國(guó)華定州電廠二期工程包含兩臺(tái)660MW超臨界空冷機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配備兩臺(tái)100%的凝結(jié)水泵，采用一用一備的運(yùn)行方式。每臺(tái)機(jī)組的兩臺(tái)凝結(jié)水泵采用一套變頻器進(jìn)行控制，控制方式為一拖二控制方式，即一臺(tái)變頻器既可用于A凝結(jié)水泵的變頻控制，也可切換到B凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻控制。

根據(jù)這一控制要求，針對(duì)凝結(jié)水泵電氣控制回路和熱工控制邏輯進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)及修改，并在運(yùn)行中加以應(yīng)用?，F(xiàn)針對(duì)電氣和熱控的控制原理及控制特點(diǎn)進(jìn)行如下說(shuō)明。

電氣控制原理及控制特點(diǎn)說(shuō)明

1 電氣控制原理圖（圖1）

圖1

說(shuō)明：

• M1、M2——為兩臺(tái)凝結(jié)水泵馬達(dá)
• QF1、QF3——為兩臺(tái)凝結(jié)水泵工頻方式的電氣開(kāi)關(guān)
• QF2——為變頻器變頻裝置的電氣開(kāi)關(guān)
• QF4、QF5——為兩臺(tái)凝結(jié)水泵變頻方式的電氣開(kāi)關(guān)

2 電氣開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)（與DCS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)）

• QF1—QF5五個(gè)電氣開(kāi)關(guān)的啟/停指令信號(hào)（10個(gè)）
• QF1—QF5五個(gè)電氣開(kāi)關(guān)就地/遠(yuǎn)方信號(hào)（5個(gè)）
• QF1—QF5五個(gè)電氣開(kāi)關(guān)合閘位、分閘位（10個(gè)）
• QF1—QF5五個(gè)電氣開(kāi)關(guān)故障信號(hào)（5個(gè)）

3 變頻裝置的控制信號(hào)（與DCS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)）

• 變頻裝置待機(jī)信號(hào)
• 變頻裝置就地/遠(yuǎn)方信號(hào)
• 變頻裝置運(yùn)行/停止信號(hào)
• 變頻裝置輕故障報(bào)警信號(hào)
• 變頻裝置重故障保護(hù)信號(hào)

4 電氣開(kāi)關(guān)之間的聯(lián)鎖關(guān)系

4.1 A凝泵變頻運(yùn)行過(guò)程中，如果凝泵變頻器重度故障信號(hào)發(fā)生，則聯(lián)鎖跳開(kāi)QF2、 QF4開(kāi)關(guān)；B凝泵變頻運(yùn)行過(guò)程中，如果凝泵變頻器重度故障信號(hào)發(fā)生，則聯(lián)鎖跳開(kāi)QF2、QF5開(kāi)關(guān)；（就地實(shí)現(xiàn)）

4.2 在變頻方式下，A凝泵變頻故障后，聯(lián)啟B泵工頻運(yùn)行控制邏輯，見(jiàn)圖2 ：（DCS實(shí)現(xiàn)）

圖2

4.3 在變頻方式下，B凝泵變頻故障后，聯(lián)啟A泵工頻運(yùn)行控制邏輯，見(jiàn)圖3：（DCS實(shí)現(xiàn)）

圖3

4.4 開(kāi)關(guān)QF1和開(kāi)關(guān)QF4之間相互閉鎖；開(kāi)關(guān)QF3和開(kāi)關(guān)QF5之間相互閉鎖：開(kāi)關(guān)QF4和開(kāi)關(guān)QF5之間相互閉鎖。（DCS實(shí)現(xiàn)）

4.5 兩臺(tái)泵均采用工頻控制模式時(shí)，聯(lián)鎖投入后，QF1斷開(kāi)聯(lián)啟QF3；QF3斷開(kāi)聯(lián)啟QF1。（DCS實(shí)現(xiàn)）

熱工控制原理及控制邏輯說(shuō)明

1 凝結(jié)水泵啟動(dòng)控制

每臺(tái)凝結(jié)水泵啟動(dòng)指令有兩個(gè)，分為工頻啟動(dòng)指令和變頻啟動(dòng)指令。

1.1 A凝結(jié)水泵啟動(dòng)控制

工頻啟動(dòng)過(guò)程：按下工頻啟動(dòng)按鈕，發(fā)出工頻啟動(dòng)指令，首先合閘QF1開(kāi)關(guān)，QF1開(kāi)關(guān)合上后自動(dòng)啟動(dòng)A凝結(jié)水泵；

變頻啟動(dòng)過(guò)程：先合閘QF2和QF4開(kāi)關(guān)，當(dāng)變頻器啟動(dòng)允許條件滿足時(shí)，按下變頻啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)變頻器，變頻器啟動(dòng)后自動(dòng)啟動(dòng)A凝結(jié)水泵。

變頻器啟動(dòng)允許條件包括：QF2合閘狀態(tài)、QF4合閘狀態(tài)、QF1分閘狀態(tài)、變頻器發(fā)出待機(jī)信號(hào)、變頻器處于遠(yuǎn)方控制方式。

1.2 B凝結(jié)水泵啟動(dòng)控制

工頻啟動(dòng)過(guò)程：按下工頻啟動(dòng)按鈕，發(fā)出工頻啟動(dòng)指令，首先合閘QF3開(kāi)關(guān)，QF3開(kāi)關(guān)合上后自動(dòng)啟動(dòng)B凝結(jié)水泵；

變頻啟動(dòng)過(guò)程：先合閘QF2和QF5開(kāi)關(guān)，當(dāng)變頻器啟動(dòng)允許條件滿足時(shí)，按下變頻啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)變頻器，變頻器啟動(dòng)后自動(dòng)啟動(dòng)B凝結(jié)水泵。

變頻器啟動(dòng)允許條件包括：QF2合閘狀態(tài)、QF5合閘狀態(tài)、QF3分閘狀態(tài)、變頻器發(fā)出待機(jī)信號(hào)、變頻器處于遠(yuǎn)方控制方式。

2 凝結(jié)水泵停止控制

每臺(tái)凝結(jié)水泵停止指令有兩個(gè)，分為工頻停止指令和變頻停止指令。

2.1 A凝結(jié)水泵停止控制

工頻停止過(guò)程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出工頻停止指令，直接斷開(kāi)QF1開(kāi)關(guān)，QF1開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，A凝結(jié)水泵停運(yùn)；

變頻停止過(guò)程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出變頻停止指令，先將變頻器頻率指令降至最低1HZ，變頻器停運(yùn)，然后A凝結(jié)水泵停運(yùn)，再斷開(kāi)QF4開(kāi)關(guān)和QF2開(kāi)關(guān)。

2.2 B凝結(jié)水泵停止控制

工頻停止過(guò)程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出工頻停止指令，直接斷開(kāi)QF3開(kāi)關(guān)，QF3開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，B凝結(jié)水泵停運(yùn)；

變頻停止過(guò)程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出變頻停止指令，先將變頻器頻率指令降至最低1HZ，變頻器停運(yùn)，然后B凝結(jié)水泵停運(yùn)，再斷開(kāi)QF5開(kāi)關(guān)和QF2開(kāi)關(guān)。

3 凝結(jié)水泵狀態(tài)信號(hào)判斷

3.1 A凝結(jié)水泵運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)

工頻運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)：直接用QF1開(kāi)關(guān)的合閘/分閘位來(lái)表示；

變頻運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)：用QF2開(kāi)關(guān)、QF4開(kāi)關(guān)的合閘位和變頻器運(yùn)行狀態(tài)，三者相與來(lái)表示變頻運(yùn)行狀態(tài)；用QF2開(kāi)關(guān)、QF4開(kāi)關(guān)的分閘位和變頻器停止?fàn)顟B(tài)，三者相或來(lái)表示變頻停運(yùn)狀態(tài)。

3.2 B凝結(jié)水泵運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)

工頻運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)：直接用QF3開(kāi)關(guān)的合閘/分閘位來(lái)表示；

變頻運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)：用QF2開(kāi)關(guān)、QF5開(kāi)關(guān)的合閘位和變頻器運(yùn)行狀態(tài)，三者相與來(lái)表示變頻運(yùn)行狀態(tài)；用QF2開(kāi)關(guān)、QF5開(kāi)關(guān)的分閘位和變頻器停止?fàn)顟B(tài)，三者相或來(lái)表示變頻停運(yùn)狀態(tài)。

除氧器水位自動(dòng)調(diào)節(jié)回路的改進(jìn)

原設(shè)計(jì)中，除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩路電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)管徑的大小所對(duì)應(yīng)的流量的不同分為主、輔兩路調(diào)節(jié)門(mén)，共同完成除氧器水位的調(diào)節(jié)控制。凝結(jié)水泵改為變頻器控制后，除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)則主要通過(guò)改變變頻泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體的方案設(shè)計(jì)如下：

1 變頻泵的自動(dòng)調(diào)節(jié)回路

增加一套變頻泵調(diào)除氧器水位的LOOP圖、邏輯圖、及M/A站，可在除氧器水位控制M/A站上設(shè)定水位定值。變頻控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍暫定為70%～100%額定轉(zhuǎn)速。

1.1 如果凝結(jié)水泵以變頻方式運(yùn)行，且頻率調(diào)節(jié)回路投入自動(dòng)方式，則變頻泵負(fù)責(zé)調(diào)整除氧器水位。凝結(jié)水主、輔調(diào)門(mén)負(fù)責(zé)階段性調(diào)節(jié)凝泵出口壓力，手動(dòng)/自動(dòng)方式不限。

1.2 如果凝結(jié)水泵以變頻方式運(yùn)行，但頻率調(diào)節(jié)回路處于手動(dòng)方式，則變頻泵負(fù)責(zé)手動(dòng)調(diào)整凝泵出口壓力。凝結(jié)水主、輔調(diào)門(mén)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)除氧器水位，手動(dòng)/自動(dòng)方式不限。

1.3 變頻泵頻率調(diào)節(jié)回路切手動(dòng)條件：

• 除氧器水位測(cè)量故障；
• 除氧器水位高二值；
• PID調(diào)節(jié)偏差大；
• 變頻泵未運(yùn)行；
• 變頻器為就地控制位，變頻器控制回路跟蹤變頻泵實(shí)際轉(zhuǎn)速；
• 變頻器故障。

2 主、輔調(diào)門(mén)的自動(dòng)調(diào)節(jié)回路

在主、輔調(diào)門(mén)的自動(dòng)調(diào)節(jié)回路LOOP圖中增加自動(dòng)緩慢調(diào)節(jié)凝泵出口壓力的功能。

變頻泵調(diào)節(jié)投自動(dòng)時(shí)，主、輔調(diào)門(mén)負(fù)責(zé)校正壓力，可選擇手動(dòng)或自動(dòng)完成。只要變頻泵水位調(diào)節(jié)切手動(dòng)，則除氧水位調(diào)節(jié)由主、輔調(diào)門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)，可選擇手動(dòng)或自動(dòng)完成。在自動(dòng)工況時(shí)，可在主調(diào)門(mén)M/A站上設(shè)定除氧器水位定值。

2.1 主、輔調(diào)門(mén)切手動(dòng)條件：

• 除氧器水位測(cè)量故障；
• 除氧器水位高二值；
• 給水流量測(cè)量故障；
• PID調(diào)節(jié)偏差大；
• 主、輔調(diào)門(mén)各自的指令、反饋偏差大。

2.2 校正壓力回路的投入

變頻泵調(diào)節(jié)投入自動(dòng)時(shí)，為了滿足凝結(jié)水母管壓力不低于2.3Mpa（指令）。此時(shí)主、輔調(diào)門(mén)若在自動(dòng)位，校正壓力回路自動(dòng)投入，除氧器主、輔調(diào)門(mén)從當(dāng)前閥位較快回到當(dāng)前負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的開(kāi)度，隨著工況的變化，主調(diào)門(mén)以緩慢的速率（0.01% / 秒）開(kāi)啟或關(guān)閉至相應(yīng)的閥位開(kāi)度（參看圖4給水流量—閥門(mén)開(kāi)度線）

圖4 除氧器主調(diào)門(mén)變閥位曲線

2.3 閥門(mén)聯(lián)關(guān)條件

除氧器水位高二值聯(lián)關(guān)主、輔調(diào)門(mén)，開(kāi)度至0，維持15秒。

3 水位設(shè)定值的設(shè)定

3.1 變頻泵投入自動(dòng)時(shí)，水位設(shè)定值在變頻泵操作器M/A站上設(shè)定。

3.2 變頻泵切手動(dòng)，且主調(diào)門(mén)投自動(dòng)時(shí)，水位設(shè)定值在主調(diào)門(mén)操作器M/A站上設(shè)定。

3.3 輔助調(diào)節(jié)門(mén)的設(shè)定值一直跟蹤主調(diào)門(mén)的水位設(shè)定值。

運(yùn)行人員倒泵操作說(shuō)明

當(dāng)A凝結(jié)水泵以變頻方式運(yùn)行一段時(shí)間后，需要進(jìn)行倒泵。首先，在操作員畫(huà)面將變頻器自動(dòng)控制回路切到手動(dòng)控制，投入主調(diào)節(jié)門(mén)自動(dòng)控制回路（或保持除氧器水位手動(dòng)控制）；運(yùn)行人員合QF3開(kāi)關(guān)，B凝結(jié)水泵工頻運(yùn)行；待B泵運(yùn)行穩(wěn)定后，停止變頻器運(yùn)行；變頻器停止后，運(yùn)行人員斷開(kāi)QF2、QF4開(kāi)關(guān)，A泵變頻控制停止完成。

然后，運(yùn)行人員合QF1開(kāi)關(guān)，A泵工頻運(yùn)行；A泵運(yùn)行穩(wěn)定后，再斷開(kāi)QF3開(kāi)關(guān)，B泵停止。然后合QF2、QF5開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)變頻器，B泵在變頻控制方式運(yùn)行；待達(dá)到一定出力后，斷開(kāi)QF1開(kāi)關(guān)，停止A泵工頻運(yùn)行。

此時(shí)如果主調(diào)節(jié)門(mén)自動(dòng)投入，則切到手動(dòng)，然后投入B泵變頻自動(dòng)，倒泵工作完成。

6 結(jié)論

我們依據(jù)以上所述的控制原理及特點(diǎn)，對(duì)變頻器設(shè)備的控制邏輯進(jìn)行了修改，并經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)進(jìn)行了完善，目前設(shè)備運(yùn)行正常，切換正常；對(duì)變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)部分的邏輯進(jìn)行了整理和優(yōu)化，自調(diào)系統(tǒng)能夠正常投入，且滿足實(shí)際運(yùn)行要求。

（編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“變頻技術(shù)在定州電廠二期工程凝結(jié)水泵控制中的應(yīng)用”，作者為王斌、郭樂(lè)樂(lè)。）