趙振銳，朱忠芳

（1.華能瑞金電廠，江西 贛州 341108；2.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 341000）

0 引言

隨著火力發(fā)電廠節(jié)能降耗技術(shù)的廣泛應(yīng)用，目前火力發(fā)電廠凝結(jié)水泵普遍采用變頻器一拖二的方式，即1臺(tái)變頻器供2臺(tái)凝結(jié)水泵電機(jī)使用，正常運(yùn)行時(shí)1臺(tái)變頻運(yùn)行，1臺(tái)工頻備用。在這種運(yùn)行方式下，為了保證備用泵的可靠備用，需定期試啟備用凝結(jié)水泵。與以往凝結(jié)水泵的切換不同，此運(yùn)行方式下的凝泵試啟操作更為復(fù)雜，如操作不當(dāng)，將造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)的后果。2015年華能井岡山電廠在執(zhí)行凝結(jié)水泵試啟定期工作的過程中，發(fā)生了凝結(jié)水泵全停引起機(jī)組跳閘的事故，原因?yàn)樵噯⑦^程中原變頻運(yùn)行凝結(jié)水泵變頻器過載跳閘以及備用凝泵工頻啟動(dòng)后其出口電動(dòng)門開啟失敗。因此，對變頻器一拖二方式下凝結(jié)水泵的定期試啟過程進(jìn)行深入地分析就顯得很有必要。

1 系統(tǒng)概述

華能瑞金發(fā)電廠2臺(tái)汽輪機(jī)采用某型超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、反動(dòng)凝汽式。凝結(jié)水系統(tǒng)將凝汽器中的凝結(jié)水加熱并輸送至除氧器，同時(shí)向軸封系統(tǒng)、旁路減溫器、疏水?dāng)U容器、汽泵密封水等提供減溫水和雜用水。系統(tǒng)設(shè)2臺(tái)100%容量的變頻立式凝結(jié)水泵，4臺(tái)低壓加熱器（5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)），1臺(tái)軸封冷卻器，1臺(tái)除氧器。凝結(jié)水采用中壓精處理裝置。5、6號(hào)低壓加熱器、凝結(jié)水中壓精處理裝置、軸封冷卻器均設(shè)有各自的凝結(jié)水旁路。7、8號(hào)低壓加熱器設(shè)有大旁路。凝結(jié)水泵最小流量閥控制邏輯：當(dāng)凝結(jié)水流量由正常范圍降到215 t/h，自動(dòng)開啟；當(dāng)凝結(jié)水流量由低流量增加到400 t/h，自動(dòng)關(guān)閉。

凝結(jié)水泵的運(yùn)行技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 NLT350-400×7立式凝結(jié)水泵技術(shù)規(guī)范

2 變頻器一拖二方式下凝結(jié)水泵試啟過程的危險(xiǎn)點(diǎn)分析

2.1 工頻備用凝結(jié)水泵啟動(dòng)后原變頻運(yùn)行凝結(jié)水泵憋泵或出力低于最小流量

2臺(tái)性能相近的水泵并列運(yùn)行時(shí)各泵的出力小于各泵單獨(dú)運(yùn)行下的出力且出力相同[1]。當(dāng)變頻運(yùn)行凝結(jié)水泵處于低頻下運(yùn)行時(shí)，此時(shí)啟動(dòng)工頻凝結(jié)水泵，將出現(xiàn)變頻泵出力小而工頻泵出力大并列運(yùn)行的現(xiàn)象，變頻泵有可能因憋泵或出力低于最小流量而發(fā)生汽蝕，從而造成設(shè)備損壞[2]。

2.2 工頻備用凝結(jié)水泵啟動(dòng)瞬間低壓加熱器水位高保護(hù)動(dòng)作跳閘

當(dāng)變頻運(yùn)行凝結(jié)水泵處于低頻運(yùn)行工況時(shí)，在除氧器上水調(diào)門開度及凝結(jié)水泵再循門開度不變的情況下，此時(shí)工頻啟動(dòng)備用凝結(jié)水泵所引起的凝結(jié)水流量增加量將大于變頻凝結(jié)水泵處于高頻運(yùn)行工況下啟動(dòng)備用工頻凝結(jié)水泵所引起的凝結(jié)水流量增加量。由于凝結(jié)水流量的瞬間增加，低加水位將瞬間增加，凝結(jié)水流量瞬間增加越多，低加水位變化越大，如低加水位調(diào)門動(dòng)作不夠靈敏，將造成低加水位保護(hù)動(dòng)作。

2.3 雙泵并列運(yùn)行期間除氧器上水調(diào)門關(guān)小至全關(guān)再開啟失敗

雙泵并列運(yùn)行時(shí)，由于凝結(jié)水流量增加，除氧器水位上升，如除氧器上水調(diào)門投自動(dòng)位，除氧器上水調(diào)門將緩慢關(guān)小，除氧器上水調(diào)門開度小于30%時(shí)，節(jié)流較大，從而造成管道劇烈振動(dòng)，當(dāng)除氧器上水調(diào)門全關(guān)后，由于閥門前后壓力較大有可能造成再開啟失敗，從而影響除氧器的正常補(bǔ)水，引發(fā)事故。

2.4 備用工頻泵停止時(shí)造成凝結(jié)水中斷

備用工頻泵試啟正常后停止時(shí)，雖然出口電動(dòng)門會(huì)聯(lián)鎖關(guān)閉，但由于出口逆止門不回座造成凝結(jié)水短時(shí)中斷，從而造成軸加、低加出現(xiàn)“干燒”，汽泵密封水回水溫度上升，甚至汽動(dòng)給水泵跳閘的事故。

2.5 備用工頻泵停止時(shí)造成原變頻凝結(jié)水泵過載跳閘

雙泵運(yùn)行期間，由于凝結(jié)水流量的增加，將引起除氧器水位上升，如并列運(yùn)行時(shí)間較長，為維持除氧器水位或防止凝結(jié)水管壓力過高，必然要關(guān)小除氧器上水調(diào)門或開啟凝結(jié)水泵再循環(huán)門，由于凝結(jié)水泵再循環(huán)門的分流，使得總凝結(jié)水流量增加，當(dāng)備用工頻泵停止時(shí)，原變頻運(yùn)行凝泵出力上升，有可能造成過載，引發(fā)設(shè)備跳閘，從而造成凝結(jié)水泵全停事故。

2.6 凝結(jié)水泵全停后工頻啟動(dòng)備用泵出口電動(dòng)門開啟失敗

當(dāng)出現(xiàn)凝結(jié)水泵全停時(shí)，為及時(shí)恢復(fù)凝結(jié)水供水，迅速工頻啟動(dòng)備用凝結(jié)水泵，有可能出現(xiàn)出口電動(dòng)閥由于進(jìn)出口差壓大開啟失敗的情況，從而造成凝結(jié)水中斷事故。

3 變頻器一拖二方式下凝結(jié)水泵試啟的操作要領(lǐng)

3.1 選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)組負(fù)荷

機(jī)組負(fù)荷過低，試啟前凝結(jié)水量較小，凝結(jié)水管道可能因除氧器上水調(diào)門開度過小而發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)在小流量下進(jìn)行并泵操作，系統(tǒng)短時(shí)失水風(fēng)險(xiǎn)越大[3]。機(jī)組負(fù)荷過高，試啟前凝結(jié)水量接近額定流量，試啟過程越可能發(fā)生凝結(jié)水泵過載運(yùn)行的情況。通常，最低負(fù)荷取變頻凝泵頻率加至48 Hz以上除氧器上水調(diào)門開度自動(dòng)關(guān)至30%開度時(shí)所對應(yīng)的機(jī)組負(fù)荷。最高負(fù)荷取機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)對應(yīng)凝結(jié)水流量減去215 t/h所得凝結(jié)水量對應(yīng)的機(jī)組負(fù)荷。選擇在上述最低負(fù)荷與最高負(fù)荷下進(jìn)行凝結(jié)水泵試啟操作相對更加安全，并非一定要在此負(fù)荷區(qū)間才能進(jìn)行，而是越接近此負(fù)荷區(qū)間相對越安全。應(yīng)避免在滿負(fù)荷時(shí)進(jìn)行操作。

3.2 試啟前做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作

a）降低低壓加熱器水位。

b）降低除氧器水位。

c）提高變頻凝結(jié)水泵頻率至48 Hz以上，減少雙泵并列運(yùn)行時(shí)出力偏差過大。

d）當(dāng)除氧器水位相對穩(wěn)定后，將除氧器上水調(diào)門及變頻凝泵切手動(dòng)控制。正常情況下，在試啟過程中盡量保持除氧器上水調(diào)門開度及變頻凝泵出力不變。

3.3 采用關(guān)門停泵的方式縮短雙泵并列運(yùn)行時(shí)間

備用凝泵工頻啟動(dòng)后，在其他條件不變的情況下，除氧器水位緩慢上漲。如控制在除氧器水位上升至高一值前將工頻泵停止，則減少了雙泵運(yùn)行期間除氧器水位手動(dòng)調(diào)節(jié)的麻煩以及由此帶來的各運(yùn)行凝泵出力的變化，對安全有利。為了防止停泵時(shí)出口逆止門不回座造成凝結(jié)水中斷，故采用關(guān)門停泵的方式。而凝泵出口電動(dòng)門全行程開關(guān)時(shí)間較長，接近2 min。為縮短雙泵并列運(yùn)行時(shí)間以及減少工頻泵試啟過程對工況的擾動(dòng)，根據(jù)凝泵出口電動(dòng)門閥門特性，在試啟前可將凝泵出口電動(dòng)門就地手動(dòng)關(guān)小至15～30%的開度。試啟完成后就地關(guān)門再停泵。

3.4 恢復(fù)工頻泵備用前確認(rèn)其出口逆止門回座

就地微開工頻泵出口電動(dòng)門至10%開度，檢查凝結(jié)水壓力正常，泵轉(zhuǎn)子無倒轉(zhuǎn)，確認(rèn)其出口逆止門回座，再全開出口電動(dòng)門，恢復(fù)其備用。

4 變頻器一拖二方式下凝結(jié)水泵試啟過程緊急情況的處理

4.1 除氧器水位高

通過關(guān)小除氧器上水調(diào)門、開大凝泵最小再循環(huán)門及降低變頻泵出力來控制除氧器水位，必要時(shí)開啟除氧器事故放水門、溢流門，但應(yīng)避免出現(xiàn)將除氧器上水調(diào)門全關(guān)、凝泵最小再循環(huán)門全開及變頻泵出力降至最小的工況，防止事故擴(kuò)大。

4.2 凝結(jié)水泵全停

如試啟過程出現(xiàn)凝結(jié)水泵全停，因汽動(dòng)給水泵密封水配備了升壓泵且除氧器有一定的容量，因此短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對系統(tǒng)造成太大的問題，此時(shí)應(yīng)盡快恢復(fù)凝結(jié)水。凝結(jié)水泵全停后，工頻啟動(dòng)凝結(jié)水泵，將在其出口電動(dòng)門前后產(chǎn)生比并泵時(shí)更高的壓差。因此，應(yīng)就地開出口電動(dòng)門至10%以上的開度，投入備用按鈕后再工頻啟動(dòng)備用泵[4]。如備用泵啟動(dòng)失敗，用同樣的方法工頻啟動(dòng)原變頻泵。凝結(jié)水恢復(fù)后再檢查汽泵密封水情況。

5 結(jié)論

變頻器一拖二方式下凝結(jié)水泵試啟操作有一定的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性。在操作之前選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)組負(fù)荷，了解試啟過程中的各個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)，做好充分的準(zhǔn)備，并把握操作的關(guān)鍵點(diǎn)，想好異常情況下的處理步驟，即可保證試啟整個(gè)過程的安全。