660MW汽輪機(jī)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(tái)上汽660MW機(jī)組為例，介紹了除氧器水位控制原理及控制方式，結(jié)合故障現(xiàn)象進(jìn)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(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；除氧器；水位控制；控制方式

0.引言

在現(xiàn)在660MW以上的大型機(jī)組中，除氧器水位是機(jī)組運(yùn)行的一個(gè)重要控制參數(shù)，但由于除氧器水位具有延遲大的特性，長(zhǎng)期以來(lái)除氧器水位自動(dòng)的投入效果都不夠理想，表現(xiàn)為調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性、快速性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性較差，在負(fù)荷變動(dòng)時(shí)尤為明顯。某電廠兩臺(tái)上汽660MW機(jī)組，除氧器水位自動(dòng)以除氧水箱流出＼流入量的物質(zhì)平衡為基礎(chǔ)，采用單沖量和三沖量控制系統(tǒng)，通過(guò)控制凝泵變頻器和除氧器水位調(diào)節(jié)閥開(kāi)度來(lái)改變進(jìn)入除氧器的凝結(jié)水流量，從而實(shí)現(xiàn)除氧器水位的自動(dòng)控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(chǔ)備量。正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)凝泵變頻運(yùn)行，另一臺(tái)工頻備用，除氧器水位調(diào)節(jié)閥和凝泵變頻均調(diào)節(jié)控制除氧器水位。

（1）在除氧器上水階段，凝泵變頻運(yùn)行，手動(dòng)控制變頻器定速運(yùn)行，用除氧器上水調(diào)門(mén)上水。

（2）在負(fù)荷大于240MW以后手動(dòng)或自動(dòng)緩慢將除氧器上水調(diào)門(mén)開(kāi)至某一開(kāi)度（一般為80%，降低門(mén)的節(jié)流損失），當(dāng)氧器水位接近正常水位后，投入除氧器水位調(diào)節(jié)閥自動(dòng)，維持水位在2000mm，變頻器手動(dòng)調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速，通過(guò)改變凝泵出力來(lái)控制除氧器水位，同時(shí)維持凝結(jié)水母管一定的壓力（防止備用凝泵低水壓自投＼防止化學(xué)精處理裝置因壓力低退出運(yùn)行）。

2.故障現(xiàn)象

2014年11月12日#1機(jī)組正常運(yùn)行，除氧器水位調(diào)節(jié)閥突然運(yùn)行中自行關(guān)閉，造成除氧器不進(jìn)水，監(jiān)盤(pán)人員檢查調(diào)節(jié)閥反饋為0，即在DCS畫(huà)面電動(dòng)開(kāi)啟除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動(dòng)門(mén)（開(kāi)啟指令發(fā)出后閥門(mén)顯示故障信號(hào)，開(kāi)啟該門(mén)無(wú)效），立即派人赴就地將除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動(dòng)門(mén)切至手動(dòng)方式開(kāi)啟，避免了除氧器水位低停機(jī)停爐的事故。

3.故障分析

（1）經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制氣源進(jìn)氣管斷裂，該門(mén)為氣關(guān)型調(diào)整門(mén)（當(dāng)失去氣源后自動(dòng)關(guān)閉調(diào)整門(mén)）。

（2）除氧器水位調(diào)節(jié)閥控制氣源進(jìn)氣管斷裂原因分析：因該閥正常時(shí)均投自動(dòng)控制，每當(dāng)AGC指令改變負(fù)荷后，除氧器水位隨之改變，該閥開(kāi)度也隨之改變；AGC指令負(fù)荷不變時(shí)，凝泵出力改變導(dǎo)致除氧器水位變化時(shí)，該閥開(kāi)度也隨之改變；正是因?yàn)樵撻y始終處于頻繁動(dòng)作狀態(tài)，導(dǎo)致進(jìn)氣管始終也處于動(dòng)作狀態(tài)，疲勞損傷導(dǎo)致斷裂。

4.解決措施

（1）將除氧器水位調(diào)整門(mén)改為氣開(kāi)型調(diào)整門(mén)，當(dāng)失去氣源后自動(dòng)打開(kāi)調(diào)整門(mén)。

（2）除氧器水位調(diào)整門(mén)控制策略改為單沖量調(diào)節(jié)，被調(diào)量為除氧器水位。

（3）凝泵變頻控制改為調(diào)整除氧器水位，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用三沖量調(diào)節(jié)，被調(diào)量為除氧器水位，給水流量作為前饋，凝結(jié)水流量作為反饋。變頻器輸出下限設(shè)定為30HZ。

（4）變頻器和調(diào)整門(mén)自動(dòng)互鎖，二者不能同時(shí)投入自動(dòng)。只有當(dāng)一個(gè)在手動(dòng)情況下，另一個(gè)才具備投自動(dòng)條件。

（5）負(fù)荷大于240MW，變頻器和調(diào)整門(mén)之間的連鎖為當(dāng)凝泵變頻強(qiáng)制切手動(dòng)后，延時(shí)3秒，除氧器水位調(diào)整門(mén)強(qiáng)制自動(dòng)。

（6）除氧器水位調(diào)節(jié)閥強(qiáng)制切手動(dòng)條件為以下任一信號(hào)發(fā)出：

1）除氧器水位信號(hào)故障。

2）除氧器水位偏差大（給定值與測(cè)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(dòng)。

（7）變頻器強(qiáng)制切手動(dòng)條件為以下任一信號(hào)發(fā)出：

1）除氧器水位信號(hào)故障。

2）除氧器水位偏差大（給定值與測(cè)量值之差大于200mm）。

3）變頻指令信號(hào)與變頻反饋信號(hào)偏差大于5Hz。

4）頻率信號(hào)故障。

5）除氧器水位調(diào)節(jié)閥在自動(dòng)。

（8）“閉鎖指令已投入”含義：

設(shè)計(jì)凝泵變頻控制閉鎖增、減，并設(shè)投切開(kāi)關(guān)。當(dāng)閉鎖開(kāi)關(guān)投入后，當(dāng)凝汽水位低于500mm時(shí)，凝泵變頻調(diào)節(jié)閉鎖增；凝結(jié)水母管壓力低于1.25Mpa時(shí)，凝泵變頻調(diào)節(jié)閉鎖減。

a若變頻器故障或水位偏差大于200mm變頻強(qiáng)制切手動(dòng)時(shí)，延時(shí)3S后，調(diào)整門(mén)程控投自動(dòng)，由水位調(diào)整門(mén)調(diào)節(jié)水位。

b若凝結(jié)水母管壓力低或變頻跳閘，聯(lián)啟工頻泵時(shí)，立即觸發(fā)超馳動(dòng)作，強(qiáng)關(guān)除氧器水位調(diào)整門(mén)到一定開(kāi)度，超馳功能調(diào)節(jié)結(jié)束后，水位調(diào)節(jié)閥程控投入“自動(dòng)”狀態(tài)。

（9）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)在負(fù)荷380MW以上，開(kāi)啟除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動(dòng)門(mén)至30%開(kāi)度，可有效降低凝結(jié)水母管壓力，降低凝泵單耗?，F(xiàn)正常運(yùn)行方式改為除氧器水位調(diào)整門(mén)手動(dòng)（開(kāi)度100%），凝泵變頻自動(dòng)控制除氧器水位，除氧器水位調(diào)節(jié)閥旁路電動(dòng)門(mén)開(kāi)30%（增加保護(hù)邏輯：工頻備用凝泵自啟時(shí)自關(guān)該閥；MFT動(dòng)作時(shí)自關(guān)該閥）（負(fù)荷低于380MW手動(dòng)關(guān)閉該閥）。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜合以上分析并進(jìn)行處理后，水位調(diào)整平穩(wěn)，凝泵單耗大幅度降低，機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)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(xiàn)】

[1]孫萬(wàn)云，張欒英.火電廠過(guò)程控制[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.

[2]宋海華.三沖量調(diào)節(jié)的除氧器水位控制系統(tǒng)分析[C].湖南省機(jī)電工程學(xué)會(huì)熱控專(zhuān)委會(huì)2006年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.