660MW汽輪機組除氧器水位控制異常原因分析及處理

【摘 要】以某電廠兩臺上汽660MW機組為例，介紹了除氧器水位控制原理及控制方式，結合故障現象進行了故障原因分析，給出了具體處理措施，處理后取得理想效果。

【關鍵詞】汽輪機；除氧器；水位控制；控制方式

0.引言

在現在660MW以上的大型機組中，除氧器水位是機組運行的一個重要控制參數，但由于除氧器水位具有延遲大的特性，長期以來除氧器水位自動的投入效果都不夠理想，表現為調節的準確性、快速性、穩定性、經濟性較差，在負荷變動時尤為明顯。某電廠兩臺上汽660MW機組，除氧器水位自動以除氧水箱流出＼流入量的物質平衡為基礎，采用單沖量和三沖量控制系統，通過控制凝泵變頻器和除氧器水位調節閥開度來改變進入除氧器的凝結水流量，從而實現除氧器水位的自動控制、經濟運行。

1.除氧器水位控制

除氧器水位控制原理及控制方式：

除氧器除了起到給水除氧、加熱以及疏水匯流的作用外，還必須保證鍋爐所需給水的儲備量。正常運行時一臺凝泵變頻運行，另一臺工頻備用，除氧器水位調節閥和凝泵變頻均調節控制除氧器水位。

（1）在除氧器上水階段，凝泵變頻運行，手動控制變頻器定速運行，用除氧器上水調門上水。

（2）在負荷大于240MW以后手動或自動緩慢將除氧器上水調門開至某一開度（一般為80%，降低門的節流損失），當氧器水位接近正常水位后，投入除氧器水位調節閥自動，維持水位在2000mm，變頻器手動調節凝結水泵轉速，通過改變凝泵出力來控制除氧器水位，同時維持凝結水母管一定的壓力（防止備用凝泵低水壓自投＼防止化學精處理裝置因壓力低退出運行）。

2.故障現象

2014年11月12日#1機組正常運行，除氧器水位調節閥突然運行中自行關閉，造成除氧器不進水，監盤人員檢查調節閥反饋為0，即在DCS畫面電動開啟除氧器水位調節閥旁路電動門（開啟指令發出后閥門顯示故障信號，開啟該門無效），立即派人赴就地將除氧器水位調節閥旁路電動門切至手動方式開啟，避免了除氧器水位低停機停爐的事故。

3.故障分析

（1）經現場檢查發現除氧器水位調節閥控制氣源進氣管斷裂，該門為氣關型調整門（當失去氣源后自動關閉調整門）。

（2）除氧器水位調節閥控制氣源進氣管斷裂原因分析：因該閥正常時均投自動控制，每當AGC指令改變負荷后，除氧器水位隨之改變，該閥開度也隨之改變；AGC指令負荷不變時，凝泵出力改變導致除氧器水位變化時，該閥開度也隨之改變；正是因為該閥始終處于頻繁動作狀態，導致進氣管始終也處于動作狀態，疲勞損傷導致斷裂。

4.解決措施

（1）將除氧器水位調整門改為氣開型調整門，當失去氣源后自動打開調整門。

（2）除氧器水位調整門控制策略改為單沖量調節，被調量為除氧器水位。

（3）凝泵變頻控制改為調整除氧器水位，自動調節系統采用三沖量調節，被調量為除氧器水位，給水流量作為前饋，凝結水流量作為反饋。變頻器輸出下限設定為30HZ。

（4）變頻器和調整門自動互鎖，二者不能同時投入自動。只有當一個在手動情況下，另一個才具備投自動條件。

（5）負荷大于240MW，變頻器和調整門之間的連鎖為當凝泵變頻強制切手動后，延時3秒，除氧器水位調整門強制自動。

（6）除氧器水位調節閥強制切手動條件為以下任一信號發出：

1）除氧器水位信號故障。

2）除氧器水位偏差大（給定值與測量值之差大于350mm）。

3）閥位指令與閥位反饋偏差大于20%。

4）凝泵變頻控制在自動。

（7）變頻器強制切手動條件為以下任一信號發出：

1）除氧器水位信號故障。

2）除氧器水位偏差大（給定值與測量值之差大于200mm）。

3）變頻指令信號與變頻反饋信號偏差大于5Hz。

4）頻率信號故障。

5）除氧器水位調節閥在自動。

（8）“閉鎖指令已投入”含義：

設計凝泵變頻控制閉鎖增、減，并設投切開關。當閉鎖開關投入后，當凝汽水位低于500mm時，凝泵變頻調節閉鎖增；凝結水母管壓力低于1.25Mpa時，凝泵變頻調節閉鎖減。

a若變頻器故障或水位偏差大于200mm變頻強制切手動時，延時3S后，調整門程控投自動，由水位調整門調節水位。

b若凝結水母管壓力低或變頻跳閘，聯啟工頻泵時，立即觸發超馳動作，強關除氧器水位調整門到一定開度，超馳功能調節結束后，水位調節閥程控投入“自動”狀態。

（9）經過一段時間運行，發現在負荷380MW以上，開啟除氧器水位調節閥旁路電動門至30%開度，可有效降低凝結水母管壓力，降低凝泵單耗。現正常運行方式改為除氧器水位調整門手動（開度100%），凝泵變頻自動控制除氧器水位，除氧器水位調節閥旁路電動門開30%（增加保護邏輯：工頻備用凝泵自啟時自關該閥；MFT動作時自關該閥）（負荷低于380MW手動關閉該閥）。

5.結束語

綜合以上分析并進行處理后，水位調整平穩，凝泵單耗大幅度降低，機組安全性、經濟性大幅提高。至此，該故障處理完畢，并取得了良好的效果。

【參考文獻】

[1]孫萬云，張欒英.火電廠過程控制[M].北京：中國電力出版社，2000.

[2]宋海華.三沖量調節的除氧器水位控制系統分析[C].湖南省機電工程學會熱控專委會2006年學術會議論文集.