200MW机组凝汽器水位控制系统的改进

第26卷 第4期 黑龙江电力 2004年8月

200MW机组凝汽器水位控制系统的改进

张永庆,范文华,文高营

(国电双鸭山发电有限公司,黑龙江双鸭山155136)

摘 要:阐述了200MW机组增设AGC功能对凝汽器水位的影响和凝汽器水位过高、过低对机组的危害,分析了原凝汽器水位自动调节系统调整水位跟不上负荷变化的原因。结合现场实际情况,重新制定了凝汽器水位自动调节系统的控制策略,并介绍了其改进后的控制效果。关键词:凝汽器水位;AGC;控制策略;调节系统

中图分类号:TK323 文献标识码:C 文章编号:1002-1663(2004)04-0287-02

Waterlevelcontrolreformforcondenserof200MWunit

ZHANGYongqing,FANWenhua,WENGaoying

(NationalElectricShuangyashanElectricPowerGenerationCo.,Ltd,Shuangyashan155136,China)

Abstract:When200MWunitisundercontrolofAGCsystem,condenserwaterlevelwillbeaffectedandabnormalwaterlevelmightbringaboutsomehazard.Thereasonwhyoldregulatingcontrolsystemofcon-denserwaterlevelcouldnotrespondquicklytoloadchangeisanalyzed.Inordertokeepthewaterlevelofcondenserwithintherangepermitted,newcontrolconfigurationismadetomeetdemandbasedontheprac-ticalcondition,andachievementobtainedfromthereformisintroducedaswell.

KeyWords:condenserwaterlevel;automaticgenerationcontrol;controlstrategy;regulationsystem 在火力发电厂,凝汽器是汽轮机的主要辅助设备,其运行可靠性对汽轮机组的安全起着非常重要作用。双鸭山发电有限公司一期200MW机组进行DCS系统改造完成后,特别是机组新增设了负荷远方控制(AGC)功能,机组经常在负荷变化频繁的情况下运行,因此,凝汽器水位受其影响变化很大,严重影响了机组的安全经济运行。

使机组的热效率降低。

1.2 凝汽器水位升高严重(淹没了空气管),会使射水抽气器抽水,凝汽器真空值就会严重下降,如果在这种情况下继续带负荷,就会造成机组发生超负荷运行,容易出现推力轴承乌金的磨损、轴向位移过大或轴封发生摩擦等严重故障,如果真空值下降至64kPa时,低真空保护就会动作,否则低压缸排汽门会爆破,致使机组被迫停止运行。1.3 凝汽器水位过低,将会引起凝结水泵汽蚀,直接影响凝结水泵安全运行,同时,使凝结水泵出力下降,迫使除氧器的水位也跟着下降,严重时还会导致锅炉降低出力。

1 凝汽器水位高低对机组运行的影响

凝汽器水位过高、过低,对机组的影响主要体现在以下3个方面:

1.1 凝汽器水位过高(淹没了铜管),会使整个凝汽器的冷却面积减少、凝汽器真空值下降、凝结水过冷却,还容易使凝结水吸收空气,导致凝结水含氧量增加,加快凝汽器铜管的锈蚀,从而降低了设备使用的安全性和可靠性;同时,也会导致凝结水温度降低,增加除氧器加热所需要的抽汽量,从而

收稿日期:2004-04-19。

2 几种变量对凝汽器水位的影响

如图1所示,影响凝汽器水位变化主要有汽轮机排汽凝结形成的凝结水量、化学补给水量和凝结水流量。

作者简介:张永庆(1965-),男,1995年毕业于东北电力学院自控系,工程师。

图1 凝汽器水位控制热力系统示意图

由于凝汽量主要取决于汽轮机负荷,在汽轮机负荷不变的情况下,凝结水量基本上不变,此时的凝汽器水位就是靠排水量与化学来的补水量进出平衡的。但由于增设了AGC负荷远方调度功能,机组的负荷完全受省调分配,负荷常常短时间在很大的范围内变化(140~200MW),导致了凝结水量也出现大幅度的变化,由于原调节系统不能很好地跟上负荷的变化,必然造成凝汽器水位常常处于过高或过低的工况。

另外,除氧器水位的变化也成了造成凝汽器水位进行大幅度变化的扰动原因之一。因此,控制好除氧器水位,调整好其压力对凝汽器水位的稳定也是有较大作用的。

不定的情况下很好地控制水位,保证凝汽器水位在允许范围内变化。同时也使除氧器水位在动态过程中得到了较好地控制,减轻了彼此间的相互

影响。

3 凝汽器水位控制系统控制策略的

改进

为了保证机组能够安全、经济运行,适应省调对机组的要求,减轻运行人员的劳动强度,提高设备的利用效率和使用寿命,对原凝汽器水位自动调节系统进行了一些技术上的改进,如图2所示。3.1 加入前增信号

增加了AGC方式后,机组负荷变化由省调直接控制,随时都在改变。当机组负荷发生大幅度的变化时,凝汽器内的凝结水量也随之发生变化。由于凝汽器热井容积较小,故其水位变化十分明显,此时,单凭凝汽器水位信号的变化来控制凝汽器水位调整门就会造成凝汽器水位的大幅度波动而使水位不易进行控制;而除氧器的水箱容积较大,除氧器水位允许变化的范围也较大。因此,为了使各关连系统能够均处于最合理、最经济的状态下工作,采用增加前馈信号的办法来提高调节系统的应变和处理能力,以减少外扰对系统的不良影响。前馈信号取除氧器水位控制系统中PID调节器的输出,把它加在凝汽器水位PI调节器的输入端,与正常的差值信号叠加,作为控制系统的最终输入量。这样,凝汽器水位调节器可提前作出判断,发出对应的响应指令,使系统在负荷变化图2 凝汽器水位自动调节原理框图

(下转第296页)

3.7 REL-561微机保护功能虽然强大,但部分功能均为选配,所以应依据现场实际需要在保护配置时考虑周全,在定货时提出。

3.8 考虑到REL-561微机保护为进口设备,装置出现异常时的处理时间要长,并且所有插件板均为流水线自动焊接,现场没有处理单独插件板异常的能力,应该在保护投运的同时配备必要的备用易损插件板。

3.9 装置的初期投运用一次负荷电流和电压对装置实际接线的正确性检验非常重要,特别对于单电源线路,不但要检测线路正常运行时的差流,还应该分别进行每一单独相别的和电流及差电流检验。

3.10 装置的整定除了正常定值项外,特别要注意线路两侧电流互感器变比、特性的不同,变比折算不正确或电流互感器特性存在严重差异,即使回路接线完全正确,在区外或区内严重故障的情况下也有可能导致装置的不正确动作。

3.11 REL-561保护的自动重合闸设计只考虑(上接第288页)

3.2 增设压力调节系统

增设了凝结水压力自动控制系统,利用通过控制至除氧器的凝结水压力再循环调整门来保证凝结水泵工作在最佳状态,减少其波动对凝汽器水位的干扰。在其控制逻辑中引入了机组负荷的折线函数(通过现场运行的经验所得)做为其控制输出的限制信号,用以减少凝结水泵的无用功,提高其利用率。其调节系统原理框图,如图3

所示。

了保护启动重合闸方式,对于开关偷跳的情况就无法给出重合令,相对于国产重合闸来讲,启动方式比较单一,而且对某些必须装设不对应启动重合闸的回路必须对原设计进行改造。

3.12 REL-561保护的I/O接口板出口继电器接点容量较小,只有1A/220VDC,而且接点类型比较单一,如果需要大容量出口接点就必须经中间继电器过度,势必会影响保护动作速度。

4 结束语

通过上述分析,可以看出REL-561型微机保护具有很多特点,运行人员应用时需认真分析其性能,考虑其自身特点,并与其它同类设备进行比较。充分发挥REL-561型微机保护具有的优点,克服其运行中的不足,解决现场运行中所带来的实际问题,让其更好地为高电压、大电网安全稳定运行所用。

(编辑 徐秋菊)

压变送器水位测量更改为磁致性伸缩液位传感器测量,减少了由于水位经常波动而造成的测量误差,从而提高了调节系统的调节品质。另外,过去的调整门执行器采用角行程制式,死行程大,阀门也存在着一定程度上的漏流。这次改造选用了德国西门子制造的智能型直行程执行器,无死区,消除了阀门漏流这一弊病,提高了调整灵活性,加强了调节系统的应变能力,保证了凝汽器水位的调节质量。

4 结束语

实践证明,改进后的国电双鸭山发电有限公司一期200MW机组的凝汽器水位自动控制系统,不仅维持了凝汽器在较低水位下工作,而且也确保了凝汽器高度真空,消除了过去由于凝结水过高而引起的凝结水过冷却,保障了凝汽器的正常运行,提高了电厂的热经济性,为机组安全、稳定、经济运行奠定了坚实的基础。

参考文献:

[1]张玉铎,王满稼.汽机设备及运行[M].吉林:东北电力学院.

图3 凝结水压力控制

[2]张玉铎,王满稼.热工自动控制系统[M].吉林:东北电力学院.

(编辑 郭金光)

3.3 更新测量装置和执行设备

为了提高系统输入信号的精确性,改变了就地水位信号的测量装置及测量方式。将原来的差