电厂循环水泵变频启动步骤（变频技术在电厂凝结水泵控制中的应用）

针对电厂节能降耗的要求，很多电厂在辅机控制中都采用了变频控制，用以节约能耗，应用较多的包括：送风机变频改造、引风机变频改造、一次风机变频改造和凝结水泵变频改造等。国华河北定州电厂二期工程凝结水泵的控制采用了变频技术，两台凝结水泵一用一备，选用一台变频器供两台凝结水泵运用，在控制策略中具有一定的技术特点，现就将这些特点予以介绍并可供参考和推广。

国华定州电厂二期工程包含两台660MW超临界空冷机组，每台机组配备两台100%的凝结水泵，采用一用一备的运行方式。每台机组的两台凝结水泵采用一套变频器进行控制，控制方式为一拖二控制方式，即一台变频器既可用于A凝结水泵的变频控制，也可切换到B凝结水泵进行变频控制。

根据这一控制要求，针对凝结水泵电气控制回路和热工控制逻辑进行了重新设计及修改，并在运行中加以应用。现针对电气和热控的控制原理及控制特点进行如下说明。

电气控制原理及控制特点说明

1 电气控制原理图（图1）

图1

说明：

• M1、M2——为两台凝结水泵马达
• QF1、QF3——为两台凝结水泵工频方式的电气开关
• QF2——为变频器变频装置的电气开关
• QF4、QF5——为两台凝结水泵变频方式的电气开关

2 电气开关的控制信号（与DCS系统相关联的信号）

• QF1—QF5五个电气开关的启/停指令信号（10个）
• QF1—QF5五个电气开关就地/远方信号（5个）
• QF1—QF5五个电气开关合闸位、分闸位（10个）
• QF1—QF5五个电气开关故障信号（5个）

3 变频装置的控制信号（与DCS系统相关联的信号）

• 变频装置待机信号
• 变频装置就地/远方信号
• 变频装置运行/停止信号
• 变频装置轻故障报警信号
• 变频装置重故障保护信号

4 电气开关之间的联锁关系

4.1 A凝泵变频运行过程中，如果凝泵变频器重度故障信号发生，则联锁跳开QF2、 QF4开关；B凝泵变频运行过程中，如果凝泵变频器重度故障信号发生，则联锁跳开QF2、QF5开关；（就地实现）

4.2 在变频方式下，A凝泵变频故障后，联启B泵工频运行控制逻辑，见图2 ：（DCS实现）

图2

4.3 在变频方式下，B凝泵变频故障后，联启A泵工频运行控制逻辑，见图3：（DCS实现）

图3

4.4 开关QF1和开关QF4之间相互闭锁；开关QF3和开关QF5之间相互闭锁：开关QF4和开关QF5之间相互闭锁。（DCS实现）

4.5 两台泵均采用工频控制模式时，联锁投入后，QF1断开联启QF3；QF3断开联启QF1。（DCS实现）

热工控制原理及控制逻辑说明

1 凝结水泵启动控制

每台凝结水泵启动指令有两个，分为工频启动指令和变频启动指令。

1.1 A凝结水泵启动控制

工频启动过程：按下工频启动按钮，发出工频启动指令，首先合闸QF1开关，QF1开关合上后自动启动A凝结水泵；

变频启动过程：先合闸QF2和QF4开关，当变频器启动允许条件满足时，按下变频启动按钮，启动变频器，变频器启动后自动启动A凝结水泵。

变频器启动允许条件包括：QF2合闸状态、QF4合闸状态、QF1分闸状态、变频器发出待机信号、变频器处于远方控制方式。

1.2 B凝结水泵启动控制

工频启动过程：按下工频启动按钮，发出工频启动指令，首先合闸QF3开关，QF3开关合上后自动启动B凝结水泵；

变频启动过程：先合闸QF2和QF5开关，当变频器启动允许条件满足时，按下变频启动按钮，启动变频器，变频器启动后自动启动B凝结水泵。

变频器启动允许条件包括：QF2合闸状态、QF5合闸状态、QF3分闸状态、变频器发出待机信号、变频器处于远方控制方式。

2 凝结水泵停止控制

每台凝结水泵停止指令有两个，分为工频停止指令和变频停止指令。

2.1 A凝结水泵停止控制

工频停止过程：按下停止按钮或任一联锁停条件存在，发出工频停止指令，直接断开QF1开关，QF1开关断开后，A凝结水泵停运；

变频停止过程：按下停止按钮或任一联锁停条件存在，发出变频停止指令，先将变频器频率指令降至最低1HZ，变频器停运，然后A凝结水泵停运，再断开QF4开关和QF2开关。

2.2 B凝结水泵停止控制

工频停止过程：按下停止按钮或任一联锁停条件存在，发出工频停止指令，直接断开QF3开关，QF3开关断开后，B凝结水泵停运；

变频停止过程：按下停止按钮或任一联锁停条件存在，发出变频停止指令，先将变频器频率指令降至最低1HZ，变频器停运，然后B凝结水泵停运，再断开QF5开关和QF2开关。

3 凝结水泵状态信号判断

3.1 A凝结水泵运行/停止状态

工频运行/停止状态：直接用QF1开关的合闸/分闸位来表示；

变频运行/停止状态：用QF2开关、QF4开关的合闸位和变频器运行状态，三者相与来表示变频运行状态；用QF2开关、QF4开关的分闸位和变频器停止状态，三者相或来表示变频停运状态。

3.2 B凝结水泵运行/停止状态

工频运行/停止状态：直接用QF3开关的合闸/分闸位来表示；

变频运行/停止状态：用QF2开关、QF5开关的合闸位和变频器运行状态，三者相与来表示变频运行状态；用QF2开关、QF5开关的分闸位和变频器停止状态，三者相或来表示变频停运状态。

除氧器水位自动调节回路的改进

原设计中，除氧器水位调节系统由两路电动调节门实现，根据管径的大小所对应的流量的不同分为主、辅两路调节门，共同完成除氧器水位的调节控制。凝结水泵改为变频器控制后，除氧器水位调节系统则主要通过改变变频泵的转速来实现。具体的方案设计如下：

1 变频泵的自动调节回路

增加一套变频泵调除氧器水位的LOOP图、逻辑图、及M/A站，可在除氧器水位控制M/A站上设定水位定值。变频控制转速调节范围暂定为70%～100%额定转速。

1.1 如果凝结水泵以变频方式运行，且频率调节回路投入自动方式，则变频泵负责调整除氧器水位。凝结水主、辅调门负责阶段性调节凝泵出口压力，手动/自动方式不限。

1.2 如果凝结水泵以变频方式运行，但频率调节回路处于手动方式，则变频泵负责手动调整凝泵出口压力。凝结水主、辅调门负责调节除氧器水位，手动/自动方式不限。

1.3 变频泵频率调节回路切手动条件：

• 除氧器水位测量故障；
• 除氧器水位高二值；
• PID调节偏差大；
• 变频泵未运行；
• 变频器为就地控制位，变频器控制回路跟踪变频泵实际转速；
• 变频器故障。

2 主、辅调门的自动调节回路

在主、辅调门的自动调节回路LOOP图中增加自动缓慢调节凝泵出口压力的功能。

变频泵调节投自动时，主、辅调门负责校正压力，可选择手动或自动完成。只要变频泵水位调节切手动，则除氧水位调节由主、辅调门来实现，可选择手动或自动完成。在自动工况时，可在主调门M/A站上设定除氧器水位定值。

2.1 主、辅调门切手动条件：

• 除氧器水位测量故障；
• 除氧器水位高二值；
• 给水流量测量故障；
• PID调节偏差大；
• 主、辅调门各自的指令、反馈偏差大。

2.2 校正压力回路的投入

变频泵调节投入自动时，为了满足凝结水母管压力不低于2.3Mpa（指令）。此时主、辅调门若在自动位，校正压力回路自动投入，除氧器主、辅调门从当前阀位较快回到当前负荷下对应的开度，随着工况的变化，主调门以缓慢的速率（0.01% / 秒）开启或关闭至相应的阀位开度（参看图4给水流量—阀门开度线）

图4 除氧器主调门变阀位曲线

2.3 阀门联关条件

除氧器水位高二值联关主、辅调门，开度至0，维持15秒。

3 水位设定值的设定

3.1 变频泵投入自动时，水位设定值在变频泵操作器M/A站上设定。

3.2 变频泵切手动，且主调门投自动时，水位设定值在主调门操作器M/A站上设定。

3.3 辅助调节门的设定值一直跟踪主调门的水位设定值。

运行人员倒泵操作说明

当A凝结水泵以变频方式运行一段时间后，需要进行倒泵。首先，在操作员画面将变频器自动控制回路切到手动控制，投入主调节门自动控制回路（或保持除氧器水位手动控制）；运行人员合QF3开关，B凝结水泵工频运行；待B泵运行稳定后，停止变频器运行；变频器停止后，运行人员断开QF2、QF4开关，A泵变频控制停止完成。

然后，运行人员合QF1开关，A泵工频运行；A泵运行稳定后，再断开QF3开关，B泵停止。然后合QF2、QF5开关，启动变频器，B泵在变频控制方式运行；待达到一定出力后，断开QF1开关，停止A泵工频运行。

此时如果主调节门自动投入，则切到手动，然后投入B泵变频自动，倒泵工作完成。

6 结论

我们依据以上所述的控制原理及特点，对变频器设备的控制逻辑进行了修改，并经过多次试验进行了完善，目前设备运行正常，切换正常；对变频器自动调节部分的逻辑进行了整理和优化，自调系统能够正常投入，且满足实际运行要求。

（编自《电气技术》，原文标题为“变频技术在定州电厂二期工程凝结水泵控制中的应用”，作者为王斌、郭乐乐。）

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