中國(guó)粼技術(shù)新產(chǎn)品器 na Neo Technologies and product工業(yè)技術(shù)火電廠(chǎng)循環(huán)水泵變頻驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)劉建平劉效武(內(nèi)蒙古烏海市海勃灣發(fā)電廠(chǎng),內(nèi)蒙古烏海016034)摘要:循環(huán)水泵是火力發(fā)電設(shè)備中的重要輔機(jī)之一,其功耗占主杋容量的4%左右。由于冷卻水流量是影響汽輪機(jī)真空度的主要素,因而循環(huán)水泵的控制歷來(lái)是火電廠(chǎng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)已投入運(yùn)行的中等功率的火電機(jī)組大多采用節(jié)流調(diào)節(jié)方式,通過(guò)操作閥門(mén)實(shí)現(xiàn)冷卻水水流量的調(diào)節(jié),而對(duì)循環(huán)水泵采取定速控制。這種調(diào)節(jié)方式控制粗糙,汽輪機(jī)的真空度不穩(wěn)定,不能保誣汽輪機(jī)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下運(yùn)行。另外,當(dāng)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),定速控制造成閥門(mén)兩端壓差很大,大量的能量消耗在閥門(mén)上,并且泵的運(yùn)行效率也很低,長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致火電廠(chǎng)的能耗十分嚴(yán)重。隨著大功率機(jī)組的大量投入運(yùn)行,各電網(wǎng)中的中等功率機(jī)組相繼參入調(diào)峰運(yùn)行,循環(huán)水泵大多數(shù)運(yùn)行時(shí)間在變工況下工作?，F(xiàn)在國(guó)家已經(jīng)把火電廠(chǎng)的節(jié)能技術(shù)改造提高到了一個(gè)新的高度,并列入電力行業(yè)重點(diǎn)科技計(jì)劃。因此,在能源資源日益緊張的今天,研究如何對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行調(diào)速控制具有十分重要的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文通過(guò)分析汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原理,提出了一種新的先進(jìn)的調(diào)速流量控制方案,采用PLC、PID和變頻技術(shù)對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行調(diào)速控制,組成"汽輪?wèn)i最有利真空循環(huán)水泵變頻驅(qū)動(dòng)PC控制系統(tǒng)誾該控制系統(tǒng)能夠根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)循環(huán)水泵系統(tǒng)水泵的數(shù)量和轉(zhuǎn)速,達(dá)到最有利真空的控制目的,從而改變了火電廠(chǎng)以往的狀況,實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)真空度的高精度控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,且運(yùn)行穩(wěn)定,可靠性能高,節(jié)能效果顯著。關(guān)鍵詞:電廠(chǎng);循環(huán)水泵;驅(qū)動(dòng)控制中圖分類(lèi)號(hào):TM6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式與循環(huán)水泵流k當(dāng)汽輪機(jī)的蒸汽負(fù)荷改變時(shí),循環(huán)水泵的量的控制k2(1)流量要隨之變動(dòng)(假設(shè)流量從QA降為QB)。有1.1汽輪機(jī)的最有利真空度兩種方法可以改變流量:一種是通過(guò)改變給水目前汽輪機(jī)的真空度主要是靠調(diào)節(jié)冷卻求出增加循環(huán)水量后的傳熱系數(shù)k2。調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度(節(jié)流調(diào)節(jié)方式),使管網(wǎng)阻力系水流量來(lái)控制的。由汽輪機(jī)的運(yùn)行原理可以知12.3假設(shè)一個(gè)排汽壓力Pn,計(jì)算出傳熱數(shù)Sf改變,從而改變管阻特性曲線(xiàn),這時(shí)水泵道,運(yùn)行中的凝汽器壓力主要取決于蒸汽負(fù)等效平均溫差△m2運(yùn)行的工況點(diǎn)變?yōu)锽,對(duì)應(yīng)的流量是QB,揚(yáng)程荷冷卻水入口溫度和冷卻水水量。冷卻水溫由公式是HB。另-種方法是通過(guò)改變水泵的轉(zhuǎn)速,改般取決于自然條件,于是在蒸汽負(fù)荷一定的△tn2Ak2變水泵的特性曲線(xiàn),這時(shí)水泵運(yùn)行的工況點(diǎn)為凊況下就只有靠增加冷卻水的流量來(lái)提高凝(2)A'轉(zhuǎn)速由nA降到nA’,流量也為QB,而揚(yáng)汽器的真空度,但是當(dāng)冷卻水水量增加使真空r2程為HA’。度提高的同時(shí),循環(huán)泵的投資及運(yùn)行電耗將大式中A為凝冷器換熱面積,n2為凝汽器可以看出,與調(diào)速方式相比,調(diào)節(jié)閥門(mén)流幅增加。為了提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,由于真潛熱。可以計(jì)算出循環(huán)水流量增加后汽輪機(jī)排量的控制方式中有HB-HA’的揚(yáng)程浪費(fèi)在管空度提高汽輪機(jī)功率的增量△N應(yīng)大于為增汽量Dn2。網(wǎng)中;當(dāng)在低負(fù)荷等工況運(yùn)行時(shí),冷卻水的流加循環(huán)水量水泵所多消耗的功率△N2。顯然如果Dn2的值滿(mǎn)足下式量由于只能靠調(diào)節(jié)閥門(mén)控制,造成閥門(mén)兩端壓汽輪機(jī)的最有利真空Peco(又稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)真空),差很大,很大的能量消耗在閥門(mén)上,長(zhǎng)期運(yùn)行應(yīng)位于凈增功率△N=△NI-△N2的最大值<0.2%3)能耗十分嚴(yán)重。并且當(dāng)這個(gè)差值很大的時(shí)候,處,此時(shí)汽輪機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式[3]Dw為D有可能導(dǎo)致管網(wǎng)破裂,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因冷卻水流量,p為汽輪機(jī)的凝汽器真空,ΔN(式中Dn1為循環(huán)水量增加前汽輪機(jī)的排而循環(huán)水泵采用調(diào)速運(yùn)行,節(jié)能效果是很顯著為功率差值,△N在冷卻水水量比較小的時(shí)候汽量)則認(rèn)為P就是增加循環(huán)水量后的排汽的。隨冷卻水量的增大而增加,到點(diǎn)a達(dá)到最大,壓力。如果不滿(mǎn)足上式,應(yīng)重新設(shè)定排汽壓力2汽輪機(jī)最有利真空度循環(huán)泵控制系統(tǒng)如果再進(jìn)一步增大冷卻水水流量,△N反而開(kāi)值進(jìn)行計(jì)算,直至滿(mǎn)足為止。設(shè)計(jì)始減小,直至為零。但當(dāng)?shù)竭_(dá)c點(diǎn)時(shí),汽輪機(jī)末1.24根據(jù)排汽壓力Pn,計(jì)算出相對(duì)真空1系統(tǒng)的控制原理級(jí)噴嘴的膨脹能力已達(dá)到極限,汽輪機(jī)功率不和提高的真空度該系統(tǒng)主要由由3臺(tái)水泵、1臺(tái)變頻器會(huì)再增加,故c點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的真空稱(chēng)為極限真1.2.5根據(jù)提高的真空度與標(biāo)準(zhǔn)煤耗的關(guān)IPC、PLC、PID以及線(xiàn)性壓力傳感器等組成。空。由a點(diǎn)引等水量線(xiàn)與凝汽器壓力線(xiàn)相交的系以及增加循環(huán)水流量后的電能耗費(fèi)工控機(jī)IPC作為上位機(jī),主要負(fù)責(zé)火電廠(chǎng)b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的真空值peco就是最有利真空,a計(jì)算出循環(huán)水流量增加所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)行檢測(cè)和監(jiān)控,并在線(xiàn)計(jì)算最有利真空點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的冷卻水水量Deo就是最佳冷卻水△N值,為控制循環(huán)水泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供重要水量1.26按照以上步驟重復(fù)計(jì)算不同流量下參考數(shù)據(jù)。PLC、PD調(diào)節(jié)器和壓力傳感器組成12最有利真空度的計(jì)算增加的經(jīng)濟(jì)效益ΔN,可以確定最有利真空的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng),用來(lái)控制循環(huán)冷卻水流由上述分析可以看出,改變循環(huán)水流量可位置peco以提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但必須計(jì)算改變循由以上計(jì)算分析的原則,控制系統(tǒng)可以通22循環(huán)水泵的調(diào)速控制環(huán)水量后的經(jīng)濟(jì)效益△N確定在既定冷卻水過(guò)上位機(jī)PO實(shí)時(shí)計(jì)算最有利真空的數(shù)值,由由21和22的分析可知,最有利真空的溫度和蒸汽負(fù)荷的前提下汽輪機(jī)的最有利真此作為依據(jù)PID調(diào)節(jié)器的設(shè)定值),來(lái)調(diào)節(jié)循實(shí)現(xiàn)是靠調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的流量。本文利用空位置。在本文提出的控制方案中,利用工控環(huán)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)和運(yùn)行轉(zhuǎn)速,控制循環(huán)水流PLC和PID設(shè)計(jì)了一個(gè)反饋控制系統(tǒng)。其中,機(jī)IPC調(diào)用各種參數(shù)數(shù)據(jù),可以實(shí)時(shí)在線(xiàn)計(jì)算量使汽輪機(jī)的真空度維持在最有利真空位置,PLC控制著各臺(tái)水泵的運(yùn)行狀態(tài)(工頻、變頻出汽輪機(jī)的最有利真空位置。為了便于在工程保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行停止),從而控制水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù),在大范圍上中應(yīng)用,本文根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),采用以下計(jì)1.3循環(huán)水流量的調(diào)速控制方式原理控制循環(huán)水的流量PID調(diào)節(jié)器控制變頻器對(duì)算原則。水泵的管阻特性曲線(xiàn)可用公式(4表示變頻泵進(jìn)行速度調(diào)節(jié),在小范圍上控制循環(huán)水121根據(jù)循環(huán)水量增加以前的測(cè)試數(shù)的流量,從而使汽輪機(jī)的真空度穩(wěn)定的維持在據(jù),計(jì)算出凝汽器的傳熱系數(shù)和冷卻水速修H -Hs+s Q2正系數(shù)vl。式中Sf為管網(wǎng)阻力系數(shù)HSTFV中國(guó)煤化工參考文獻(xiàn)1,22根據(jù)循環(huán)水量增加以后的測(cè)試數(shù)口到冷凝器的汽包的位差和壓力差CNMHG大型電動(dòng)調(diào)速給水泵M據(jù),計(jì)算出增加循環(huán)水量后的水速修正系數(shù)個(gè)定值。SmQ2為總的水阻力損失,它號(hào)機(jī)里的“北界利吧刀國(guó)版社1990平方成正比。管阻特性曲線(xiàn)與H-Q曲線(xiàn)的交2沈士一汽輪機(jī)原理M]北京:中國(guó)電力出版由公式點(diǎn)即為水泵運(yùn)行的工況點(diǎn)。力數(shù)據(jù)中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品