)前工況的自動(dòng)控制模式，無需人為判斷。“全程”指的是在鍋爐點(diǎn)火、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)和機(jī)組帶負(fù)荷及機(jī)組停運(yùn)的全過程實(shí)現(xiàn)給水自動(dòng)控制。并且在給水旁路及主路的相互切換時(shí)實(shí)現(xiàn)一鍵自動(dòng)切換，在并汽泵與退電泵時(shí)也實(shí)現(xiàn)了一鍵自動(dòng)控制[1]。給水一鍵全程自動(dòng)控制流程圖如圖1所示。

由圖1可見，給水一鍵自動(dòng)控制的概念是通過機(jī)組當(dāng)前的給水控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)自動(dòng)判斷出適合于機(jī)組當(dāng)前工況的控制模式，當(dāng)投入一鍵自動(dòng)控制時(shí)，相應(yīng)的控制模式隨即自動(dòng)投入。整個(gè)控制過程按機(jī)組的不同運(yùn)行工況共設(shè)計(jì)了4個(gè)斷點(diǎn)，分別為給水旁路向主路一鍵切換、一鍵切至汽泵給水、一鍵切至電泵給水和給水主路向旁路一鍵切換[2]。

圖1 給水一鍵全程自動(dòng)控制流程圖

2.1 投入條件

運(yùn)行人員可以通過人機(jī)交互畫面上的給水一鍵自動(dòng)控制的投入按鈕進(jìn)行投入操作，投入允許條件是（全部條件滿足）：

◆鍋爐給水流量大于330t/h。

◆鍋爐已點(diǎn)火。

◆一鍵切至汽泵給水未在進(jìn)行中。

◆一鍵切至電泵給水未在進(jìn)行中。

◆電泵勺管或汽泵控制允許投入自動(dòng)。

2.2 切除條件

運(yùn)行人員可以通過人機(jī)交互畫面上的給水一鍵自動(dòng)控制的切除按鈕或以下任意一個(gè)條件觸發(fā)時(shí)切除一鍵自動(dòng)控制：

◆鍋爐給水流量小于310t/h。

◆鍋爐未點(diǎn)火。

◆電泵勺管、給水旁路調(diào)節(jié)閥和汽泵控制均手動(dòng)控制（脈沖）。

◆一鍵投入自動(dòng)控制10秒后，自動(dòng)控制投入失敗。

3 控制模式

給水控制模式分為差壓（高加入口壓力與省煤器入口壓力的差值，下同）控制和流量控制兩種模式，可以實(shí)現(xiàn)無擾切換，無需人為切到手動(dòng)再進(jìn)行控制模式的切換?？刂圃瓌t是低負(fù)荷時(shí)用差壓控制，高負(fù)荷時(shí)為流量控制。差壓控制模式時(shí)給水旁路自動(dòng)調(diào)節(jié)給水流量，高負(fù)荷時(shí)由電泵勺管或汽泵來調(diào)節(jié)給水流量[3]。

差壓控制和流量控制都是針對(duì)電泵勺管和汽泵來說的，對(duì)于給水旁路調(diào)節(jié)閥來說只能調(diào)節(jié)給水流量，在電泵勺管和汽泵在差壓控制模式時(shí)才可以投入給水旁路自動(dòng)。

3.1 電泵差壓控制模式

當(dāng)鍋爐負(fù)荷小于30%BMCR，給水主路電動(dòng)門在全關(guān)狀態(tài)且電泵出口電動(dòng)門全開，同時(shí)電泵出口壓力比汽泵出口壓力大于0．5MPa時(shí)，投入一鍵自動(dòng)控制按鈕則自動(dòng)切至電泵差壓控制模式?？刂品绞綖椋弘姳蒙坠軉位芈房刂平o水差壓，給水旁路調(diào)節(jié)門單回路控制給水流量，汽泵強(qiáng)制手動(dòng)控制。

3.2 汽泵差壓控制模式

當(dāng)鍋爐負(fù)荷小于30%BMCR，給水主路電動(dòng)門在全關(guān)狀態(tài)且汽泵出口電動(dòng)門全開，同時(shí)汽泵出口壓力比電泵出口壓力大于0．5MPa時(shí)，投入一鍵自動(dòng)控制按鈕則自動(dòng)切至汽泵差壓控制模式。控制方式為：汽泵單回路控制給水差壓，給水旁路調(diào)節(jié)門單回路控制給水流量，電泵勺管強(qiáng)制手動(dòng)控制[4]。

3.3 電泵流量控制模式

當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于30%BMCR，給水主路電動(dòng)門未在全關(guān)狀態(tài)且電泵出口電動(dòng)門全開，同時(shí)電泵出口壓力比汽泵出口壓力大于0．5MPa時(shí)，投入一鍵自動(dòng)控制按鈕則自動(dòng)切至電泵流量控制模式?？刂品绞綖椋弘姳蒙坠軉位芈房刂平o水流量，同時(shí)給水旁路調(diào)節(jié)門強(qiáng)制手動(dòng)控制，汽泵強(qiáng)制手動(dòng)控制。

3.4 汽泵流量控制模式

當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于30%BMCR，給水主路電動(dòng)門未在全關(guān)狀態(tài)且汽泵出口電動(dòng)門全開，同時(shí)汽泵出口壓力比電泵出口壓力大于0．5MPa時(shí)，投入一鍵自動(dòng)控制按鈕則自動(dòng)切至汽泵流量控制模式?？刂品绞綖椋浩脝位芈房刂平o水流量，同時(shí)給水旁路調(diào)節(jié)門強(qiáng)制手動(dòng)控制，電泵勺管強(qiáng)制手動(dòng)控制。

4 給水全程自動(dòng)控制斷點(diǎn)介紹

4.1 給水旁路向主路一鍵切換

由圖2可見，給水旁路向主路一鍵切換的過程為：以給水流量的實(shí)際值與設(shè)定值的偏差的大小作為打開和中停給水主路電動(dòng)門及關(guān)閉給水旁路調(diào)節(jié)門的依據(jù)：當(dāng)給水流量的實(shí)際值減去設(shè)定值小于等于0t/h時(shí)，打開給水主路電動(dòng)門，當(dāng)給水流量的實(shí)際值減去設(shè)定值大于10t/h時(shí)，中停給水主路電動(dòng)門；當(dāng)給水流量的實(shí)際值減去設(shè)定值大于等于-5t/h 時(shí)，給水旁路調(diào)節(jié)門按照一定速率關(guān)閉給水旁路調(diào)節(jié)門；

圖2 給水旁路向主路一鍵切換邏輯圖

當(dāng)給水主路電動(dòng)門開度大于40%時(shí)，中停給水主路電動(dòng)門，而后給水主路電動(dòng)門將按照每次打開2秒，中停20秒的程序慢慢開啟，直至給水主路電動(dòng)門達(dá)到全開和給水旁路調(diào)節(jié)門全關(guān)的位置；

4.2 給水主路向旁路一鍵切換

由圖3可見，給水主路向旁路一鍵切換過程為：以給水流量的實(shí)際值與設(shè)定值的偏差的大小作為關(guān)閉和中停給水主路電動(dòng)門及打開給水旁路調(diào)節(jié)門的依據(jù)：當(dāng)給水流量的實(shí)際值減去設(shè)定值大于等于0t/h時(shí)，關(guān)閉給水主路電動(dòng)門；當(dāng)給水流量的實(shí)際值減去設(shè)定值小于-10t/h時(shí)中停給水主路電動(dòng)門；當(dāng)給水流量的實(shí)際值減去設(shè)定值小于等于5t/h時(shí)，給水旁路調(diào)節(jié)門按照一定速率打開給水旁路調(diào)節(jié)門[5]。

圖3 給水主路向旁路一鍵切換邏輯圖

當(dāng)給水主路電動(dòng)門開度小于70%時(shí)，中停給水主路電動(dòng)門，給水主路電動(dòng)門將按照每次關(guān)閉2秒，中停20秒的程序慢慢關(guān)閉，直至給水主路電動(dòng)門達(dá)到全關(guān)和給水旁路調(diào)節(jié)門全開的位置。

4.3 一鍵切至汽泵給水

由圖4可知，開始條件為：汽泵出口電動(dòng)門在全開位置，電泵控制可投入自動(dòng)的條件滿足且汽泵轉(zhuǎn)速大于3100RPM；切換退出條件為：汽泵出口壓力比電泵出口壓力大于0．5Mpa或給水流量實(shí)際值與設(shè)定值偏差大于100t/h。

圖4 一鍵切至汽泵給水邏輯圖

切換開始后，電泵勺管投入自動(dòng)狀態(tài)，電泵和汽泵的再循環(huán)調(diào)節(jié)門投入自動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)電泵出口壓力比汽泵出口壓力大0．2Mpa 時(shí)，自動(dòng)增加汽泵控制的指令；當(dāng)汽泵出口壓力與電泵出口壓力差值在0．2Mpa 且給水流量實(shí)際值與設(shè)定值偏差在30t/h內(nèi)時(shí)，延時(shí)5秒電泵勺管強(qiáng)制切到手動(dòng)狀態(tài)，延時(shí)10秒汽泵控制投入自動(dòng)狀態(tài)，再逐漸減小電泵勺管指令；當(dāng)汽泵出口壓力比電泵出口壓力大于0．5Mpa時(shí)，一鍵切換至汽泵給水過程結(jié)束。

4.4 一鍵切至電泵給水

由圖5可知，開始條件為：電泵出口電動(dòng)門在全開位置，汽泵控制可投入自動(dòng)的條件滿足且電泵運(yùn)行；切換退出條件為：電泵出口壓力比汽泵出口壓力大于0．5Mpa或給水流量實(shí)際值與設(shè)定值偏差大于100t/h。

圖5 一鍵切至電泵給水邏輯圖

切換開始后，汽泵控制投入自動(dòng)狀態(tài)，電泵和汽泵的再循環(huán)調(diào)節(jié)門投入自動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)汽泵出口壓力比電泵出口壓力大0．2Mpa 時(shí)，自動(dòng)增加電泵勺管的指令；當(dāng)汽泵出口壓力與電泵出口壓力差值在0．2Mpa 且給水流量實(shí)際值與設(shè)定值偏差在30t/h內(nèi)時(shí)，延時(shí)5秒汽泵控制強(qiáng)制切到手動(dòng)狀態(tài)，延時(shí)10秒電泵勺管投入自動(dòng)狀態(tài)，再逐漸減小汽泵控制指令；當(dāng)電泵出口壓力比汽泵出口壓力大于0．5Mpa時(shí)，一鍵切換至電泵給水過程結(jié)束[6]。

5 實(shí)際投入

2020年4月29日，1 號(hào)機(jī)組鍋爐點(diǎn)火，運(yùn)行人員投入給水一鍵全程自動(dòng)控制，此時(shí)鍋爐負(fù)荷小于30%BMCR，電泵運(yùn)行，投入給水一鍵全程自動(dòng)控制按鈕則直接投入電泵差壓控制模式，電泵勺管單回路控制差壓，給水旁路調(diào)節(jié)閥單回路控制給水流量。隨著鍋爐負(fù)荷不斷增大，需要給水旁路向主路切換，運(yùn)行人員操作旁路向主路一鍵切換按鈕，切換開始后，給水控制模式自動(dòng)切換為電泵流量控制模式，電泵勺管調(diào)節(jié)給水流量。切換過程如圖6所示。

由圖6可見，旁路向主路一鍵切換開始時(shí)間為14：02：59，此時(shí)給水流量實(shí)際值和設(shè)定值都為419t/h，旁路調(diào)節(jié)閥開度為100%，根據(jù)旁路向主路一鍵切換的邏輯，給水流量實(shí)際值與設(shè)定值偏差為0t/h，開始逐漸關(guān)閉給水旁路調(diào)節(jié)閥，同時(shí)打開給水主路電動(dòng)門，14：03：39給水流量實(shí)際值達(dá)到最大值478t/h，當(dāng)給水主路電動(dòng)門開度大于40%時(shí)，以給水主路電動(dòng)門每打開指令2 秒中停20 秒的程序慢慢開啟給水主路電動(dòng)門直至全開，給水旁路調(diào)節(jié)閥慢慢關(guān)閉直至全關(guān)。14：20：19旁路向主路一鍵切換結(jié)束。

圖6 旁路向主路一鍵切換趨勢圖

機(jī)組負(fù)荷增至50%BMCR，電泵出力不滿足當(dāng)前負(fù)荷需求，需要切換至汽泵運(yùn)行，運(yùn)行人員操作一鍵切至汽泵給水按鈕，切換過程趨勢如圖7所示。

圖7 一鍵切至汽泵給水趨勢圖

由圖7可見，一鍵切至汽泵給水開始時(shí)間為19：04：28，此時(shí)電泵勺管在自動(dòng)狀態(tài)，汽泵控制在手動(dòng)狀態(tài)，給水流量為510t/h，電泵出口壓力為14．73MPa，汽泵出口壓力為14．17MPa，電泵再循環(huán)閥在自動(dòng)狀態(tài)且開度為0%，汽泵再循環(huán)閥在自動(dòng)狀態(tài)且開度為100%，按照一鍵切至汽泵給水邏輯，汽泵控制指令逐漸增加，使得汽泵出口壓力與電泵出口壓力偏差在0．2MPa以內(nèi)時(shí)，電泵勺管強(qiáng)制切至手動(dòng)狀態(tài)，汽泵控制投入自動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)逐漸減小電泵勺管開度，19：13：20 時(shí)汽泵出口壓力比電泵出口壓力大0．5MPa，一鍵切至汽泵給水過程結(jié)束，給水流量實(shí)際值與設(shè)定值最大偏差為39t/h。

2020年5月3日19：00 機(jī)組準(zhǔn)備停機(jī)，當(dāng)負(fù)荷降至50%BMCR左右時(shí)，需要切換至電泵給水，運(yùn)行人員操作一鍵切至電泵給水按鈕，切換過程趨勢如圖8所示。

圖8 一鍵切至電泵給水趨勢圖

由圖8可見，一鍵切至電泵給水開始時(shí)間為19：09：11，此時(shí)電泵勺管在手動(dòng)狀態(tài)，汽泵控制在自動(dòng)狀態(tài)，給水流量實(shí)際值和設(shè)定值都為443t/h，電泵出口壓力為11．55MPa，汽泵出口壓力為13．31MPa，電泵再循環(huán)閥在自動(dòng)狀態(tài)且開度為100%，汽泵再循環(huán)閥在自動(dòng)狀態(tài)且開度為36%，按照一鍵切至電泵給水邏輯，電泵勺管指令逐漸增加，使得電泵出口壓力與汽泵出口壓力偏差在0．2MPa以內(nèi)時(shí)，汽泵控制強(qiáng)制切至手動(dòng)狀態(tài)，電泵勺管投入自動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)逐漸減小汽泵控制指令，19：17：25 時(shí)電泵出口壓力比汽泵出口壓力大0．5MPa，一鍵切至電泵給水過程結(jié)束，給水流量實(shí)際值與設(shè)定值最大偏差為50t/h。

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至30%BMCR 左右時(shí)，運(yùn)行人員操作主路向旁路一鍵切換按鈕，切換過程趨勢圖如圖9所示。

圖9 主路向旁路一鍵切換趨勢圖

由圖9可見，主路向旁路一鍵切換開始時(shí)間為20：11：45，此時(shí)給水流量實(shí)際值和設(shè)定值都為486t/h，旁路調(diào)節(jié)閥開度為0%，根據(jù)主路向旁路一鍵切換的邏輯，給水流量實(shí)際值與設(shè)定值偏差為0t/h，開始逐漸關(guān)閉給水主路電動(dòng)門，同時(shí)打開給水旁路調(diào)節(jié)閥，當(dāng)給水主路電動(dòng)門開度小于70%時(shí)，以給水主路電動(dòng)門每關(guān)閉指令2秒中停20秒的程序慢慢關(guān)閉給水主路電動(dòng)門直至全關(guān)，20：26：59 給水流量實(shí)際值達(dá)到最小值445t/h，給水旁路調(diào)節(jié)閥慢慢開啟直至全開。20：27：45主路向旁路一鍵切換結(jié)束。

6 結(jié)束語

從冷態(tài)與熱態(tài)沖洗到鍋爐點(diǎn)火、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及機(jī)組帶負(fù)荷過程中，給水控制實(shí)現(xiàn)了全程自動(dòng)控制，且能通過判斷當(dāng)前工況來自動(dòng)投入適應(yīng)于當(dāng)前工況的控制方式，在不同的斷點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一鍵切換，即提高了機(jī)組的自動(dòng)化控制水平，也減小了運(yùn)行人員的操作強(qiáng)度，為同類型燃煤機(jī)組在給水一鍵全程自動(dòng)控制方面提供了參考經(jīng)驗(yàn)。