配置兩臺(tái)100%電動(dòng)給水泵機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷切換試驗(yàn)研究

邱樹(shù)良　王真　宋瑞?！√杖铩垘r　祝寶營(yíng)

【摘 要】介紹了國(guó)外135MW循環(huán)流化床機(jī)組配置兩臺(tái)100%電動(dòng)給水泵，在機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)模擬一臺(tái)泵發(fā)生故障跳閘，另一臺(tái)泵安全成功啟動(dòng)的切換試驗(yàn)，并在試驗(yàn)后對(duì)相關(guān)邏輯和參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)給水泵；滿(mǎn)負(fù)荷；故障跳閘；切換試驗(yàn)

0 引言

菲律賓普丁巴圖項(xiàng)目循環(huán)流化床機(jī)組設(shè)計(jì)兩臺(tái)100%容量電動(dòng)液力耦合器給水泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用，當(dāng)一臺(tái)給水泵跳閘后另外一臺(tái)泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，這個(gè)過(guò)程既要保證汽包水位波動(dòng)正常，鍋爐不發(fā)生MFT，又能穩(wěn)定機(jī)組安全運(yùn)行，而在實(shí)際的DCS邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有考慮到該功能，只是給水泵能夠聯(lián)鎖啟動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)備用泵啟動(dòng)后，自動(dòng)調(diào)節(jié)汽包水位至正常值，給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)機(jī)組的給水控制邏輯和聯(lián)鎖條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在機(jī)組50%、75%和100%負(fù)荷下，進(jìn)行給水泵的切換試驗(yàn)，驗(yàn)證了邏輯設(shè)計(jì)的正確性，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的要求。

1 試驗(yàn)方案策劃

針對(duì)此項(xiàng)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)方案：在給水泵100%負(fù)荷切換過(guò)程中不能有人為干預(yù)，完全自動(dòng)控制，備用泵聯(lián)鎖啟動(dòng)后，立即投入給水自動(dòng)，保證汽包水位正常變化，不能超出跳閘值。對(duì)組態(tài)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、修改以及仿真，由于機(jī)組100%負(fù)荷時(shí)給水泵出力可達(dá)450t/h，而汽包水位要求變化只能在-280mm～+200mm以?xún)?nèi)，超出該范圍，鍋爐就會(huì)發(fā)生MFT從而引起機(jī)組跳閘，因此，在調(diào)試邏輯時(shí)，設(shè)計(jì)了以下控制思路：

1）在給水泵切換的瞬間，備用泵啟動(dòng)后，一旦給水流量達(dá)到200t/h馬上自動(dòng)關(guān)閉給水旁路再循環(huán)門(mén)，保證運(yùn)行泵跳閘后備用泵能迅速給鍋爐汽包補(bǔ)水，維持汽包水位不突降。

2）投入搶水按鈕后，備用泵置于40%液耦開(kāi)度，帶負(fù)荷啟動(dòng)，并讓該泵開(kāi)度跟蹤運(yùn)行泵開(kāi)度超調(diào)20%，保證備用泵瞬間啟動(dòng)，水量足夠滿(mǎn)足汽包水位突降變動(dòng)量。

3）因在給水泵切換時(shí)給水流量變化較大，此時(shí)不宜投入汽包水位三沖量控制，故在延時(shí)13秒后投入汽包水位單沖量控制，等待180秒，給水流量穩(wěn)定后投入給水三沖量控制。

4）在給水泵切換時(shí)，將正常狀況下汽包水位偏差大超過(guò)-100mm～+100mm切除自動(dòng)改為-200mm～+150mm切除自動(dòng)，避免在水位變化較大的情況下切除自動(dòng)，造成水位異常停機(jī)，從而保證熱控自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將汽包水位維持在合理范圍0mm以?xún)?nèi)。

5）在機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中給水泵跳閘瞬間，備用給水泵帶40%負(fù)荷啟動(dòng)，如果此時(shí)馬上增加液耦開(kāi)度至滿(mǎn)出力負(fù)荷的1.2倍，會(huì)造成給水泵電機(jī)過(guò)電流保護(hù)跳閘，我們?cè)谶壿嬙O(shè)計(jì)時(shí)增加5秒延時(shí)，避開(kāi)給水泵的啟動(dòng)瞬間，保證給水泵安全啟動(dòng)。

2 試驗(yàn)的責(zé)任劃分

在進(jìn)行該試驗(yàn)前，對(duì)試驗(yàn)的方案進(jìn)行了詳細(xì)的策劃計(jì)算以及精密部署。

試驗(yàn)總指揮負(fù)責(zé)方案的策劃與制定，控制思路的指導(dǎo)，并在過(guò)程中時(shí)刻提醒試驗(yàn)人員注意各個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)，為試驗(yàn)成功奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

試驗(yàn)副總指揮負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè)并現(xiàn)場(chǎng)指揮，確保人員及時(shí)到位。

熱控專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)熱控自動(dòng)控制方案的詳細(xì)制定與試驗(yàn)過(guò)程中參數(shù)的優(yōu)化，并在試驗(yàn)過(guò)程中時(shí)刻關(guān)注水位曲線(xiàn)，優(yōu)化控制參數(shù)。

汽機(jī)專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)備滿(mǎn)足條件審核和試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

鍋爐專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)事故預(yù)案和操作監(jiān)控。

電氣專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)事故應(yīng)急合閘。

3 試驗(yàn)過(guò)程

首先，進(jìn)行了第一次50%負(fù)荷的給水泵切換試驗(yàn)，在50%負(fù)荷初次試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，給水泵勺管如果未增加20%的超調(diào)量會(huì)引起汽包水位持續(xù)降低，水量維持不住，水位變化過(guò)大超過(guò)-100mm～+100mm，水位控制容易切除自動(dòng)。在切泵過(guò)程中，給水流量變化過(guò)大，給水三沖量控制不穩(wěn)定，針對(duì)此種狀況我們對(duì)此邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，延時(shí)投入三沖量，并修改了切除手動(dòng)定值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

1）汽包水位變化量：-2mm～+102mm。

2）電泵電流未超過(guò)報(bào)警值。

3）負(fù)荷波動(dòng)3MW。

4）汽包水位10分鐘后達(dá)到穩(wěn)定值0mm。

其次，進(jìn)行了75%負(fù)荷下的給水泵切換試驗(yàn)，將汽包水位維持在0mm正常水位范圍內(nèi)，手動(dòng)跳閘運(yùn)行電動(dòng)給水泵，備用給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，在機(jī)組75%負(fù)荷下給水泵切換試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)給水泵出力不同，導(dǎo)致液耦超調(diào)20%，對(duì)此我們對(duì)給水泵的超調(diào)量進(jìn)行了優(yōu)化，更改為A泵液耦超調(diào)20%，B泵液耦超調(diào)15%。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

1）汽包水位變化量：-79mm～+146mm。

2）電泵超電流20秒。

3）負(fù)荷波動(dòng)3MW。

4）汽包水位9分鐘后達(dá)到穩(wěn)定值0mm。

最后進(jìn)行了機(jī)組100%負(fù)荷下給水泵試驗(yàn)，總指揮下令準(zhǔn)備進(jìn)行給水泵100%切換試驗(yàn)，副總指揮安排各專(zhuān)業(yè)準(zhǔn)備就位，機(jī)務(wù)專(zhuān)業(yè)倒數(shù)指令3、2、1，手動(dòng)跳閘運(yùn)行給水泵，備用給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，汽包水位緩慢調(diào)整到0mm，試驗(yàn)完成。試驗(yàn)結(jié)束后其技術(shù)指標(biāo)如下：

1）汽包水位最低達(dá)到-109mm，最高達(dá)到56mm。

2）電泵超電流560A 持續(xù)7秒鐘。

3）機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)3MW。

4）汽包水位11分鐘內(nèi)穩(wěn)定至0mm。

5）汽包自動(dòng)控制水位單沖量/三沖量控制平穩(wěn)無(wú)突變。

6）機(jī)組CCS負(fù)荷控制基本無(wú)擾動(dòng)。

4 試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及建議

根據(jù)本次電動(dòng)給水泵各個(gè)負(fù)荷段下切換試驗(yàn)結(jié)果，提出以下幾點(diǎn)建議。

4.1 在給水泵的100%切換過(guò)程中，給水泵再循環(huán)閥門(mén)由于壓差原因未全部打開(kāi)，經(jīng)過(guò)力矩調(diào)整后，閥門(mén)勉強(qiáng)打開(kāi)，建議在設(shè)計(jì)選型過(guò)程中計(jì)算力矩，選擇力矩滿(mǎn)足要求的閥門(mén)。

4.2 在給水泵的100%切換過(guò)程中，在給水短時(shí)間中斷期間，備用泵聯(lián)鎖啟動(dòng)后電機(jī)有超電流現(xiàn)象，建議設(shè)計(jì)計(jì)算給水泵電機(jī)容量時(shí)，選擇滿(mǎn)足給水泵滿(mǎn)負(fù)荷切換工況下的電機(jī)，避免出現(xiàn)給水泵超電流現(xiàn)象。

5 試驗(yàn)的邏輯及參數(shù)優(yōu)化

在50%負(fù)荷給水泵切換試驗(yàn)后，對(duì)存在的邏輯問(wèn)題進(jìn)行了修改，因運(yùn)行給水泵跳閘后，另一臺(tái)給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)至額定負(fù)荷約需要5秒鐘，所以備用泵啟動(dòng)瞬間，增加5秒延時(shí)然后迅速跟蹤跳閘泵負(fù)荷的1.2倍，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，跳閘泵負(fù)荷的1.2倍數(shù)值偏小，給水量補(bǔ)充不足，汽包水位下降很快，有發(fā)生汽包水位低MFT的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)電動(dòng)給水泵啟動(dòng)電流的比較，此時(shí)電流還遠(yuǎn)未達(dá)到報(bào)警值，所以將跟蹤跳閘給水泵負(fù)荷的1.2倍改為1.25倍，通過(guò)機(jī)組75%和100%負(fù)荷給水泵切換試驗(yàn)驗(yàn)證，此數(shù)值較合理，滿(mǎn)足安全運(yùn)行需求。

6 試驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用

兩臺(tái)電動(dòng)給水泵各個(gè)負(fù)荷工況下切換試驗(yàn)成功后，運(yùn)行人員可以在機(jī)組正常運(yùn)行中投入搶水按鈕，在事故泵跳閘后，無(wú)需運(yùn)行人員干預(yù)，備用泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，迅速調(diào)整汽包水位至正常值，避免了因給水泵跳閘汽包水位波動(dòng)劇烈引起的機(jī)組跳閘。保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。

此次給水泵滿(mǎn)負(fù)荷熱態(tài)切換試驗(yàn)的成功經(jīng)驗(yàn)完全可以應(yīng)用于以后的新建機(jī)組調(diào)試和老機(jī)組的改造過(guò)程中，給機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了很好的示范，同時(shí)也可以減輕運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度。

[責(zé)任編輯：田吉捷]