高奎，辛軍放，趙暉，安宗武，普建國(guó)，郭三虎，陳浩

(西安熱工研究院有限公司，西安市710032)

0 引言

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)間接空冷系統(tǒng)已快速推廣應(yīng)用，然而其控制功能的組態(tài)設(shè)計(jì)基本是參照各個(gè)廠家提供的控制說(shuō)明予以實(shí)現(xiàn)，不同的組態(tài)設(shè)計(jì)人員對(duì)于間接空冷系統(tǒng)所要求的控制功能及側(cè)重點(diǎn)的理解難免有所區(qū)別，因此導(dǎo)致間接空冷系統(tǒng)的控制組態(tài)出現(xiàn)繁雜但不全面，不能突出控制重點(diǎn)的表現(xiàn)，在系統(tǒng)試運(yùn)行階段頻繁進(jìn)行大量修改，既耽誤工程的進(jìn)度，也增加了控制系統(tǒng)調(diào)試過程的工作量，浪費(fèi)了人力資源。

針對(duì)以上問題，本文結(jié)合某電廠2臺(tái)350MW超臨界機(jī)組國(guó)產(chǎn)間接空冷控制系統(tǒng)的調(diào)試過程，在對(duì)間接空冷系統(tǒng)設(shè)備、流程及功能分析的基礎(chǔ)上，就其控制功能進(jìn)行劃分及總結(jié)，利用國(guó)產(chǎn)間接空冷控制系統(tǒng)投運(yùn)過程，對(duì)其控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，針對(duì)暴露的問題進(jìn)行分析并予以修改完善。

1 間接空冷系統(tǒng)設(shè)備

單元機(jī)組間接空冷系統(tǒng)利用雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔內(nèi)、外空氣密度差形成的抽力，提供散熱器冷卻所需要的空氣流量，在冬季可以調(diào)節(jié)百葉窗開度控制通過冷卻扇區(qū)的空氣流量。單元機(jī)組間接空冷系統(tǒng)冷卻塔區(qū)域主要設(shè)備及工藝流程見圖1。

單元機(jī)組配6段冷卻扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由11個(gè)冷卻扇段組成，每個(gè)扇區(qū)設(shè)置1臺(tái)循環(huán)水進(jìn)水閥、1臺(tái)循環(huán)水出水閥、2臺(tái)扇區(qū)排水閥。每個(gè)扇段設(shè)置1臺(tái)百葉窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)。循環(huán)水進(jìn)、出水閥及排水閥用于控制扇區(qū)充水運(yùn)行或排水退出運(yùn)行，通過調(diào)整百葉窗開度控制扇區(qū)的循環(huán)水出水溫度。

為了滿足冷卻系統(tǒng)微正壓運(yùn)行，保證系統(tǒng)內(nèi)水壓穩(wěn)定，維持正常的水循環(huán)，同時(shí)滿足由于冷卻水溫度變化時(shí)系統(tǒng)內(nèi)冷卻水容積發(fā)生變化的要求，系統(tǒng)設(shè)置穩(wěn)壓補(bǔ)水系統(tǒng)，由補(bǔ)水泵、膨脹水箱以及連接管道組成。本工程設(shè)置2臺(tái)補(bǔ)水泵，布置在地下儲(chǔ)水箱內(nèi)。當(dāng)膨脹水箱低水位時(shí)，啟動(dòng)補(bǔ)水泵向系統(tǒng)補(bǔ)水;當(dāng)膨脹水箱補(bǔ)至指定水位時(shí)，補(bǔ)水泵停運(yùn)。

圖1 間接空冷系統(tǒng)冷卻塔區(qū)域工藝流程Fig.1 Cooling tower process of indirect cooling system

空冷系統(tǒng)投運(yùn)前，需將其管道及散熱器中充滿水，停運(yùn)、檢修時(shí)需將系統(tǒng)水放空。排放的循環(huán)水儲(chǔ)存在地下儲(chǔ)水箱內(nèi)。充水/排水系統(tǒng)由地下儲(chǔ)水箱、充水泵、充水/排水系統(tǒng)管道和閥門組成。充水泵可向冷卻塔內(nèi)的膨脹水箱充水，進(jìn)而對(duì)每個(gè)扇區(qū)的空冷散熱器進(jìn)行充水。扇區(qū)充水時(shí)，由充水泵向膨脹水箱充滿水(指定水位)，然后由膨脹水箱逐個(gè)對(duì)扇區(qū)的空冷散熱器依次進(jìn)行充水。當(dāng)系統(tǒng)或某個(gè)扇區(qū)停運(yùn)、或冬季運(yùn)行循環(huán)水溫過低時(shí)，可通過排水系統(tǒng)，將一個(gè)或幾個(gè)扇區(qū)內(nèi)的水排入地下儲(chǔ)水箱。

2 間接空冷系統(tǒng)控制功能結(jié)構(gòu)

根據(jù)間接空冷系統(tǒng)運(yùn)行要求，可將其控制功能劃分為間冷總控、狀態(tài)監(jiān)視、聯(lián)鎖保護(hù)、順序控制、模擬量控制這5個(gè)部分，間接空冷系統(tǒng)控制功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)間接空冷系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行連續(xù)采集監(jiān)視，通過邏輯判斷產(chǎn)生扇區(qū)已充水、已排水、冬季工況運(yùn)行、扇區(qū)運(yùn)行狀態(tài)等系統(tǒng)狀態(tài)并提供運(yùn)行人員或順序控制、聯(lián)鎖保護(hù)、模擬量控制等控制邏輯，同時(shí)完成系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)報(bào)警功能，為運(yùn)行人員提供全面的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。

圖2 間接空冷系統(tǒng)控制功能結(jié)構(gòu)Fig.2 Control function structure of indirect air cooling system

系統(tǒng)狀態(tài)或參數(shù)危及安全運(yùn)行時(shí)，聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)采取聯(lián)鎖動(dòng)作、保護(hù)跳閘等措施將系統(tǒng)恢復(fù)至安全運(yùn)行的狀態(tài)，聯(lián)鎖保護(hù)主要功能包括防凍保護(hù)、扇區(qū)聯(lián)鎖保護(hù)、膨脹水箱水位控制、地下水箱水位控制、系統(tǒng)旁路閥控制、緊急排水閥控制等。順序控制系統(tǒng)能夠按照扇區(qū)充/排水工藝流程要求對(duì)扇區(qū)進(jìn)水閥、回水閥、排水閥、百葉窗、充水泵等設(shè)備進(jìn)行順序操作及狀態(tài)判斷，自動(dòng)完成每個(gè)扇區(qū)的充水及排水過程。

模擬量控制系統(tǒng)對(duì)凝汽器真空、循環(huán)水進(jìn)/回水溫度、環(huán)境溫度等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，采用前饋、變參數(shù)、閉環(huán)調(diào)節(jié)等手段自動(dòng)對(duì)百葉窗開度大小進(jìn)行調(diào)整，使流經(jīng)間接空冷系統(tǒng)的空氣量滿足冷卻循環(huán)水的需求，以保證經(jīng)冷卻后的循環(huán)水溫度處于適當(dāng)?shù)姆秶?，滿足機(jī)組凝汽器真空處于安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。

間冷總控系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)排汽壓力進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，在考慮機(jī)組負(fù)荷、環(huán)境溫度、冷卻扇區(qū)狀態(tài)、防凍保護(hù)等多種因素的基礎(chǔ)上，向模擬量控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)派發(fā)指令，調(diào)整百葉窗開度及扇區(qū)運(yùn)行數(shù)量，保證機(jī)組在啟動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行及停機(jī)的全過程中，間接空冷系統(tǒng)的冷卻能力與機(jī)組需求相匹配。間冷總控系統(tǒng)是間接空冷控制系統(tǒng)的最高一級(jí)控制功能。

3 間接空冷系統(tǒng)控制策略及應(yīng)用

3.1 狀態(tài)監(jiān)視

某電廠間接空冷系統(tǒng)在完成系統(tǒng)設(shè)備操作、順控操作、聯(lián)鎖投退等多項(xiàng)功能的同時(shí)，提供運(yùn)行參數(shù)/狀態(tài)監(jiān)視、參數(shù)報(bào)警、系統(tǒng)冰凍報(bào)警、順控狀態(tài)指示等多種功能，滿足間接空冷系統(tǒng)在機(jī)組啟停及運(yùn)行過程中的各項(xiàng)監(jiān)控要求。

在完成運(yùn)行監(jiān)控、報(bào)警等基本功能的同時(shí)，狀態(tài)監(jiān)視功能對(duì)扇區(qū)已充水、扇區(qū)已排水、冬季運(yùn)行工況等系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定并提供給順序控制、模擬量控制、間冷總控等相應(yīng)控制功能。

3.2 模擬量控制

間接空冷系統(tǒng)模擬量控制有以下2個(gè)目標(biāo):(1)機(jī)組啟/停機(jī)、升/降負(fù)荷及正常運(yùn)行期間控制汽輪機(jī)凝汽器真空在合理范圍，保證機(jī)組安全運(yùn)行及效率;(2)冬季工況下，控制間接空冷系統(tǒng)及各扇區(qū)水溫在合理范圍，不發(fā)生凍結(jié)危險(xiǎn)，保證間接空冷系統(tǒng)安全運(yùn)行。

達(dá)成以上目標(biāo)的途徑是調(diào)整間接空冷系統(tǒng)循環(huán)水出水溫度在合理的范圍內(nèi)，既滿足冷卻機(jī)組排汽要求，同時(shí)滿足冬季運(yùn)行防凍要求。由于間接冷卻塔循環(huán)水出水是由每個(gè)扇區(qū)冷卻后的出水匯集而成，因此將每個(gè)扇區(qū)的出水溫度控制在合理范圍內(nèi)就能保證間接冷卻塔的出水溫度滿足控制要求。

間冷扇區(qū)出水溫度采用單回路比例積分(proportion-integral，PI)控制器控制，扇區(qū)出水溫度調(diào)節(jié)回路結(jié)構(gòu)見圖3。由于扇區(qū)出水溫度受扇區(qū)進(jìn)水溫度及冷卻空氣溫度影響顯著，為保證調(diào)節(jié)效果，在單回路的基礎(chǔ)上增加了扇區(qū)進(jìn)水溫度及環(huán)境溫度的前饋?zhàn)饔?。由于扇區(qū)百葉窗開度與空氣流量不成線性關(guān)系，在0%～40%開度時(shí)空氣風(fēng)量變化明顯，在40%開度以上空氣量變化相對(duì)較小，因此根據(jù)調(diào)節(jié)器開度輸出構(gòu)造變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)回路。由于環(huán)境溫度的變化直接影響冷卻換熱量，不同環(huán)境溫度下百葉窗開度相同時(shí)冷卻效果有所不同，因此根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)出水溫度偏差進(jìn)行變?cè)鲆鏄?gòu)造，以保證不同環(huán)境溫度時(shí)調(diào)節(jié)效果的穩(wěn)定。

圖3 扇區(qū)出水溫度調(diào)節(jié)回路結(jié)構(gòu)Fig.3 Regulating loop structure of sector water temperature

間接空冷系統(tǒng)扇區(qū)出水溫度控制經(jīng)回路修改及參數(shù)整定后，進(jìn)行了系統(tǒng)投入及擾動(dòng)試驗(yàn)，控制效果滿足機(jī)組各種工況下運(yùn)行要求。扇區(qū)出水溫度定值擾動(dòng)效果見圖4，機(jī)組變負(fù)荷過程中扇區(qū)出水溫度控制效果見圖5，環(huán)境溫度變化過程中扇區(qū)出水溫度控制效果見圖6。

圖4 扇區(qū)出水溫度定值擾動(dòng)效果Fig.4 Control effect of sector water temperature constant disturbance

圖5 機(jī)組變負(fù)荷過程中扇區(qū)出水溫度控制效果Fig.5 Control effect of sector water temperature in load change process

圖6 環(huán)境溫度變化時(shí)扇區(qū)出水溫度控制效果Fig.6 Control effect of sector watertemperature in ambient temperature changing

3.3 順序控制

間接空冷系統(tǒng)每個(gè)扇區(qū)設(shè)置有充水及排水程控，用于自動(dòng)對(duì)單個(gè)扇區(qū)進(jìn)行充水或排水。扇區(qū)程控充水步序見圖7，扇區(qū)充水過程中主要參數(shù)變化情況見圖8。

扇區(qū)程控充水過程需要說(shuō)明以下幾點(diǎn):

(1)第1步“檢測(cè)膨脹水箱水位”用于保證扇區(qū)進(jìn)水前膨脹水箱內(nèi)存有充滿1個(gè)扇區(qū)所需的水量。扇區(qū)進(jìn)水前，膨脹水箱水位應(yīng)高于“充水水位”，如果水位不滿足，本步將下發(fā)補(bǔ)水請(qǐng)求給膨脹水箱水位聯(lián)鎖邏輯，以啟動(dòng)充水泵進(jìn)行補(bǔ)水，直至水位滿足。2臺(tái)充水泵的啟動(dòng)順序及啟停均由聯(lián)鎖控制邏輯實(shí)現(xiàn)，本步僅對(duì)膨脹水箱水位進(jìn)行判斷并下發(fā)補(bǔ)水請(qǐng)求，以此簡(jiǎn)化程控啟動(dòng)邏輯。

圖7 扇區(qū)程控充水步序圖Fig.7 Programmable sequence of filling off water in sector

圖8 扇區(qū)充水過程主要參數(shù)變化情況Fig.8 Change of main parameters in sector fill wator process

(2)第2步“關(guān)閉所有百葉窗”的目的是防止冬季工況下充水過程中扇區(qū)內(nèi)尚未建立水循環(huán)的情況下開啟百葉窗的部位發(fā)生凍結(jié)，因此反饋判斷中必須要求所有百葉窗關(guān)閉;非冬季工況下，對(duì)此無(wú)嚴(yán)格要求。

(3)第4步“開啟進(jìn)水及回水閥門”分2階段進(jìn)行，首先將進(jìn)水及回水閥門開啟至較小開度(10%左右)，以防止進(jìn)水流量過大、過快導(dǎo)致扇區(qū)內(nèi)空氣無(wú)法及時(shí)排出引起劇烈振動(dòng)。待扇區(qū)內(nèi)空氣基本排盡后將進(jìn)水及回水閥門全開，扇區(qū)投入正常運(yùn)行。考慮到冬季工況扇區(qū)充水過程中避免凍結(jié)的要求，總體充水時(shí)間盡量縮短，以保證扇區(qū)盡快建立循環(huán)。

(4)扇區(qū)投入正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要標(biāo)志是扇區(qū)內(nèi)水量充足且水循環(huán)正常建立，第5步“扇區(qū)滿水檢測(cè)”的作用是對(duì)扇區(qū)是否成功充水予以確認(rèn)?；谏葏^(qū)充水過程中監(jiān)視參數(shù)的變化情況(見圖8)，扇區(qū)滿水情況可根據(jù)膨脹水箱水位變化趨勢(shì)、扇區(qū)進(jìn)水及出水母管壓力建立、扇區(qū)排氣立管液位進(jìn)行判斷。其中，采用排氣立管液位作為判斷依據(jù)最為直觀，進(jìn)水及出水母管壓力建立條件也能正確反映扇區(qū)內(nèi)液位高度情況，膨脹水箱水位的變化趨勢(shì)是在將間冷扇區(qū)與膨脹水箱視為一個(gè)連通器的基礎(chǔ)上通過膨脹水箱水位間接反映扇區(qū)內(nèi)液位高度的判斷方式。排氣立管液位、扇區(qū)進(jìn)水母管壓力、扇區(qū)出水母管壓力測(cè)點(diǎn)均為單支測(cè)點(diǎn)，由于該系統(tǒng)冬季試運(yùn)時(shí)保溫、伴熱等措施不夠完善，取樣管路經(jīng)常凍結(jié)導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，因此采用了3支膨脹水箱水位測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì)作為“扇區(qū)滿水檢測(cè)”的判斷條件。從圖8可以看出，扇區(qū)充水過程中，膨脹水箱水位從充水水位下降至正常運(yùn)行水位后保持穩(wěn)定且高于正常運(yùn)行水位，利用這一特性進(jìn)行邏輯組態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)扇區(qū)滿水檢測(cè)。扇區(qū)程控排水步序見圖9，根據(jù)運(yùn)行需要，扇區(qū)程控排水可按照完全排水及水關(guān)閉2種方式進(jìn)行。水關(guān)閉方式下排水時(shí)不開啟扇區(qū)的泄水閥，僅關(guān)閉扇區(qū)進(jìn)水閥及回水閥，即扇區(qū)退出間接空冷系統(tǒng)運(yùn)行但不排水。采用這種方式可以快速投入退出運(yùn)行的扇區(qū)，但扇區(qū)防凍保護(hù)、環(huán)境溫度過低、循環(huán)水泵全停、緊急泄水閥開啟、扇區(qū)充水過程故障、扇區(qū)排氣管液位低等保護(hù)動(dòng)作時(shí)，扇區(qū)必須進(jìn)行完全排水以保證設(shè)備及系統(tǒng)安全。

圖9 扇區(qū)程控排水步序圖Fig.9 Programmable sequence of draining off water in sector

3.4 聯(lián)鎖保護(hù)

3.4.1 防凍保護(hù)

(1)扇區(qū)防凍保護(hù)。扇區(qū)防凍保護(hù)用于間接空冷系統(tǒng)在冬季工況運(yùn)行時(shí)，保證間冷冷卻單元不會(huì)因?yàn)闇囟冗^低發(fā)生凍結(jié)的危險(xiǎn)。根據(jù)扇區(qū)出水管水溫過低的程度，扇區(qū)防凍保護(hù)被劃分為過冷報(bào)警、防凍保護(hù)、防凍排水這3個(gè)等級(jí)。與此同時(shí)，扇區(qū)冷卻柱壁溫過低時(shí)，超馳關(guān)閉百葉窗以減少進(jìn)入扇區(qū)的冷空氣，保證扇區(qū)處于安全的運(yùn)行范圍。冬季工況運(yùn)行，已投入運(yùn)行的扇區(qū)出水母管水溫低于25℃時(shí)，該扇區(qū)進(jìn)入“過冷報(bào)警”狀態(tài)，在運(yùn)行畫面出現(xiàn)“過冷報(bào)警”提示，運(yùn)行人員需根據(jù)扇區(qū)運(yùn)行情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止水溫繼續(xù)降低。冬季工況運(yùn)行，已投入運(yùn)行的扇區(qū)出水母管水溫低于18℃時(shí)，該扇區(qū)進(jìn)入“防凍保護(hù)”狀態(tài)，在運(yùn)行畫面上出現(xiàn)“防凍保護(hù)”提示，同時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉扇區(qū)的所有百葉窗，減少進(jìn)入扇區(qū)的冷空氣以提高水溫。冬季工況運(yùn)行，已投入運(yùn)行的扇區(qū)出水母管水溫低于15℃時(shí)，該扇區(qū)進(jìn)入“防凍排水”狀態(tài)，在運(yùn)行畫面出現(xiàn)“防凍排水”提示，同時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)扇區(qū)排水程控將扇區(qū)中的水排放至地下水箱，防止扇區(qū)被凍結(jié)。夏季工況運(yùn)行或扇區(qū)已完全排水或扇區(qū)出水母管水溫高于30℃時(shí)，扇區(qū)“過冷報(bào)警”、“防凍保護(hù)”、“防凍排水”狀態(tài)解除。冬季工況運(yùn)行，已投入運(yùn)行的扇區(qū)冷卻柱壁溫過低時(shí)，該扇區(qū)進(jìn)入“百葉窗超馳關(guān)閉”狀態(tài)，在運(yùn)行畫面出現(xiàn)“百葉窗超馳關(guān)閉”提示，扇區(qū)所有百葉窗自動(dòng)關(guān)閉，防止扇區(qū)局部?jī)鼋Y(jié)。夏季工況運(yùn)行或扇區(qū)冷卻柱溫度高于5℃或扇區(qū)已完全排水時(shí)，扇區(qū)“百葉窗超馳關(guān)閉”狀態(tài)解除。

(2)整塔防凍保護(hù)。冬季工況運(yùn)行且間接空冷系統(tǒng)循環(huán)水冷水母管溫度低于15℃時(shí)，間接空冷系統(tǒng)發(fā)出“整塔防凍報(bào)警”信號(hào)，提示運(yùn)行人員及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止系統(tǒng)凍結(jié)?！罢纼鰣?bào)警”僅作為報(bào)警使用，不進(jìn)行任何聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作。

(3)膨脹水箱防凍保護(hù)。在冬季運(yùn)行工況下，當(dāng)膨脹水箱中的水過冷時(shí)，采用換水的方式將地下水箱的熱水補(bǔ)充至膨脹水箱替換溫度過低的冷水。間接空冷塔內(nèi)溫度低于2℃且膨脹水箱水溫低于12℃時(shí)，膨脹水箱防凍保護(hù)動(dòng)作。

3.4.2 扇區(qū)其他保護(hù)

在防凍保護(hù)功能的基礎(chǔ)上，間接空冷系統(tǒng)每個(gè)運(yùn)行扇區(qū)同時(shí)設(shè)置以下保護(hù)項(xiàng)目:

(1)冬季工況，3臺(tái)循環(huán)水泵均停運(yùn)且間接空冷系統(tǒng)冷水管線及熱水管線緊急泄水閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

(2)間接空冷系統(tǒng)冷水管線緊急泄水閥開啟或熱水管線緊急泄水閥開啟。

(3)扇區(qū)運(yùn)行時(shí)排氣管液位過低。

(4)扇區(qū)充水過程中滿水檢測(cè)失敗。

(5)扇區(qū)充水過程中膨脹水箱水位過低。

3.4.3 膨脹水箱水位控制

間接空冷系統(tǒng)配置2臺(tái)充水泵和2臺(tái)補(bǔ)水泵，用于向間接空冷系統(tǒng)冷卻扇區(qū)及循環(huán)水管線進(jìn)行補(bǔ)水，冷卻扇區(qū)及循環(huán)水管線水量滿足運(yùn)行要求的標(biāo)志是膨脹水箱水位正常。充水泵用于扇區(qū)充水過程中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充水，補(bǔ)水泵用于扇區(qū)正常運(yùn)行過程中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。充水泵同時(shí)可作為補(bǔ)水泵的備用。

首先，充水泵及補(bǔ)水泵根據(jù)膨脹水箱的水位進(jìn)行聯(lián)鎖啟停，其聯(lián)鎖啟停分為以下3種情況:

(1)扇區(qū)準(zhǔn)備充水前，要求膨脹水箱水位高于充水水位，如果水位不滿足，則聯(lián)鎖啟動(dòng)充水泵向膨脹水箱充水，待膨脹水箱水位滿足扇區(qū)充水要求后，聯(lián)鎖停止運(yùn)行的充水泵。

(2)扇區(qū)充水過程中，要求膨脹水箱水位高于正常運(yùn)行水位，如果水位不滿足，則聯(lián)鎖啟動(dòng)充水泵向膨脹水箱充水，待膨脹水箱水位高于正常運(yùn)行水位后，聯(lián)鎖停止運(yùn)行的充水泵。

(3)間接空冷系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，要求膨脹水箱水位高于正常水位，如果水位不滿足，則首先聯(lián)鎖啟動(dòng)補(bǔ)水泵向膨脹水箱補(bǔ)水，待膨脹水箱水位滿足后，聯(lián)鎖停止運(yùn)行的補(bǔ)水泵。如果補(bǔ)水泵啟動(dòng)后補(bǔ)水量無(wú)法滿足補(bǔ)水要求即膨脹水箱水位繼續(xù)下降，則啟動(dòng)補(bǔ)水流量較大的充水泵向膨脹水箱補(bǔ)水，待水位滿足后聯(lián)鎖停止充水泵。

其次，由于系統(tǒng)設(shè)置2臺(tái)充水泵及2臺(tái)補(bǔ)水泵，分別按照“一運(yùn)一備”方式運(yùn)行，因此2臺(tái)充水泵或補(bǔ)水泵之間應(yīng)設(shè)置主備選擇功能，當(dāng)聯(lián)鎖啟動(dòng)請(qǐng)求發(fā)出時(shí)，應(yīng)首先啟動(dòng)主泵，如果主泵啟動(dòng)失敗或者運(yùn)行過程中主泵跳閘時(shí)應(yīng)聯(lián)鎖啟動(dòng)備用泵。主備選擇可由運(yùn)行人員手動(dòng)選擇，為提高自動(dòng)控制水平，也可根據(jù)泵的狀態(tài)及運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)選擇，以保證2臺(tái)充水泵或補(bǔ)水泵的使用壽命同步。

最后，作為充水泵及補(bǔ)水泵安全運(yùn)行的保障，應(yīng)設(shè)置地下水箱水位過低跳閘及出口閥門關(guān)閉跳閘的保護(hù)項(xiàng)目。

3.4.4 地下水箱水位控制

地下儲(chǔ)水箱的水位由地下水箱補(bǔ)水閥及排放閥進(jìn)行控制。

地下水箱水位低于“需求水位”時(shí)，聯(lián)鎖開啟補(bǔ)水閥向水箱補(bǔ)水;地下水箱水位高于“需求水位”時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉補(bǔ)水閥停止補(bǔ)水。地下水箱水位需求值由已投運(yùn)的扇區(qū)數(shù)量決定，原則為:任一扇區(qū)充水前，地下水箱應(yīng)儲(chǔ)有充滿1個(gè)扇區(qū)所需的水量;所有扇區(qū)放水時(shí)，地下水箱應(yīng)能夠容納所有扇區(qū)排放的水量。扇區(qū)充水/排水期間閉鎖補(bǔ)水閥聯(lián)鎖動(dòng)作。

當(dāng)選擇排水方式后，任一補(bǔ)水泵或充水泵運(yùn)行后，聯(lián)鎖開啟排水閥向系統(tǒng)外排水。

3.4.5 系統(tǒng)旁路閥門聯(lián)鎖

機(jī)組啟/停或運(yùn)行期間因投運(yùn)扇區(qū)的數(shù)量不足時(shí)，必須開啟扇區(qū)旁路閥來(lái)保證循環(huán)水流量。扇區(qū)投運(yùn)數(shù)量較多導(dǎo)致循環(huán)水壓力過低時(shí)，必須關(guān)閉旁路閥來(lái)保證循環(huán)水壓力。

系統(tǒng)配置2個(gè)扇區(qū)旁路閥。1、2、3扇區(qū)投入數(shù)量不少于2時(shí)，聯(lián)鎖開啟3扇區(qū)旁路閥;1、2、3扇區(qū)投入數(shù)量少于2時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉3扇區(qū)旁路閥;4、5、6扇區(qū)投入數(shù)量不少于2時(shí)，聯(lián)鎖開啟4扇區(qū)旁路閥;4、5、6扇區(qū)投入數(shù)量少于2時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉4扇區(qū)旁路閥。

3.4.6 緊急泄水閥控制

間接空冷系統(tǒng)在循環(huán)水冷水及熱水管線上分別設(shè)置1臺(tái)液壓式快速開啟閥，用于在緊急工況下(冰凍災(zāi)害、控制系統(tǒng)失效等)快速將系統(tǒng)中的循環(huán)水排放至地下水箱，確保系統(tǒng)安全。考慮到這2個(gè)閥任一開啟即會(huì)產(chǎn)生機(jī)組停機(jī)的危險(xiǎn)性，這2個(gè)閥門采用手動(dòng)控制，暫不設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)功能。

4 注意事項(xiàng)及建議

間接空冷控制系統(tǒng)各項(xiàng)功能試運(yùn)及投用過程中，以下問題需要引起注意:

(1)由于扇區(qū)進(jìn)/出水管道管徑不一致，為保證充水時(shí)進(jìn)回水管路進(jìn)水流量一致，原則上第1階段開啟時(shí)進(jìn)/出水閥門開度應(yīng)有所區(qū)別，如某電廠機(jī)組即采用“開啟扇區(qū)進(jìn)水閥14 s后中停，開啟扇區(qū)回水閥18 s后中停，等待61 s后全開扇區(qū)進(jìn)水閥，等待57 s后全開扇區(qū)回水閥”的方式完成第1階段充水。

(2)測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性直接影響模擬量控制、程序控制及聯(lián)鎖保護(hù)各項(xiàng)功能的正常投入及使用，特別是膨脹水箱水位、地下水箱水位、扇區(qū)排氣管液位、扇區(qū)進(jìn)/出水溫度、扇區(qū)進(jìn)/出水壓力、母管進(jìn)/出水溫度等重要測(cè)點(diǎn)必須及時(shí)準(zhǔn)確的投入。對(duì)于參與保護(hù)項(xiàng)目的重要測(cè)點(diǎn)，建議設(shè)置多個(gè)冗余測(cè)點(diǎn)進(jìn)行三取中等處理后作為保護(hù)判斷使用，以防止因測(cè)量回路問題導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)。

(3)扇區(qū)充水程控必須經(jīng)實(shí)際的充水過程檢驗(yàn)，充水閥門開啟大小、等待時(shí)間等參數(shù)必須在實(shí)際充水過程的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行選擇，同時(shí)保證充水過程中扇區(qū)振動(dòng)并且避免冬季寒冷工況下充水過程中發(fā)生冰凍情況。

(4)扇區(qū)進(jìn)/出水閥門必須設(shè)置有中停功能，以滿足充水使用要求。有些廠家提供的進(jìn)/出水閥門帶有模擬量開度反饋，可以采用開度反饋組態(tài)控制邏輯;有些廠家提供的進(jìn)出水閥門無(wú)模擬量開度反饋，可以采用中停時(shí)間組態(tài)控制邏輯。采用中停時(shí)間組態(tài)時(shí)時(shí)間選擇一定要與就地閥門實(shí)際開度相匹配。

(5)扇區(qū)保護(hù)排水條件中個(gè)別項(xiàng)目時(shí)間參數(shù)及判斷條件需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)一步優(yōu)化選擇。

(6)冬季工況運(yùn)行時(shí)，多個(gè)扇區(qū)出現(xiàn)“防凍排水”請(qǐng)求時(shí)，為避免多個(gè)扇區(qū)同時(shí)排水導(dǎo)致機(jī)組真空超越機(jī)組安全運(yùn)行范圍，可以考慮采用按照回水溫度由低至高的優(yōu)先順序逐一放水，多個(gè)扇區(qū)放水設(shè)置一定的時(shí)間間隔?？紤]到極力避免扇區(qū)凍結(jié)的需求，扇區(qū)“防凍排水”的溫度定值應(yīng)留有足夠的裕量，同時(shí)可根據(jù)回水溫度的水平選擇不同的放水間隔時(shí)間。

(7)運(yùn)行扇區(qū)因壁溫過低將超馳關(guān)閉該扇區(qū)百葉窗，由于每個(gè)扇區(qū)安裝的壁溫測(cè)點(diǎn)有限，單點(diǎn)壁溫僅能代表局部的溫度情況，當(dāng)單點(diǎn)壁溫過低后關(guān)閉該扇區(qū)所有百葉窗是否合理仍值得商榷。目前情況下，采用關(guān)閉該扇區(qū)所有百葉窗的手段是一種較為穩(wěn)妥的保護(hù)方式。

5 結(jié)語(yǔ)

國(guó)產(chǎn)間接空冷系統(tǒng)的控制策略已在實(shí)際系統(tǒng)的試運(yùn)階段及生產(chǎn)運(yùn)行階段投入使用，各項(xiàng)聯(lián)鎖保護(hù)功能投入正常、動(dòng)作準(zhǔn)確，扇區(qū)充水及排水程控執(zhí)行過程順暢，扇區(qū)出水溫度控制指標(biāo)滿足機(jī)組運(yùn)行要求，各項(xiàng)控制功能安全、實(shí)用、可靠。本文所述的控制策略及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為控制邏輯組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試提供了思路。

［1］馮璟，劉志剛.1 000MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電力建設(shè)，2009，30(12):46-48.

［2］陳浩，高奎，楊亞波，等.神華神東新疆準(zhǔn)東五彩灣電廠2×350MW工程1號(hào)機(jī)組熱控專業(yè)調(diào)試報(bào)告［R］.西安:西安熱工研究院有限公司，2013.

［3］趙維忠，劉培忠，楊志軍.間接空冷機(jī)組在高寒地區(qū)防凍措施的研究與應(yīng)用［J］.中國(guó)電業(yè):技術(shù)版，2012，(11):296-303.

［4］劉海軍.600MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)的防凍與優(yōu)化［J］.華電技術(shù)，2011，33(10):42-44.

［5］高奎，趙暉，李文軍，等.華能銅川電廠600MW 直接空冷機(jī)組空冷島控制系統(tǒng)的改進(jìn)［J］.熱力發(fā)電，2009，38(1):80-82.

［6］朱大宏，趙弦，馮璟.SCAL型間接空冷系統(tǒng)防凍研究［J］.電力建設(shè)，2013，34(5):49-52.

［7］高奎，蔡國(guó)寶.華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司一期工程1號(hào)機(jī)組及公用系統(tǒng)熱控專業(yè)調(diào)試報(bào)告［R］.西安:西安熱工研究院有限公司，2012.

［8］李春山.600MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)冬季防凍措施［J］.熱力發(fā)電，2010，39(10):110-111.

［9］梁振明，白志剛.600MW表凝式間接空冷系統(tǒng)冬季運(yùn)行方式探討［J］.山西電力，2010，158(1):55-56.

［10］梁振明，王平.國(guó)內(nèi)首例600MW機(jī)組間接空冷示范工程及技術(shù)［J］.中國(guó)電力，2010，43(3):31-34.

［11］鄭冠軍，王琦峰，王一偉.大型電廠2×1 000MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)環(huán)境風(fēng)影響分析［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2012，229(12):2780-2785.

［12］金生祥，王清.空冷機(jī)組混合冷卻的綜合應(yīng)用及發(fā)展前景［J］.中國(guó)電力，2013，(6):5-9.