除氧器水位調節系統優化探討

楊學武

摘 要：為了改善除氧器水位控制品質，同時降低的廠用電率，節約成本，將兩臺凝結水泵中的一臺改為變頻控制，一臺為原工頻控制，既節約了成本又提高運行效率。文章以某廠300 MW機組凝結水泵改變頻控制為例，凝泵改變頻后除氧器水位的控制策略。

關鍵詞：廠用電；變頻器；除氧器；調節系統

中圖分類號：TV734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0007-02

1 系統概況

目前變頻裝置在許多電廠已得到了較廣泛的應用，變頻調速裝置可高效率、精確地調節交流電動機的轉速，使得流量、壓力、液位等工藝參數的控制由低效的閥門、檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制，從而大量的節省能耗。

某廠300 MW機組設計有兩臺50%容量的定速凝結水泵，平時一臺運行，另一臺備用。為了提高水泵運行效率，減少廠用電量，降低廠用電率，將兩臺凝結水泵中的一臺由定速運行改為變速運行，加入一臺變頻器來實現水泵的變速運行。這樣既達到了用變頻凝結水泵控制除氧器的進水量，也達到了節省改造的費用的目的。這樣一臺凝泵為變速運行，另一臺凝泵仍為工頻運行，正常運行時變速泵運行，除氧器上水門基本全開，由水泵的轉速變化來調節除氧器水位，另一臺定速泵則作為備用。這樣就避免了除氧器上水門的節流損失，從而達到減少廠用電的目的。

2 除氧器水位調節

2.1 控制信號的選擇

除氧器水位信號采用三取中標準邏輯，凝結水泵出口母管壓力信號用三取中標準邏輯。

2.2 調節原理

兩臺凝結水泵采用變頻器一拖一的運行方式，即1號凝結水泵采用變頻器運行，2號凝結水泵采用工頻運行方式。

當凝結水泵有工頻運行方式時，由除氧器水位調節閥調節除氧器水位（維持原控制邏輯不變）；當1號凝結水泵為變頻運行方式時（此時2號凝泵工頻未運行），除氧器水位調節閥對凝泵出口母管壓力調整，利用變頻裝置調節1號凝結水泵轉速，來控制除氧器水位。

考慮凝結水母管壓力的穩定性，通過除氧器水位調節閥的節流作用調節母管壓力。當1號凝泵由變頻器自動調節除氧器水位時，除氧器水位調節閥調節凝泵出口母管壓力，1號凝泵變頻調節手動或工頻運行時，除氧器水位調節閥自動切為除氧水位控制方式。

凝結水凝泵母管壓力和除氧器水位調節同樣重要。凝結水的重要用途有除氧器進水、低旁減溫水等。經運行試驗確定，凝結水母管壓力需要控制在允許的壓力范圍內。為了保證機組的安全運行，變頻器輸出的最小值頻率應為保證出口母管壓力最小限制壓力值以上。

1號凝泵變頻調節與除氧器水位調整門均在自動時，如果發生1號凝泵變頻自動切除，此時將1號凝泵變頻器指令置最大，除氧器上水門接管除氧器水位調節，除氧器上水門的開度為機組負荷對應的折線函數，即此時需將除氧器上水門迅速開關至合適位置，而后繼續維持除氧器水位的穩定。

機組負荷對應除氧器上水門開度函數見表1。

2.3 SP、PV說明

除氧器水位：

SP：除氧器水位定值，單位：mm，量程：500～3 100

PV：除氧器水位測量值，單位：mm，量程：500～3 100

凝結水泵出口壓力：

SP：凝泵出口母管壓力設定值，單位：MPa，量程：0～4

PV：凝泵出口母管壓力測量值，單位：MPa，量程：0～4

2.4 凝泵變頻器轉速投、切自動條件

當1號凝泵變頻啟動后，手動調整變頻器及除氧器水位調整門的輸出，以此來控制除氧器水位和凝泵出口母管壓力，當水位和壓力均正常后方可投入1號凝泵變頻器自動。

1號凝泵變頻器切自動條件（任一條件滿足均將自動切為手動）如圖1所示。

2.5 凝結水出口母管壓力投、切自動條件

只有當1號凝泵變頻器轉速投入自動后，凝結水出口母管壓力才允許投入自動。切自動條件（任一條件均將自動切為手動）如圖2所示。

2.6 除氧器水位調整門切自動條件

除氧器水位調整門切自動條件如圖3所示。

2.7 變頻器超馳關系

汽機跳閘且旁路投入時變頻輸出為最大。

變頻器運行狀態未來其輸出指令為最小。

2.8 除氧器水位調整門超馳關系

汽機跳閘發3 s脈沖或除氧水位高于2 750 mm時，除氧器主調及輔調門全關。

凝泵有工頻運行狀態來，超馳關除氧器主調及輔調整門且保持一定時間，閥門指令對應負荷曲線。

凝泵變頻自動跳超馳關除氧器主調及旁路調整門且保持一定時間，閥門指令對應負荷曲線。

2.9 除氧器水位控制邏輯的實現

原除氧器水位調節閥工頻自動調節邏輯功能保留，增加1號凝結水泵變頻器調節除氧水位時，除氧器水位調節閥調節凝結水泵出口母管壓力的調節回路和操作器等相關的邏輯，使凝泵出口母管壓力控制在允許范圍內運行。增加1號凝結水泵變頻器調節除氧器水位單獨的調節回路及相關的切換邏輯。

當運行的變頻泵發生故障，聯鎖啟動備用工頻泵時，聯關除氧器水位調節閥到指定位置（工頻時負荷對應閥門開度的函數）。由于工頻泵的聯啟，凝結水流量瞬間變化很大，所以將除氧器水位變頻自動切為手動，并超馳將指令降到最小。

1號凝泵變頻器投入后，由1號變頻器控制系統來進行除氧器水位調節，原除氧器水位調節閥轉而控制凝結水母管出口壓力，具體控制方式如下：當轉速控制在自動時，凝結水出口母管壓力調節操作器在手動方式時，由運行人員通過相應出口母管壓力調節操作器手動調節母管壓力；凝結水出口母管壓力調節操作器在自動方式時，除氧器水位調節閥對凝結水母管壓力進行自動控制，投入時的定值為跟蹤實際值。

3 凝結水泵變頻邏輯

凝結水泵變頻邏輯圖如圖4所示。

①泵的停止、運行狀態定義：（所有刀閘的分閘狀態為其合閘狀態的“非”）。

1號凝泵停止狀態：1號凝泵用戶輸入高壓開關1分閘。

1號凝泵運行狀態：1號凝泵用戶輸入高壓開關1合閘。

②1號凝結水泵變頻器啟動允許：（所有刀閘的分閘狀態為其合閘狀態的“非”）。

1號凝結水變頻器啟動允許：

1號凝結水泵G1刀閘合閘狀態、1號凝結水泵G3刀閘合閘狀態、1號凝結水泵G2刀閘分閘狀態、1號凝結水泵變頻器運行就緒信號、1號凝泵啟動允許、1號凝泵工頻運行狀態未來、變頻器故障信號未來（以上四項相“與”）。

③1號凝結水變頻器連鎖啟動邏輯。

2號凝結水泵跳閘“或”凝泵出口母管壓力低后“與”1號凝結水泵工頻運行狀態未來，發一脈沖。

④1號凝結水泵變頻運行，故障跳閘聯啟2號凝泵工頻邏輯保留原連鎖不變。

4 結 語

本文只是簡單介紹凝泵改變頻控制是除氧器水位控制的邏輯，實際變頻器改造過程中還會遇到種種新的問題，需要針對機組運行的具體工況進行解決。總之凝泵變頻改造后能夠提高水泵運行效率，減少廠用電量，降低廠用電率，同時檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制，從而大量的節省能耗。

參考文獻：

[1] 呂汀，石紅梅.變頻技術原理與應用[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2] 馮宗杭.除氧器水位控制中的調節閥自動切換邏輯[J].熱力發電，2006，（5）.endprint

摘 要：為了改善除氧器水位控制品質，同時降低的廠用電率，節約成本，將兩臺凝結水泵中的一臺改為變頻控制，一臺為原工頻控制，既節約了成本又提高運行效率。文章以某廠300 MW機組凝結水泵改變頻控制為例，凝泵改變頻后除氧器水位的控制策略。

關鍵詞：廠用電；變頻器；除氧器；調節系統

中圖分類號：TV734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0007-02

1 系統概況

目前變頻裝置在許多電廠已得到了較廣泛的應用，變頻調速裝置可高效率、精確地調節交流電動機的轉速，使得流量、壓力、液位等工藝參數的控制由低效的閥門、檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制，從而大量的節省能耗。

某廠300 MW機組設計有兩臺50%容量的定速凝結水泵，平時一臺運行，另一臺備用。為了提高水泵運行效率，減少廠用電量，降低廠用電率，將兩臺凝結水泵中的一臺由定速運行改為變速運行，加入一臺變頻器來實現水泵的變速運行。這樣既達到了用變頻凝結水泵控制除氧器的進水量，也達到了節省改造的費用的目的。這樣一臺凝泵為變速運行，另一臺凝泵仍為工頻運行，正常運行時變速泵運行，除氧器上水門基本全開，由水泵的轉速變化來調節除氧器水位，另一臺定速泵則作為備用。這樣就避免了除氧器上水門的節流損失，從而達到減少廠用電的目的。

2 除氧器水位調節

2.1 控制信號的選擇

除氧器水位信號采用三取中標準邏輯，凝結水泵出口母管壓力信號用三取中標準邏輯。

2.2 調節原理

兩臺凝結水泵采用變頻器一拖一的運行方式，即1號凝結水泵采用變頻器運行，2號凝結水泵采用工頻運行方式。

當凝結水泵有工頻運行方式時，由除氧器水位調節閥調節除氧器水位（維持原控制邏輯不變）；當1號凝結水泵為變頻運行方式時（此時2號凝泵工頻未運行），除氧器水位調節閥對凝泵出口母管壓力調整，利用變頻裝置調節1號凝結水泵轉速，來控制除氧器水位。

考慮凝結水母管壓力的穩定性，通過除氧器水位調節閥的節流作用調節母管壓力。當1號凝泵由變頻器自動調節除氧器水位時，除氧器水位調節閥調節凝泵出口母管壓力，1號凝泵變頻調節手動或工頻運行時，除氧器水位調節閥自動切為除氧水位控制方式。

凝結水凝泵母管壓力和除氧器水位調節同樣重要。凝結水的重要用途有除氧器進水、低旁減溫水等。經運行試驗確定，凝結水母管壓力需要控制在允許的壓力范圍內。為了保證機組的安全運行，變頻器輸出的最小值頻率應為保證出口母管壓力最小限制壓力值以上。

1號凝泵變頻調節與除氧器水位調整門均在自動時，如果發生1號凝泵變頻自動切除，此時將1號凝泵變頻器指令置最大，除氧器上水門接管除氧器水位調節，除氧器上水門的開度為機組負荷對應的折線函數，即此時需將除氧器上水門迅速開關至合適位置，而后繼續維持除氧器水位的穩定。

機組負荷對應除氧器上水門開度函數見表1。

2.3 SP、PV說明

除氧器水位：

SP：除氧器水位定值，單位：mm，量程：500～3 100

PV：除氧器水位測量值，單位：mm，量程：500～3 100

凝結水泵出口壓力：

SP：凝泵出口母管壓力設定值，單位：MPa，量程：0～4

PV：凝泵出口母管壓力測量值，單位：MPa，量程：0～4

2.4 凝泵變頻器轉速投、切自動條件

當1號凝泵變頻啟動后，手動調整變頻器及除氧器水位調整門的輸出，以此來控制除氧器水位和凝泵出口母管壓力，當水位和壓力均正常后方可投入1號凝泵變頻器自動。

1號凝泵變頻器切自動條件（任一條件滿足均將自動切為手動）如圖1所示。

2.5 凝結水出口母管壓力投、切自動條件

只有當1號凝泵變頻器轉速投入自動后，凝結水出口母管壓力才允許投入自動。切自動條件（任一條件均將自動切為手動）如圖2所示。

2.6 除氧器水位調整門切自動條件

除氧器水位調整門切自動條件如圖3所示。

2.7 變頻器超馳關系

汽機跳閘且旁路投入時變頻輸出為最大。

變頻器運行狀態未來其輸出指令為最小。

2.8 除氧器水位調整門超馳關系

汽機跳閘發3 s脈沖或除氧水位高于2 750 mm時，除氧器主調及輔調門全關。

凝泵有工頻運行狀態來，超馳關除氧器主調及輔調整門且保持一定時間，閥門指令對應負荷曲線。

凝泵變頻自動跳超馳關除氧器主調及旁路調整門且保持一定時間，閥門指令對應負荷曲線。

2.9 除氧器水位控制邏輯的實現

原除氧器水位調節閥工頻自動調節邏輯功能保留，增加1號凝結水泵變頻器調節除氧水位時，除氧器水位調節閥調節凝結水泵出口母管壓力的調節回路和操作器等相關的邏輯，使凝泵出口母管壓力控制在允許范圍內運行。增加1號凝結水泵變頻器調節除氧器水位單獨的調節回路及相關的切換邏輯。

當運行的變頻泵發生故障，聯鎖啟動備用工頻泵時，聯關除氧器水位調節閥到指定位置（工頻時負荷對應閥門開度的函數）。由于工頻泵的聯啟，凝結水流量瞬間變化很大，所以將除氧器水位變頻自動切為手動，并超馳將指令降到最小。

1號凝泵變頻器投入后，由1號變頻器控制系統來進行除氧器水位調節，原除氧器水位調節閥轉而控制凝結水母管出口壓力，具體控制方式如下：當轉速控制在自動時，凝結水出口母管壓力調節操作器在手動方式時，由運行人員通過相應出口母管壓力調節操作器手動調節母管壓力；凝結水出口母管壓力調節操作器在自動方式時，除氧器水位調節閥對凝結水母管壓力進行自動控制，投入時的定值為跟蹤實際值。

3 凝結水泵變頻邏輯

凝結水泵變頻邏輯圖如圖4所示。

①泵的停止、運行狀態定義：（所有刀閘的分閘狀態為其合閘狀態的“非”）。

1號凝泵停止狀態：1號凝泵用戶輸入高壓開關1分閘。

1號凝泵運行狀態：1號凝泵用戶輸入高壓開關1合閘。

②1號凝結水泵變頻器啟動允許：（所有刀閘的分閘狀態為其合閘狀態的“非”）。

1號凝結水變頻器啟動允許：

1號凝結水泵G1刀閘合閘狀態、1號凝結水泵G3刀閘合閘狀態、1號凝結水泵G2刀閘分閘狀態、1號凝結水泵變頻器運行就緒信號、1號凝泵啟動允許、1號凝泵工頻運行狀態未來、變頻器故障信號未來（以上四項相“與”）。

③1號凝結水變頻器連鎖啟動邏輯。

2號凝結水泵跳閘“或”凝泵出口母管壓力低后“與”1號凝結水泵工頻運行狀態未來，發一脈沖。

④1號凝結水泵變頻運行，故障跳閘聯啟2號凝泵工頻邏輯保留原連鎖不變。

4 結 語

本文只是簡單介紹凝泵改變頻控制是除氧器水位控制的邏輯，實際變頻器改造過程中還會遇到種種新的問題，需要針對機組運行的具體工況進行解決。總之凝泵變頻改造后能夠提高水泵運行效率，減少廠用電量，降低廠用電率，同時檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制，從而大量的節省能耗。

參考文獻：

[1] 呂汀，石紅梅.變頻技術原理與應用[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2] 馮宗杭.除氧器水位控制中的調節閥自動切換邏輯[J].熱力發電，2006，（5）.endprint

摘 要：為了改善除氧器水位控制品質，同時降低的廠用電率，節約成本，將兩臺凝結水泵中的一臺改為變頻控制，一臺為原工頻控制，既節約了成本又提高運行效率。文章以某廠300 MW機組凝結水泵改變頻控制為例，凝泵改變頻后除氧器水位的控制策略。

關鍵詞：廠用電；變頻器；除氧器；調節系統

中圖分類號：TV734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0007-02

1 系統概況

目前變頻裝置在許多電廠已得到了較廣泛的應用，變頻調速裝置可高效率、精確地調節交流電動機的轉速，使得流量、壓力、液位等工藝參數的控制由低效的閥門、檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制，從而大量的節省能耗。

某廠300 MW機組設計有兩臺50%容量的定速凝結水泵，平時一臺運行，另一臺備用。為了提高水泵運行效率，減少廠用電量，降低廠用電率，將兩臺凝結水泵中的一臺由定速運行改為變速運行，加入一臺變頻器來實現水泵的變速運行。這樣既達到了用變頻凝結水泵控制除氧器的進水量，也達到了節省改造的費用的目的。這樣一臺凝泵為變速運行，另一臺凝泵仍為工頻運行，正常運行時變速泵運行，除氧器上水門基本全開，由水泵的轉速變化來調節除氧器水位，另一臺定速泵則作為備用。這樣就避免了除氧器上水門的節流損失，從而達到減少廠用電的目的。

2 除氧器水位調節

2.1 控制信號的選擇

除氧器水位信號采用三取中標準邏輯，凝結水泵出口母管壓力信號用三取中標準邏輯。

2.2 調節原理

兩臺凝結水泵采用變頻器一拖一的運行方式，即1號凝結水泵采用變頻器運行，2號凝結水泵采用工頻運行方式。

當凝結水泵有工頻運行方式時，由除氧器水位調節閥調節除氧器水位（維持原控制邏輯不變）；當1號凝結水泵為變頻運行方式時（此時2號凝泵工頻未運行），除氧器水位調節閥對凝泵出口母管壓力調整，利用變頻裝置調節1號凝結水泵轉速，來控制除氧器水位。

考慮凝結水母管壓力的穩定性，通過除氧器水位調節閥的節流作用調節母管壓力。當1號凝泵由變頻器自動調節除氧器水位時，除氧器水位調節閥調節凝泵出口母管壓力，1號凝泵變頻調節手動或工頻運行時，除氧器水位調節閥自動切為除氧水位控制方式。

凝結水凝泵母管壓力和除氧器水位調節同樣重要。凝結水的重要用途有除氧器進水、低旁減溫水等。經運行試驗確定，凝結水母管壓力需要控制在允許的壓力范圍內。為了保證機組的安全運行，變頻器輸出的最小值頻率應為保證出口母管壓力最小限制壓力值以上。

1號凝泵變頻調節與除氧器水位調整門均在自動時，如果發生1號凝泵變頻自動切除，此時將1號凝泵變頻器指令置最大，除氧器上水門接管除氧器水位調節，除氧器上水門的開度為機組負荷對應的折線函數，即此時需將除氧器上水門迅速開關至合適位置，而后繼續維持除氧器水位的穩定。

機組負荷對應除氧器上水門開度函數見表1。

2.3 SP、PV說明

除氧器水位：

SP：除氧器水位定值，單位：mm，量程：500～3 100

PV：除氧器水位測量值，單位：mm，量程：500～3 100

凝結水泵出口壓力：

SP：凝泵出口母管壓力設定值，單位：MPa，量程：0～4

PV：凝泵出口母管壓力測量值，單位：MPa，量程：0～4

2.4 凝泵變頻器轉速投、切自動條件

當1號凝泵變頻啟動后，手動調整變頻器及除氧器水位調整門的輸出，以此來控制除氧器水位和凝泵出口母管壓力，當水位和壓力均正常后方可投入1號凝泵變頻器自動。

1號凝泵變頻器切自動條件（任一條件滿足均將自動切為手動）如圖1所示。

2.5 凝結水出口母管壓力投、切自動條件

只有當1號凝泵變頻器轉速投入自動后，凝結水出口母管壓力才允許投入自動。切自動條件（任一條件均將自動切為手動）如圖2所示。

2.6 除氧器水位調整門切自動條件

除氧器水位調整門切自動條件如圖3所示。

2.7 變頻器超馳關系

汽機跳閘且旁路投入時變頻輸出為最大。

變頻器運行狀態未來其輸出指令為最小。

2.8 除氧器水位調整門超馳關系

汽機跳閘發3 s脈沖或除氧水位高于2 750 mm時，除氧器主調及輔調門全關。

凝泵有工頻運行狀態來，超馳關除氧器主調及輔調整門且保持一定時間，閥門指令對應負荷曲線。

凝泵變頻自動跳超馳關除氧器主調及旁路調整門且保持一定時間，閥門指令對應負荷曲線。

2.9 除氧器水位控制邏輯的實現

原除氧器水位調節閥工頻自動調節邏輯功能保留，增加1號凝結水泵變頻器調節除氧水位時，除氧器水位調節閥調節凝結水泵出口母管壓力的調節回路和操作器等相關的邏輯，使凝泵出口母管壓力控制在允許范圍內運行。增加1號凝結水泵變頻器調節除氧器水位單獨的調節回路及相關的切換邏輯。

當運行的變頻泵發生故障，聯鎖啟動備用工頻泵時，聯關除氧器水位調節閥到指定位置（工頻時負荷對應閥門開度的函數）。由于工頻泵的聯啟，凝結水流量瞬間變化很大，所以將除氧器水位變頻自動切為手動，并超馳將指令降到最小。

1號凝泵變頻器投入后，由1號變頻器控制系統來進行除氧器水位調節，原除氧器水位調節閥轉而控制凝結水母管出口壓力，具體控制方式如下：當轉速控制在自動時，凝結水出口母管壓力調節操作器在手動方式時，由運行人員通過相應出口母管壓力調節操作器手動調節母管壓力；凝結水出口母管壓力調節操作器在自動方式時，除氧器水位調節閥對凝結水母管壓力進行自動控制，投入時的定值為跟蹤實際值。

3 凝結水泵變頻邏輯

凝結水泵變頻邏輯圖如圖4所示。

①泵的停止、運行狀態定義：（所有刀閘的分閘狀態為其合閘狀態的“非”）。

1號凝泵停止狀態：1號凝泵用戶輸入高壓開關1分閘。

1號凝泵運行狀態：1號凝泵用戶輸入高壓開關1合閘。

②1號凝結水泵變頻器啟動允許：（所有刀閘的分閘狀態為其合閘狀態的“非”）。

1號凝結水變頻器啟動允許：

1號凝結水泵G1刀閘合閘狀態、1號凝結水泵G3刀閘合閘狀態、1號凝結水泵G2刀閘分閘狀態、1號凝結水泵變頻器運行就緒信號、1號凝泵啟動允許、1號凝泵工頻運行狀態未來、變頻器故障信號未來（以上四項相“與”）。

③1號凝結水變頻器連鎖啟動邏輯。

2號凝結水泵跳閘“或”凝泵出口母管壓力低后“與”1號凝結水泵工頻運行狀態未來，發一脈沖。

④1號凝結水泵變頻運行，故障跳閘聯啟2號凝泵工頻邏輯保留原連鎖不變。

4 結 語

本文只是簡單介紹凝泵改變頻控制是除氧器水位控制的邏輯，實際變頻器改造過程中還會遇到種種新的問題，需要針對機組運行的具體工況進行解決。總之凝泵變頻改造后能夠提高水泵運行效率，減少廠用電量，降低廠用電率，同時檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制，從而大量的節省能耗。

參考文獻：

[1] 呂汀，石紅梅.變頻技術原理與應用[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2] 馮宗杭.除氧器水位控制中的調節閥自動切換邏輯[J].熱力發電，2006，（5）.endprint