结水泵、高压给水泵控制系统优化分析

韩武健

广东大唐国际肇庆热电有限责任公司，广东肇庆 526105

摘要：凝结水泵和高压给水泵是燃气-蒸汽联合循环电厂的辅机耗电“大户”，采用工频方式运行，由给水调节阀调节对应汽包水位控制，有出口压力高、噪声大、节流损失严重、系统效率低、造成能源浪费等各方面缺点。另外，由于调节阀线性程度差，动作频繁引起可靠性下降。采用变频调节后，减少出口调节阀的节流损失，节电效果明显。

关键词：燃气-蒸汽联合循环；凝结水泵；高压给水泵；节能

一、概述

目前公司两台机组凝结水泵和高压给水泵均设计为“一拖二”变频泵，正常情况下凝结水泵和高压给水泵采用变频运行，另一套为工频备用。机组运行中，低压汽包水位由低压汽包上水调节阀进行自动调节，高压汽包水位由高压给水调节阀进行自动调节，凝结水泵和高压给水泵变频器由运行人员手动调整。通过优化后实现了凝结水泵和高压给水泵变频器自动控制调整汽包水泵的功能。

二、凝结水泵、高压给水泵优化情况

（一）凝结水泵优化情况

1.优化前控制方式：凝结水泵“变频手动+低压汽包上水调阀调水位”控制方式。

在机组负荷270MW后，将凝结水泵变频调整48Hz后，利用低压汽包上水调门自动控制调整低压汽包上水流量，正常上水调门开度为50%，节流量大，凝结水泵电耗占厂用电量0.16%。

2.优化后控制方式：凝结水泵“变频调水位+调阀调压力”控制方式。

凝结水泵变频器水位控制方式：低压汽包水位作为被调量，高、中压给水流量、低压给水流量作为前馈信号参与低压汽包水位调整，凝结水泵变频器频率（转速）作为最终调节量。

低压汽包上水调节阀压力控制模式:当变频器处于水位自动状态时，低压汽包上水调节阀投入自动时为压力控制模式。此时凝结水泵母管压力作为被调量，低汽包上水调节阀开度作为调节量。

根据试验结果以及机组投入AGC运行后负荷变化大的特点，正常运行时采用了凝结水泵变频器水位控制方式。在机组负荷270MW后，确保凝结水泵出口压力大约1.1MPa、上水调门开度控制在70%以上，投入凝结水泵变频器自动控制方式。负荷变化较小时采用低压汽包上水调节阀压力控制模式。

（二）高压水泵优化情况

1.优化前控制方式：高压给水泵“变频手动+高压汽包上水调阀调水位”控制方式。

将高压汽包水位作为被调量，高压给水流量、高压主蒸汽流量作为前馈信号参与高压汽包水位调整，高压给水管路调节阀开度作为调节量。该方式在机组负荷270MW后，将高压给水泵变频调整48Hz后，利用高压汽包上水调门调整低压汽包上水流量，正常上水调门开度为50%，节流量大，高压给水泵电耗占厂用电量0.54%

2.优化后控制方式：高压给水泵“变频调水位+调阀调压力”控制方式。

高压给水泵变频器水位控制方式：高压汽包水位作为被调量，高压给水流量、高压主蒸汽流量作为前馈信号参与高压汽包水位调整，高压给水泵变频器频率（转速）作为最终调节量。

高压给水管路调节阀压力控制模式:当高压给水泵变频器处于水位自动状态时，高压给水管路调节阀投入自动时为压力控制模式。此时高压给水泵压力（高压给水泵出口与高压汽包差压）作为被调量，高压给水管路调节阀开度作为调节量。

根据试验结果以及机组运行方式的特点，正常运行时采用了高压给水泵变频器水位控制方式。在机组负荷270MW后，上水调门开度控制在80%以上，投入高压给水泵变频器自动控制方式。负荷变化较小时采用低压汽包上水调节阀压力控制模式。

三、凝结水泵、高压给水泵优化后的效果

通过凝结水泵变频和高压给水泵变频调节，实现精确有效的控制低压汽包和高压汽包水位，确保水位调节品质达标。利用给水调节阀控制对应管道出口压力，保证系统安全性。在压力允许的情况下，可以尽可能保证较大的调阀开度，减少节流损失，提高机组运行效率。凝结水泵耗电率由0.16%下降到0.1%；高压给水泵耗电率由0.51%下降到0.34%。

参考文献：

[1] 张章军，陈式平，徐金雷.浅谈燃气轮机联合循环发电机组节能降耗的探讨[J]. 浙江电力，2016，31（5）

[2] 陆必春. 燃气轮机电厂节能降耗综合措施及效益分析[J]. 能源技术经济，2017，23（6）