600MW直接.空冷機(jī)組給水泵聯(lián)鎖控制策略的改進(jìn)

一、存在問題
1.1 給水泵供電方式
內(nèi)蒙古上都電廠一、二期4×600MW直接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組，每臺機(jī)組配備3臺容量為50挑的電動調(diào)速給水泵(1號泵、2號泵、3號泵)，機(jī)組正常運(yùn)行時，2臺泵運(yùn)行，1臺泵備用。為了節(jié)約投資，1號泵、2號泵分別接在10kv廠用母線A、B段，3號泵則通過2個開關(guān)(3A、3B)跨接在A、B段2條母線上(圖1)。每臺泵的電動機(jī)容量為llMW，而每段lOkV廠用母線容量為4lMW。受給水泵及空冷島風(fēng)機(jī)群的影響，
該機(jī)組廠用電率高達(dá)8.7%。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時，每條母線各帶1臺給水泵，扣除其它運(yùn)行設(shè)備的電耗，剩余容量不足以再供1臺給水泵使用。這種配置方式與同類型機(jī)組(如大同第二發(fā)電廠機(jī)組)每臺給水泵均跨接在兩段母線上(圖2)的方式不同，由于各段廠用母線容量限制影響給水泵的運(yùn)行和備用的靈活性，設(shè)備的可用率大大降低。

1.2 給水泵運(yùn)行及備用方式
內(nèi)蒙古上都電廠原設(shè)計(jì)1號、2號泵作為運(yùn)行泵，3號泵作為備用泵，這種運(yùn)行方式存在以下問題:
(1)為了平均各泵的總運(yùn)行時間，在機(jī)組起動及低負(fù)荷階段時僅3號泵運(yùn)行。機(jī)組正常運(yùn)行后，切換至1號、2號泵運(yùn)行，3號泵停止運(yùn)行(備用)。在實(shí)際運(yùn)行中3號泵大部分時間處于熱備用狀態(tài)，造成1號、2號泵的運(yùn)行損耗及3號泵的空閑損耗均較高，增加了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。
(2)1號或2號泵停運(yùn)檢修后重新投入時，由于廠用電容量的限制，必須先停運(yùn)3號泵，再起動1號或2號泵，從而導(dǎo)致短時間單泵運(yùn)行，對給水系統(tǒng)和鍋爐負(fù)荷可能造成較大的擾動。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，1臺泵最多只能帶60%左右的機(jī)組負(fù)詩，因此為了減小切換對機(jī)組負(fù)荷的擾動，必須選擇機(jī)組負(fù)荷較低時或者強(qiáng)行減負(fù)荷時進(jìn)行給水泵切換。
(3)單臺給水泵運(yùn)行時，1號或2號泵僅以3號泵為備用泵;3號泵運(yùn)行時，沒有備用泵。因此，給水系統(tǒng)安全性較低。
二、控制邏輯改進(jìn)
針對內(nèi)蒙古上都電廠給水泵運(yùn)行和備用聯(lián)鎖方式存在的問題，對原給水泵順序控制系統(tǒng)(SCS)的備用聯(lián)鎖控制邏輯進(jìn)行了改進(jìn)。增加了1號、2號泵作為備用泵的控制邏輯，完善了3號泵的備用功能，并對相關(guān)的運(yùn)行方式進(jìn)行了改進(jìn)。
(1)1號、2號泵運(yùn)行，3號泵備用，任一運(yùn)行泵跳閘時，閉合3號泵相應(yīng)段的開關(guān);
(2)3號泵運(yùn)行且1號、2號泵中任一臺泵運(yùn)行時，未運(yùn)行泵作為3號泵備用;
(3)1臺泵運(yùn)行時，其余任一臺泵作為備用泵;
(4)1臺泵運(yùn)行，3號泵作為備用時，若運(yùn)行泵跳閘，閉合3號泵相應(yīng)段的開關(guān);若相應(yīng)段的開關(guān)掛起(不允許閉合)或失電或電壓低，則閉合3號泵另一段的開關(guān)。
除了上述改進(jìn)外，對同一母線上的各開關(guān)之間設(shè)置了閉鎖邏輯(3號泵的2個開關(guān)在電氣二次回路中設(shè)有閉鎖回路)，以防止發(fā)生某一母線因2臺泵同時運(yùn)行導(dǎo)致過負(fù)荷的事故。
改進(jìn)后的控制邏輯見圖3~圖6，其中，1號、2號泵采用1個聯(lián)鎖投切開關(guān)，3A、3B共用1個聯(lián)鎖投切開關(guān)。

三、改進(jìn)后的運(yùn)行方式
（1）改進(jìn)后的運(yùn)行方式仍以1號、2號泵為主運(yùn)行泵，3號為備用泵。（2）機(jī)組起動及低負(fù)荷（60%以下）時可運(yùn)行任一臺泵，并且未運(yùn)行泵為備用泵。如果1號或2號泵停運(yùn)檢修后，機(jī)組負(fù)荷在60%以上且不具備降負(fù)荷切換給水泵的條件，可用1號或2號泵作為臨時備用泵。在機(jī)組正常運(yùn)行且需緊急切換給水泵時，可采用聯(lián)鎖起動方式，這樣解決了因給水泵檢修后切換對機(jī)組負(fù)荷擾動的問題。(3)如果3號泵有1個lOkV開關(guān)處于檢修狀態(tài)，可將該開關(guān)掛起，3號泵的另一段開關(guān)可在單泵運(yùn)行時作為任一運(yùn)行泵備用開關(guān)。
受設(shè)備硬件不足所限制，改進(jìn)后的運(yùn)行方式仍存在缺陷。主要是1號、2號泵在2臺泵運(yùn)行時仍不能互為備用泵。例如當(dāng)2臺泵運(yùn)行時，1號泵(或2號泵)僅為3號泵的備用泵。此時，2號泵(或1號泵)跳閘不能聯(lián)起備用泵時，將導(dǎo)致機(jī)組快速減負(fù)荷。只有通過硬件改造，即對1號、2號泵各增加1個lOkV開關(guān)，可徹底解決存在的問題。
四、可用率
給水泵原控制邏輯設(shè)計(jì)和控制邏輯及硬件改造后的給水泵備用情況見表1~表3。

各給水泵之間總計(jì)有10種備用關(guān)系。如果區(qū)分單泵運(yùn)行及雙泵運(yùn)行兩種工況，則共有20種備用關(guān)系。如果經(jīng)過硬件改造，這20種備用關(guān)系均能實(shí)現(xiàn)，則可視為設(shè)備可用率K＝100%。通過軟件改進(jìn)可實(shí)現(xiàn)14種備用關(guān)系，其設(shè)備可用率為：
K＝14÷20×100%＝70%
原設(shè)計(jì)的設(shè)備可用率：
K＝4÷20×100%＝20%
五、結(jié)語
針對內(nèi)蒙古上都電廠給水泵備用聯(lián)鎖控制及相關(guān)運(yùn)行方式存在的問題，采用軟件修改的方法對其控制策略進(jìn)行改迸，可以大大降低改造成本。改進(jìn)后達(dá)到了對現(xiàn)有硬件設(shè)備利用率的最大化。