摘要：目前，各火力发电厂为降低凝结水泵耗电率，均采用变频凝结水泵，为了降低成本，采用两台凝结水泵共用一台变频器运行方案，既凝结水泵“一拖二”的变频控制方式。此方式不仅大幅降低凝结水泵耗电率，降低厂用电率，而且还节省投资。但是凝结水泵变频“一拖二”运行方式由于其接线复杂，凝结水泵切换操作复杂，对系统冲击极大，造成凝结水系统存在诸多安全隐患。
关键词：凝结水泵；变频
引言
凝结水泵是火力发电厂中最主要的辅机设备之一，因厂用电率占比较大，各电厂凝结水泵大多采用变频控制。因高压变频器价格昂贵，大多电厂在满足运行要求的基础上采取“一拖二”的变频控制方式（即利用一套变频装置通过接触器配合切换可拖动任一台凝结水泵变频运行），同时具备工频旁路功能。正常运行时一台凝结水泵变频运行，另一台凝结水泵工频备用。
1凝结水泵变频运行的意义
若凝结水泵不采用变频运行方式，则除氧器水位需要通过调节门节流控制，虽然除氧器上水调门在设计上采用两个并列且大小不同的调整门控制上水流量，且采用辅助调门全开的方式来消除节流，但是主调门的节流损失依旧很大，这导致运行经济性极差。目前，大多数机组运行在50%-75%负荷范围内，因此节流损失的能耗更高，不仅如此，由于节流产生的磨损、振动也使凝结水系统相关设备处于恶劣的运行工况下，使用寿命大大缩短，设备缺陷问题频发。所以，凝结水泵变频运行除能够大幅度减少能耗，降低厂用电率外，还能够提高机组安全性，降低生产成本。
2凝结水泵变频“一拖二”运行存在的主要问题
2.1凝结水泵切换操作复杂，切换过程存在风险
凝结水泵变频“一拖二”电气接线如图一所示：
图一：凝结水泵变频“一拖二”电气接线图
凝结水泵变频“一拖二”运行，由于接线方式较为复杂，运行中如果定期工作、运行泵故障或其他原因需要将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，则需要较为复杂的操作。
凝泵变频接触器及凝泵工频开关需要满足下列逻辑：
#1凝泵变频接触器和#1凝泵工频开关不能同时合上
#2凝泵变频接触器和#2凝泵工频开关不能同时合上
#1凝泵变频接触器和#2凝泵变频接触器不能同时合上
凝泵变频开关（2DL在工作位置，合状态）在合闸位置，禁止分、合#1凝泵变频接触器和#2凝泵变频接触器。（DCS+电气）
切换操作大致步骤（例：#1凝泵变频运行，#2凝泵工频备用）：
通知化学退出凝结水精处理系统运行。
将排汽装置（凝汽器热井）补至高水位。（因为变频运行凝结水压力较低，切换时需将压力提高，凝结水系统内大量充水，会将排汽装置液位拉低）
将#1凝结水泵变频逐渐提升至工频转速，通过上水调门控制除氧器液位，通过凝结水最小流量再循环控制凝结水母管压力。
工频启动#2凝结水泵运行。
停止#1凝结水泵变频运行。
启动#1凝结水泵工频运行。
停止#2凝结水泵工频运行。
启动#2凝结水泵变频运行，提升转速至工频。
停止#1凝结水泵工频运行。
由于切换复杂，涉及到电气开关接触器分合闸、凝结水母管压力控制、除氧器水位调节等多方面风险点，因此对运行人员技能水平要求较高。否则容易造成除氧器满水、凝结水母管超压等事故。
2．2切换过程中造成设备损坏
凝结水泵变频“一拖二”运行，将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，凝结水系统母管压力、流量大幅波动，且波动速率较大。对凝结水管道、轴封加热器、低压加热器等附属设备冲击极大，造成法兰、焊口、加热器管束等发生漏泄，影响机组安全运行。
某机组执行凝结水泵切换定期工作后轴封加热器管束泄漏导致机组非停事件：
2017年8月3日10时52分，1号机轴封加热器液位高报警，就地检查轴封加热器满水，轴封加热器风机跳闸，开启轴封加热器疏水直排排汽装置手动门、加热器液位计放水手动门，轴封加热器水位未降低，判断轴封加热器管束漏泄。由于轴封加热器无旁路，为避免汽轮机内部进水，向调度申请停机处理，11时59分手动停机。汽轮机振动、上下缸温差、胀差等参数正常。
原因分析：凝结水泵变频为一拖二方式，在执行定期切换的过程中，启动1B凝泵2次、停1次，1A凝泵启动1次、停2次，整个过程均会对凝结水母管压力造成1.5～1.7MPa的波动（如图3），最高达到3.1MPa，每半月执行此项定期切换工作，不可避免会对轴封加热器管束造成累积冲击，致使薄弱管束泄漏。（切换过程曲线见下图）
3解决措施
3.1对运行操作的要求
凝结水泵变频“一拖二”方式，将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，操作量大、各参数变化速度快，因此要求执行切换操作的运行人员具备较强的技术水平，并使用操作步骤详细的标准操作票。在操作前进行模拟预演，并做好事故预想，能够应付各种突发情况，防止切换过程中造成除氧器断水或满水事故。
3.2合理调整定期工作周期
目前火力发电厂中的重要辅助设备已经能够满足长周期稳定运行的要求，因此无需频繁切换凝结水泵运行。减少凝结水泵切换次数，从而减少对凝结水管道、轴封加热器、低压加热器等附属设备的冲击，提高设备使用寿命，提高机组安全性可靠性。为确保备用凝结水泵能够可靠备用，采取以下措施：
保持凝结水泵同主机长周期运行，停机再次启动时切换至另一台凝结水泵运行。
每半个月对备用凝结水泵电机测绝缘，确保电机绝缘合格，可靠备用。
每月进行一次备用凝结水泵工频点动试运，试运时关闭出口门，防止系统超压。试运时备用凝结水泵出口压力较高，应提高凝结水泵出口法兰安装质量，选用质量较好的法兰垫片，防止试运时造成凝结水泵出口法兰垫片损坏，机组漏真空。
也可以在满足机组大负荷运行的基础上，将凝结水泵首级叶轮更换为稍小的叶轮，降低凝结水泵工频运行压力，从而减少凝结水泵切换以及备用泵联锁启动时瞬间高压、大流量对系统的冲击，保障凝结水系统运行可靠性。
结束语
凝结水泵变频“一拖二”运行方式一是减少了一台高压变频器的投入，节约了投资成本；二是减少了运行中的节流损失，凝结水泵电流下降，起到节能作用，三是使凝结水母管压力降低，改善了凝结水系统附属设备的工作条件，提高了凝结水系统运行安全性。但是凝结水泵变频“一拖二”运行方式带来的弊端仍不容忽视，合理安排定期工作，尽量减少切换操作，操作过程尽量保持各参数平稳小幅度变化，不对系统造成冲击，不降低系统的安全可靠性才使得凝结水泵变频“一拖二”运行方式更有实际意义。
参考文献
[1]吕汀，石红梅.变频技术原理与应用.机械工业出版社，2004.6
[2]彭界隆，火力发电厂凝结水泵基础优化设计，湖南电力出版社，2001年
论文作者:薄强冲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
标签：水泵论文; 凝结水论文; 加热器论文; 接触器论文; 一拖论文; 方式论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第31期论文;