國華定州電廠二期工程包含兩臺660MW超臨界空冷機組，每臺機組配備兩臺100%的凝結(jié)水泵，采用一用一備的運行方式。每臺機組的兩臺凝結(jié)水泵采用一套變頻器進行控制，控制方式為一拖二控制方式，即一臺變頻器既可用于A凝結(jié)水泵的變頻控制，也可切換到B凝結(jié)水泵進行變頻控制。

根據(jù)這一控制要求，針對凝結(jié)水泵電氣控制回路和熱工控制邏輯進行了重新設(shè)計及修改，并在運行中加以應(yīng)用。現(xiàn)針對電氣和熱控的控制原理及控制特點進行如下說明。

電氣控制原理及控制特點說明

1 電氣控制原理圖（圖1）

圖1

說明：

• M1、M2——為兩臺凝結(jié)水泵馬達
• QF1、QF3——為兩臺凝結(jié)水泵工頻方式的電氣開關(guān)
• QF2——為變頻器變頻裝置的電氣開關(guān)
• QF4、QF5——為兩臺凝結(jié)水泵變頻方式的電氣開關(guān)

2 電氣開關(guān)的控制信號（與DCS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信號）

• QF1—QF5五個電氣開關(guān)的啟/停指令信號（10個）
• QF1—QF5五個電氣開關(guān)就地/遠方信號（5個）
• QF1—QF5五個電氣開關(guān)合閘位、分閘位（10個）
• QF1—QF5五個電氣開關(guān)故障信號（5個）

3 變頻裝置的控制信號（與DCS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信號）

• 變頻裝置待機信號
• 變頻裝置就地/遠方信號
• 變頻裝置運行/停止信號
• 變頻裝置輕故障報警信號
• 變頻裝置重故障保護信號

4 電氣開關(guān)之間的聯(lián)鎖關(guān)系

4.1 A凝泵變頻運行過程中，如果凝泵變頻器重度故障信號發(fā)生，則聯(lián)鎖跳開QF2、 QF4開關(guān)；B凝泵變頻運行過程中，如果凝泵變頻器重度故障信號發(fā)生，則聯(lián)鎖跳開QF2、QF5開關(guān)；（就地實現(xiàn)）

4.2 在變頻方式下，A凝泵變頻故障后，聯(lián)啟B泵工頻運行控制邏輯，見圖2 ：（DCS實現(xiàn)）

圖2

4.3 在變頻方式下，B凝泵變頻故障后，聯(lián)啟A泵工頻運行控制邏輯，見圖3：（DCS實現(xiàn)）

圖3

4.4 開關(guān)QF1和開關(guān)QF4之間相互閉鎖；開關(guān)QF3和開關(guān)QF5之間相互閉鎖：開關(guān)QF4和開關(guān)QF5之間相互閉鎖。（DCS實現(xiàn)）

4.5 兩臺泵均采用工頻控制模式時，聯(lián)鎖投入后，QF1斷開聯(lián)啟QF3；QF3斷開聯(lián)啟QF1。（DCS實現(xiàn)）

熱工控制原理及控制邏輯說明

1 凝結(jié)水泵啟動控制

每臺凝結(jié)水泵啟動指令有兩個，分為工頻啟動指令和變頻啟動指令。

1.1 A凝結(jié)水泵啟動控制

工頻啟動過程：按下工頻啟動按鈕，發(fā)出工頻啟動指令，首先合閘QF1開關(guān)，QF1開關(guān)合上后自動啟動A凝結(jié)水泵；

變頻啟動過程：先合閘QF2和QF4開關(guān)，當(dāng)變頻器啟動允許條件滿足時，按下變頻啟動按鈕，啟動變頻器，變頻器啟動后自動啟動A凝結(jié)水泵。

變頻器啟動允許條件包括：QF2合閘狀態(tài)、QF4合閘狀態(tài)、QF1分閘狀態(tài)、變頻器發(fā)出待機信號、變頻器處于遠方控制方式。

1.2 B凝結(jié)水泵啟動控制

工頻啟動過程：按下工頻啟動按鈕，發(fā)出工頻啟動指令，首先合閘QF3開關(guān)，QF3開關(guān)合上后自動啟動B凝結(jié)水泵；

變頻啟動過程：先合閘QF2和QF5開關(guān)，當(dāng)變頻器啟動允許條件滿足時，按下變頻啟動按鈕，啟動變頻器，變頻器啟動后自動啟動B凝結(jié)水泵。

變頻器啟動允許條件包括：QF2合閘狀態(tài)、QF5合閘狀態(tài)、QF3分閘狀態(tài)、變頻器發(fā)出待機信號、變頻器處于遠方控制方式。

2 凝結(jié)水泵停止控制

每臺凝結(jié)水泵停止指令有兩個，分為工頻停止指令和變頻停止指令。

2.1 A凝結(jié)水泵停止控制

工頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出工頻停止指令，直接斷開QF1開關(guān)，QF1開關(guān)斷開后，A凝結(jié)水泵停運；

變頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出變頻停止指令，先將變頻器頻率指令降至最低1HZ，變頻器停運，然后A凝結(jié)水泵停運，再斷開QF4開關(guān)和QF2開關(guān)。

2.2 B凝結(jié)水泵停止控制

工頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出工頻停止指令，直接斷開QF3開關(guān)，QF3開關(guān)斷開后，B凝結(jié)水泵停運；

變頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯(lián)鎖停條件存在，發(fā)出變頻停止指令，先將變頻器頻率指令降至最低1HZ，變頻器停運，然后B凝結(jié)水泵停運，再斷開QF5開關(guān)和QF2開關(guān)。

3 凝結(jié)水泵狀態(tài)信號判斷

3.1 A凝結(jié)水泵運行/停止?fàn)顟B(tài)

工頻運行/停止?fàn)顟B(tài)：直接用QF1開關(guān)的合閘/分閘位來表示；

變頻運行/停止?fàn)顟B(tài)：用QF2開關(guān)、QF4開關(guān)的合閘位和變頻器運行狀態(tài)，三者相與來表示變頻運行狀態(tài)；用QF2開關(guān)、QF4開關(guān)的分閘位和變頻器停止?fàn)顟B(tài)，三者相或來表示變頻停運狀態(tài)。

3.2 B凝結(jié)水泵運行/停止?fàn)顟B(tài)

工頻運行/停止?fàn)顟B(tài)：直接用QF3開關(guān)的合閘/分閘位來表示；

變頻運行/停止?fàn)顟B(tài)：用QF2開關(guān)、QF5開關(guān)的合閘位和變頻器運行狀態(tài)，三者相與來表示變頻運行狀態(tài)；用QF2開關(guān)、QF5開關(guān)的分閘位和變頻器停止?fàn)顟B(tài)，三者相或來表示變頻停運狀態(tài)。

除氧器水位自動調(diào)節(jié)回路的改進

原設(shè)計中，除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩路電動調(diào)節(jié)門實現(xiàn)，根據(jù)管徑的大小所對應(yīng)的流量的不同分為主、輔兩路調(diào)節(jié)門，共同完成除氧器水位的調(diào)節(jié)控制。凝結(jié)水泵改為變頻器控制后，除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)則主要通過改變變頻泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。具體的方案設(shè)計如下：

1 變頻泵的自動調(diào)節(jié)回路

增加一套變頻泵調(diào)除氧器水位的LOOP圖、邏輯圖、及M/A站，可在除氧器水位控制M/A站上設(shè)定水位定值。變頻控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍暫定為70%～100%額定轉(zhuǎn)速。

1.1 如果凝結(jié)水泵以變頻方式運行，且頻率調(diào)節(jié)回路投入自動方式，則變頻泵負責(zé)調(diào)整除氧器水位。凝結(jié)水主、輔調(diào)門負責(zé)階段性調(diào)節(jié)凝泵出口壓力，手動/自動方式不限。

1.2 如果凝結(jié)水泵以變頻方式運行，但頻率調(diào)節(jié)回路處于手動方式，則變頻泵負責(zé)手動調(diào)整凝泵出口壓力。凝結(jié)水主、輔調(diào)門負責(zé)調(diào)節(jié)除氧器水位，手動/自動方式不限。

1.3 變頻泵頻率調(diào)節(jié)回路切手動條件：

• 除氧器水位測量故障；
• 除氧器水位高二值；
• PID調(diào)節(jié)偏差大；
• 變頻泵未運行；
• 變頻器為就地控制位，變頻器控制回路跟蹤變頻泵實際轉(zhuǎn)速；
• 變頻器故障。

2 主、輔調(diào)門的自動調(diào)節(jié)回路

在主、輔調(diào)門的自動調(diào)節(jié)回路LOOP圖中增加自動緩慢調(diào)節(jié)凝泵出口壓力的功能。

變頻泵調(diào)節(jié)投自動時，主、輔調(diào)門負責(zé)校正壓力，可選擇手動或自動完成。只要變頻泵水位調(diào)節(jié)切手動，則除氧水位調(diào)節(jié)由主、輔調(diào)門來實現(xiàn)，可選擇手動或自動完成。在自動工況時，可在主調(diào)門M/A站上設(shè)定除氧器水位定值。

2.1 主、輔調(diào)門切手動條件：

• 除氧器水位測量故障；
• 除氧器水位高二值；
• 給水流量測量故障；
• PID調(diào)節(jié)偏差大；
• 主、輔調(diào)門各自的指令、反饋偏差大。

2.2 校正壓力回路的投入

變頻泵調(diào)節(jié)投入自動時，為了滿足凝結(jié)水母管壓力不低于2.3Mpa（指令）。此時主、輔調(diào)門若在自動位，校正壓力回路自動投入，除氧器主、輔調(diào)門從當(dāng)前閥位較快回到當(dāng)前負荷下對應(yīng)的開度，隨著工況的變化，主調(diào)門以緩慢的速率（0.01% / 秒）開啟或關(guān)閉至相應(yīng)的閥位開度（參看圖4給水流量—閥門開度線）

圖4 除氧器主調(diào)門變閥位曲線

2.3 閥門聯(lián)關(guān)條件

除氧器水位高二值聯(lián)關(guān)主、輔調(diào)門，開度至0，維持15秒。

3 水位設(shè)定值的設(shè)定

3.1 變頻泵投入自動時，水位設(shè)定值在變頻泵操作器M/A站上設(shè)定。

3.2 變頻泵切手動，且主調(diào)門投自動時，水位設(shè)定值在主調(diào)門操作器M/A站上設(shè)定。

3.3 輔助調(diào)節(jié)門的設(shè)定值一直跟蹤主調(diào)門的水位設(shè)定值。

運行人員倒泵操作說明

當(dāng)A凝結(jié)水泵以變頻方式運行一段時間后，需要進行倒泵。首先，在操作員畫面將變頻器自動控制回路切到手動控制，投入主調(diào)節(jié)門自動控制回路（或保持除氧器水位手動控制）；運行人員合QF3開關(guān)，B凝結(jié)水泵工頻運行；待B泵運行穩(wěn)定后，停止變頻器運行；變頻器停止后，運行人員斷開QF2、QF4開關(guān)，A泵變頻控制停止完成。

然后，運行人員合QF1開關(guān)，A泵工頻運行；A泵運行穩(wěn)定后，再斷開QF3開關(guān)，B泵停止。然后合QF2、QF5開關(guān)，啟動變頻器，B泵在變頻控制方式運行；待達到一定出力后，斷開QF1開關(guān)，停止A泵工頻運行。

此時如果主調(diào)節(jié)門自動投入，則切到手動，然后投入B泵變頻自動，倒泵工作完成。

6 結(jié)論

我們依據(jù)以上所述的控制原理及特點，對變頻器設(shè)備的控制邏輯進行了修改，并經(jīng)過多次試驗進行了完善，目前設(shè)備運行正常，切換正常；對變頻器自動調(diào)節(jié)部分的邏輯進行了整理和優(yōu)化，自調(diào)系統(tǒng)能夠正常投入，且滿足實際運行要求。

（編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“變頻技術(shù)在定州電廠二期工程凝結(jié)水泵控制中的應(yīng)用”，作者為王斌、郭樂樂。）