摘要：近年来，我国火力发电事业发展迅速，无论是火电厂规模还是电力生产能力，均有长足的发展和提高。但是在火电机组日常运行中，系统自动控制的不稳定仍会经常出现。笔者从火电厂实际运行中低压加热器汽侧疏水系统多次出现的自动控制目标值及各参数的振荡问题进行分析，并针对问题提出解决对策以及总结，以供相关单位参考。
关键词：火电厂；低加疏水系统；振荡；对策
某1000MW 超超临界压力燃煤发电机组，热力系统为单元制系统，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由上海电气集团公司制造，容量及参数相互匹配。汽轮机型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。回热抽汽系统设有2×3 台高压加热器、4 台低压加热器、1 台疏水冷却器和1 台除氧器。
回热抽汽系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用抽汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，即避免了蒸汽的热量被循环冷却水带走，使蒸汽热量得到充分利用，热耗率下降；同时提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热过程的不可逆损失。回热抽汽系统提高了循环热效率，因此回热抽汽系统的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。经2014年底机组大修后启动投运以来，机组运行过程中回热抽汽系统中的低压加热系统多次出现控制目标值及各参数的振荡，需手动调节纠正，影响了自动控制的投入率，也影响了低加的正常运行以及低加疏水泵的设备安全等，以下针对低加疏水系统自动控制振荡进行原因分析并提出解决对策以及总结。
一、低加系统技术规范
（一）、机组配置4台低压加热器和1台疏水冷却器，按双流程设计，由上海动力设备有限公司制造。其中7、8号低加为独立式设计，置于凝汽器接颈部位；5、6号两台低压加热器采用卧式U形管， 5号低压加热器由蒸汽凝结段和疏水冷却段二个传热区段组成， 6号低压加热器由蒸汽凝结段组成。壳体均为全焊接结构，传热管采用不锈钢材料。5、6号低压加热器正常疏水是由高压侧自流疏水至下一级，然后通过低加疏水泵输送至6号低加水侧出口管道，同样5、6号低压加热器配备有一路事故疏水排放至低压疏水扩容器。7、8号低加不设危急疏水管路，7、8号低加疏水均至疏水冷却器，无疏水调节阀，疏水冷却器出来的疏水通过疏水立管排至凝汽器。2014年底机组大修进行了低低温除尘系统改造工程，在6、7号低加之间增加烟冷器系统，在干态情况下运行，利用烟气余热加热凝结水，降低电除尘器入口烟温。同时在烟冷器入口设置加热水，引自低加疏水泵出口母管，在机组低负荷时投入，保证烟冷器入口凝结水温度，防止凝结水温过低造成电除尘器入口烟温过低，从而保证设备在远离腐蚀风险条件下安全可靠的运行。
（二）、低加疏水泵输送介质为疏水（饱和水），泵进口压力约0.01-0.12MPa（表压），进水温度为100- 128℃。电机采用“空－空”冷却，并采用变频调节。技术参数如下：
型式：卧式、多级离心泵
型号：DG280-43*5
流量：326m3/h
扬程：200mH2O
泵的转速： 1480r/min
效率：77 %
轴功率：230kW
轴封型式：采用集装式机械密封。
二、现象列举及对比：
（一）、2014年12月31日振荡过程（机组负荷500MW，低加疏水泵再循环调节阀投自动，原控制过程有小幅振荡，在负荷由550MW降至500MW时，振荡恶化 
（二）、2015年1月6日振荡过程（机组负荷750MW，再循环调节阀手动控制，原开度40%，后关至30% 
（三）、2014年8月31日正常运行过程（机组负荷由700MW升至750MW，再循环调节阀投自动，各参数平稳
三、原因分析：
振荡是过程控制中常见的问题，引起振荡的原因有很多，常见的有：执行阀粘滞带来的非线性影响、控制器调节失当、外部扰动、回路间相互耦合等。针对本文中低加疏水系统自动控制的振荡进行分析，可能有以下原因：
（一）、低加水位测量失准。6号低加水位是低加疏水泵变频自动控制的目标值，其测量的准确性对控制的稳定性有着根本性的影响。在控制回路中，反馈是为了减少误差，但是出现振荡将通过反馈传播并扩大，恶化控制效果。机组大修后启动以来，低加水位测量多次出现不准，增加了低加疏水泵变频自动控制的扰动，严重影响了低加疏水泵变频自动控制的稳定性。
（二）、烟冷器环节改变控制特性。大修技改后，凝结水进6号低加水侧管道增加烟冷器环节，使控制特性出现改变，通过表2与表3对比可发现，以机组750MW负荷为例，增加烟冷器环节后，6号低加水侧进水温度升高，低加抽汽量减少，低加疏水泵出口母管流量由91 t/h降至80 t/h，且出口母管压力也有约0.03MPa的增加。而在前面列举的2014年12月31日的现象示例中，负荷由550MW降至500MW时，烟冷器退出，振荡出现恶化，其恶化与烟冷器退出有直接关系。
（三）、低加疏水泵变频自动控制回路与低加疏水泵再循环调节阀自动控制回路相互耦合。增加烟冷器环节后，低加疏水泵压力与流量特性出现改变，而再循环调节阀自动控制回路仍按原自动控制逻辑控制，使其在一定条件下，两个回路相互耦合，加剧振荡。
四、对策：
（一）、正常运行过程中出现低加疏水系统自动控制振荡时，运行值班人员应及时解除低加疏水泵、再循环调节阀等自动，手动调节平稳后再投入自动，防止振荡恶化，发散后造成低加解列或者低加疏水泵跳闸，引起更大的扰动。特别是在投退烟冷器时着重关注。
（二）、保证低加水位测量的准确。测量的准确性是热工控制的基础性工作，基础不稳定，系统自动控制的稳定性就无从谈起。热工检修人员可通过对低加水位计重新注水、零位重新整定、更换水位测量元件等方式提高低加水位测量的准确性。
（三）、增加低加疏水泵入口管道流量、烟冷器加热水管道流量等测点。低加疏水泵出口母管流量测点在低加疏水泵出口总管，未包含再循环管流量，应在低加疏水泵入口管道以及烟冷器加热水管道增加流量测点，有利于调节和控制。同时此举也有利于投入烟冷器加热水时流量的监测。
（四）、修改低加疏水泵再循环调节阀自动控制曲线。修改前低加疏水泵再循环调节阀自动控制时在出口母管流量90 t/h时开出，0t/h时全开。经与设备生产厂家沟通及实验确定，修改后再循环调节阀自动控制曲线，在出口母管流量65t/h时开出，0t/h时全开。在保证设备运行安全的前提下，减少再循环调节阀对自动控制回路的扰动和耦合，由低加疏水泵变频自动主控制流量。此举同时也提高了低加疏水泵出口压力，利于烟冷器加热水的投入。
五、总结：
经上述对策处理后，目前机组正常运行中低加疏水系统自动控制振荡现象已消除，既保证了机组运行的安全稳定性，也提高了机组运行的经济性。
参考文献：
[1]边立秀,周俊霞，赵劲松，杨建蒙.热工控制系统[M].北京:中国电力出版社,2001.
[2]张磊,马明礼 主编.汽轮机设备与运行[M]. 北京:中国电力出版社,2008.
论文作者:苏锡武
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/11/1
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