1．前言
廣州珠江電廠裝機(jī)容量為4×300MW，三大主機(jī)均為哈爾濱動(dòng)力集團(tuán)提供。#1機(jī)組投產(chǎn)于1993年，MCS控制系統(tǒng)由美國(guó)西屋公司的WDPF-II分散控制系統(tǒng)構(gòu)成。因原有的系統(tǒng)不具備調(diào)節(jié)回路自動(dòng)投自動(dòng)的功能，給水控制沒(méi)有考慮汽泵跳閘事故工況下電泵的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，如果遇到汽泵跳閘工況，運(yùn)行人員只能手動(dòng)干預(yù)調(diào)節(jié)汽包水位，水位調(diào)節(jié)品質(zhì)較差；為了機(jī)組的安全，有時(shí)不得不采取切磨、減負(fù)荷的方法防止汽包水位超限跳爐。這樣導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組參數(shù)波動(dòng)，運(yùn)行人員手忙腳亂，勞動(dòng)強(qiáng)度、心理負(fù)擔(dān)較大。因此，電廠強(qiáng)烈要求增加給水事故工況下的調(diào)節(jié)功能。
此次#1機(jī)組DCS改造，采用上海新華控制工程有限公司的XDPS-400分散控制系統(tǒng)，從軟硬件上提供了解決這個(gè)問(wèn)題的可能。
2．設(shè)計(jì)思想
機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生汽泵跳閘的工況，對(duì)汽包水位調(diào)節(jié)而言屬于給水流量?jī)?nèi)擾。自動(dòng)調(diào)節(jié)回路設(shè)計(jì)的目的就是要快速消除汽泵跳閘引起的給水流量?jī)?nèi)擾，調(diào)節(jié)給水流量迅速恢復(fù)到汽泵跳閘前的水平，使得汽包水位不致波動(dòng)過(guò)大。
3．控制回路設(shè)計(jì)
3．1汽泵跳閘時(shí)，運(yùn)行汽泵的調(diào)節(jié)
汽泵跳閘初期，電泵尚未啟動(dòng)，還沒(méi)有流量，給水流量急劇減少，但汽包水位還沒(méi)有明顯下降。此時(shí)需迅速將另一臺(tái)汽泵的轉(zhuǎn)速提起，補(bǔ)償因汽泵跳閘引起的給水流量的減少。在實(shí)現(xiàn)上，有兩種方法：
?。?）給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)做平衡算法（BALANCE）
采用平衡算法的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)一臺(tái)給水泵跳閘后，余下的給水泵轉(zhuǎn)速會(huì)迅速自動(dòng)增加，保持總的出力不變。但也存在一個(gè)問(wèn)題；指令平衡中引用了電泵的勺管指令，而電泵在備用時(shí)，調(diào)整勺管位置并不改變電泵出力（因此時(shí)電泵還未啟動(dòng)），此時(shí)平衡算法起作用會(huì)引起給水流量的擾動(dòng)從而引起汽包水位擾動(dòng)。
?。?）給水泵流量做平衡算法
各臺(tái)泵設(shè)計(jì)流量調(diào)節(jié)內(nèi)回路，兩臺(tái)汽泵之間設(shè)置流量平衡回路。給水三沖量調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)給水流量指令到運(yùn)行的給水泵，流量調(diào)節(jié)回路負(fù)責(zé)將泵的出力調(diào)節(jié)到要求的流量，使得每臺(tái)泵流量均衡。當(dāng)一臺(tái)汽泵跳閘時(shí)，另一臺(tái)汽泵的給水流量指令系數(shù)自動(dòng)增加為原來(lái)的兩倍，補(bǔ)償總給水流量的損失。給水流量指令的切換設(shè)有一定的速率，防止汽泵轉(zhuǎn)速擾動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致MEH退出給水自動(dòng)，同時(shí)又要迅速補(bǔ)償總給水流量的缺口。
3．2電泵的聯(lián)動(dòng)及調(diào)節(jié)
正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵停止，電泵出口、入口門(mén)全開(kāi)，電泵處于備用狀態(tài)。電泵勺管預(yù)先置在一定的位置，以便電泵聯(lián)啟后能迅速的帶上負(fù)荷，縮短啟動(dòng)時(shí)間。該位置可參考機(jī)組正常運(yùn)行工況下（通常在240MW左右），單臺(tái)給水泵流量所對(duì)應(yīng)的電泵勺管位置確定，目前定在50%左右。
當(dāng)汽泵跳閘時(shí)，由SCS邏輯馬上聯(lián)啟電泵。同時(shí)，記錄下此時(shí)給水三沖量調(diào)節(jié)器的給水流量指令。電泵聯(lián)啟成功后，其勺管位置馬上跟蹤到汽泵跳閘時(shí)流量指令所對(duì)應(yīng)的電泵勺管位置，使得電泵能快速補(bǔ)償因汽泵跳閘造成的總給水流量的缺口。當(dāng)勺管位置到達(dá)跟蹤值附近后，解除跟蹤并將勺管投入自動(dòng)，參與給水調(diào)節(jié)。
3．3電泵聯(lián)啟后，汽泵的恢復(fù)
當(dāng)電泵聯(lián)啟成功并投入自動(dòng)后，電泵已具備給水自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，此時(shí)應(yīng)恢復(fù)汽泵的正常調(diào)節(jié)，將送到該汽泵的給水指令系數(shù)恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值。同樣，恢復(fù)的過(guò)程也需設(shè)有一定的速率，既要防止汽泵轉(zhuǎn)速擾動(dòng)過(guò)大，又不致進(jìn)入汽包的給水過(guò)多，汽包水位反超的過(guò)高。
至此，整個(gè)汽泵聯(lián)動(dòng)電泵過(guò)程結(jié)束，給水調(diào)節(jié)恢復(fù)正常。
4．試驗(yàn)情況
為安全起見(jiàn)，整個(gè)給水?dāng)_動(dòng)試驗(yàn)分兩步進(jìn)行。
1）機(jī)組負(fù)荷180MW時(shí)的擾動(dòng)試驗(yàn)
通過(guò)180MW負(fù)荷下的給水?dāng)_動(dòng)試驗(yàn)，觀察給水的調(diào)節(jié)情況，為下一步在高負(fù)荷下試驗(yàn)打好基礎(chǔ)；同時(shí)，降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，不會(huì)因?yàn)槠坏牟▌?dòng)引起機(jī)組跳爐的危險(xiǎn)。試驗(yàn)工況：機(jī)組負(fù)荷180MW，穩(wěn)定運(yùn)行；兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵處于備用；跳閘B小機(jī)，聯(lián)啟電泵參與給水調(diào)節(jié)。汽包水位波動(dòng)：-57mm，63mm。
通過(guò)試驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)給水流量恢復(fù)較慢（51秒），導(dǎo)致汽包水位下降較大；給水流量恢復(fù)到跳閘前水平后，反沖較大，且回調(diào)時(shí)間較長(zhǎng)，結(jié)果又導(dǎo)致汽包水位超調(diào)過(guò)大。按照這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，在240MW負(fù)荷下做給水?dāng)_動(dòng)試驗(yàn)，汽包水位將會(huì)下降100mm左右；同樣，水位上調(diào)也會(huì)過(guò)大。如果機(jī)組負(fù)荷更高，水位波動(dòng)將更為劇烈。
分析試驗(yàn)曲線，汽泵跳閘時(shí)，另一臺(tái)汽泵升速很快，而電泵升速較慢，電泵壓頭被汽泵壓住使得電泵流量增長(zhǎng)放慢，zui小流量再循環(huán)閥關(guān)閉較晚，電泵出水不及時(shí)，總給水流量恢復(fù)緩慢；當(dāng)汽泵轉(zhuǎn)速下降后，電泵流量增加，zui小流量閥打開(kāi)，使得給水流量猛增；而電泵調(diào)節(jié)滯后，水量回調(diào)較慢，導(dǎo)致汽包水位上調(diào)較高。
因此，修改電泵調(diào)節(jié)子回路，將電泵投入自動(dòng)后流量?jī)?nèi)回路的無(wú)擾切換速度加快，由原來(lái)的2~3分鐘減小為半分鐘左右，使電泵調(diào)節(jié)能迅速跟上給水指令。同時(shí)，在不影響給水泵安全運(yùn)行的前提下，將再循環(huán)閥關(guān)閉的流量定值減小，使得給水泵能迅速打出流量。
2）機(jī)組負(fù)荷240MW時(shí)的擾動(dòng)試驗(yàn)
在對(duì)給水調(diào)節(jié)回路作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，進(jìn)行了高負(fù)荷下的給水?dāng)_動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)工況：機(jī)組負(fù)荷240MW，穩(wěn)定運(yùn)行；兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵處于備用；跳閘B小機(jī)。試驗(yàn)曲線見(jiàn)附圖一?？梢?jiàn)，事故工況下，給水調(diào)節(jié)品質(zhì)得到了很大的提高，給水流量恢復(fù)時(shí)間縮短為16秒左右，汽包水位上下波動(dòng)-47mm~33mm。
5．結(jié)論
經(jīng)過(guò)完善后的給水控制回路經(jīng)受住了單臺(tái)汽泵跳閘這樣的事故工況考驗(yàn)，并且達(dá)到了理想的控制品質(zhì)，大大減輕了運(yùn)行人員在這樣的事故工況下的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了機(jī)組事故工況的處理能力。為機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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