熱網疏水泵聯動邏輯存在的問題及處理

某熱電聯產機組采暖換熱系統的供熱蒸汽從汽 輪機中壓缸末端抽出，經過并列的1號、2號熱網 加熱器后，將加熱的熱網循環(huán)水供向熱用戶；冷凝 的水則匯入一個公用的疏水器，擴容降壓后經3臺 熱網疏水栗（A栗為變頻栗，B、C栗為工頻栗）流 向凝結水系統3號低加的水側出口，從而將熱網疏 水回收并供給除氧器。

該機組在供熱期間，熱網的疏水泵A泵變頻 運行，B栗或C栗工頻備用。自2010年11月供 熱開始后，A泵的變頻器過電流保護動作后，備用 的B泵或C泵多次聯動不及時，造成熱網加熱器 水位高三值動作而解列供熱抽汽，從而導致機組甩 熱負荷，電負荷突升，同時使凝結水壓力突降，除 氧器水位和凝汽器水位大幅波動。

2原因分析

熱網疏水泵原來的聯動邏輯是，正常運行時A 泵變頻運行，B泵或C泵工頻備用；聯鎖投入后， 若A泵開關不在"合閘位"或熱網加熱器水位高 二值動作，則投入連鎖的B泵或C泵將聯啟。

經過多次熱網汽側解列事故發(fā)現，A泵的變頻 器過流保護或過熱保護動作后，該泵的變頻器發(fā)"變 頻器故障"，使A泵電流歸0，維持低轉速不打水, 造成熱網加熱器水位急速上升。當熱網所帶熱負荷 較低時，熱網加熱器冷凝的疏水量較少，在高二值 動作后聯動的備用泵使熱網加熱器的水位及時降下 來。當熱網所帶熱負荷較高時，疏水量較大，即便 備用泵聯啟成功，也因熱網加熱器的水位上升過快 而造成熱網加熱器高三值動作，使熱網汽側解列， 電負荷突升，同時凝結水壓力下降0.5?1.0 MPa, 使除氧器和凝汽器水位快速下降。從實際運行情況

可以看出，此種聯泵邏輯設計不合理，沒有考慮A 泵"變頻器故障"報警發(fā)出的情況；同時，當熱網 所帶熱負荷較高時，熱網加熱器水位高二值與高三 值差值過小，造成了備用泵不聯啟或是聯啟后打水 無效的情況。

3改進措施

(1)熱工人員重新調整熱網疏水泵聯動邏輯, 調整后的邏輯如圖1所示（以B泵投入聯鎖備用 為例）。該邏輯圖中以采集A泵變頻器輸出電流小 于10 A為判定A泵變頻器故障的依據。當A泵在 DCS上指示電流小于10 A時，投入聯鎖的備用泵 即可聯啟。

B泵連鎖投入-

熱網加熱器_

水位高二值

B泵連鎖投入一I A A泵變頻運行一N A泵工頻運行   D

圖1調整后的熱網疏水泵聯動邏輯

(2)運行中A熱網疏水泵的變頻器多次因過熱 發(fā)"變頻器故障"信號，因此A泵運行時規(guī)定該 泵的變頻器調節(jié)范圍控制在80 %的額定負載以內， 大于80%時則啟動1臺工頻泵與之并列運行，同 時保持該泵變頻柜周圍通風良好，以防散熱不暢。

(3)由于熱網加熱器的水位開關差值過小，造 成熱網加熱器汽側過早解列，因此將熱網加熱器 的水位高二值調整為1 140 mm,與高三值相差了 200 mm,相應的高一報警值設為1 040 mm,同時 分別關閉了 2個熱網加熱器各自汽側與熱網疏水器 頂部之間的汽側連通手動門，以增加加熱器與疏水 器之間的凈壓，使熱網疏水泵打水時盡快將熱網加

淺析熱網疏水泵的變頻改造

摘要：為減少春、夏、秋季熱負荷小時熱網疏水泵耗電率，我公司決定將一單元和二單元的C熱網疏水泵改造為變頻泵。本文通過總結變頻泵調試試運、操作性評價、經濟性評價及改進建議，系統地講述了變頻技術在熱網疏水泵的應用效果，為變頻節(jié)能技術的深入應用提供技術參考。

1 設備簡介

國華北京熱電分公司安裝有兩臺ABB公司制造的DKEH-IN31型、帶工業(yè)抽汽和采暖抽汽、高溫高壓汽輪發(fā)電機組，單臺機組額定功率為200MW。機組所屬采暖供熱設備由兩臺熱網加熱器，四臺熱網循環(huán)水泵和四臺熱網疏水泵組成，熱網疏水泵運行參數見下表：

2 問題的提出

在每年的4月至10月，我公司熱網系統供熱量最低的時段，熱網流量最低平均在1300t/h，熱網供熱量平均在150GJ左右，熱網疏水量在60t/h上下，熱網疏水泵一般維持一臺運行。由于熱網疏水流量很低，為了為了保證疏水泵不發(fā)生汽化，運行規(guī)程規(guī)定“定速熱網疏水泵電流不得低于200A”，運行人員只能通過調節(jié)疏水泵再循環(huán)門滿足要求，這樣就造成了疏水泵電能的損失。另外，因熱網水位調節(jié)門控制水位采用節(jié)流調節(jié)，系統節(jié)流損失較大，也造成了疏水泵能耗高。

3 解決方案

為了提高熱網疏水泵的運行效率，采用變頻節(jié)能措施，即通過改變疏水泵轉速來調節(jié)疏水量以達到控制熱網加熱器水位。將每個單元的C熱網疏水泵改進為變頻熱網疏水泵。

4 調試過程

4.1 熱工人員根據變頻熱網疏水泵啟、停及運行控制特點，將變頻泵的控制邏輯做了如下變化

(1)原熱網疏水泵啟動后熱網加熱器水位控制是將熱網疏水泵出口調節(jié)閥直接投入自動控 制，調節(jié)熱網加熱器水位，變更后將熱網加熱器水位控制改由變頻泵控制，具體變更操作如下：

熱網畫面變頻器操作方法：

a投入自動：打開“C泵水位設定”操作框，直接寫入水位設定值，投入自動。解除自動：手動解除自動：打開“C泵水位設定”操作框，切換到手動后，再打開“指令”操作框,切換到手動,自動解除。

b跳自動：水位低于500mm或高于900mm。

c 手動調節(jié)：在手動模式下打開“指令”操作框，輸入指令數值（百分數），寫入即可。

d報警設置：變頻器故障，變頻器停止，跳自動三種情況下，畫面有“熱網疏水泵變頻裝置”報警。

(2)運行變頻泵時，出口調整門切為手動、全開。運行定速泵時出口調整門切為自動，與改造前控制方式一致。

(3)變頻泵不能做為聯動備用泵，變頻泵跳閘后聯動定速泵。變頻泵運行時，定速泵投聯動備用。

4.2 試運中遇到的問題及解決方法

(1)變頻泵選擇加熱器水位參考點時，熱工人員設計水位參考#1熱網加熱器水位調整，而在定速熱網疏水泵運行時，熱網加熱器疏水調整門參考#2熱網加熱器水位調整。我們知道在機組正常運行中，兩臺熱網加熱器內部壓力并不完全相等，造成了兩臺加熱器水位的偏差，主要原因有熱網系統管路阻力不同、有熱網加熱器進汽調整門開度不同、有機組負荷波動等因素造成，運行人員對兩臺加熱器水位偏差控制不超過200mm。因兩套調整系統參考點不同，會給系統相互切換運行造成影響，引起水位的較大波動。發(fā)現這個問題后，熱工及時修正水位參考點，將變頻疏水泵水位參考點改為參考#2熱網加熱器水位控制。

(2)在一套新的控制系統投入試運行時，總會遇到這樣或那樣的問題，在變頻熱網疏水泵試運調試過程也不例外。我們遇到了變頻器輸出故障、變頻器水位調節(jié)波動大、變頻泵到定速泵疏水流量波動大等問題。作為運行人員在設備改造投入試運時，首先要保證熱網系統安全穩(wěn)定運行。其次，要積極配合檢修人員進行的設備改造試運，及時發(fā)現不足，與檢修人員共同分析、研究，找到解決問題的方法。針對變頻疏水泵試運中出現的問題，我們采用了分階段試運方案。第一步，通過空試電機采用遠方調節(jié)變頻器信號參數觀察疏水泵電機轉速的方法，確保變頻器信號輸出與電機轉速相對應。第二步，變頻疏水泵重車運行，先采用手動控制方式調節(jié)，觀察熱網加熱器水位變化，在將加熱器水位調節(jié)穩(wěn)定后，投入自動調整觀察調節(jié)效果，熱工人員根據實際運行情況及時修正調整參數，達到變頻泵自動調節(jié)控制水位穩(wěn)定。第三步，運行人員經過變頻泵與定速泵的切換調整，找出控制要點，確保熱網疏水泵切換和事故處理中熱網加熱器水位控制穩(wěn)定。

5 操作性評價

5.1 運行方式變化

(1)C熱網變頻疏水泵采用160KW變頻器，改造后變頻器夏季按70%負荷功率輸出，熱網疏水量低于170 t/h（一般情況下，每年4-10月）運行變頻泵，熱網疏水量高于170 t/h變頻泵備用，運行一臺或兩臺定速泵。如需要切換定速泵運行，定速泵正常后立即停止變頻泵，原則上避免調頻泵和定速泵長時間并列運行。

(2)冬季應急需要變頻泵運行，按90％（以變頻電流不超過280A為準）以下負荷功率輸出。具體控制方式為：DCS畫面仍對AH開關進行啟動、停止操作，開關合入后變頻器帶電，變頻器接收4－20mA信號調整轉速，在DCS實現變頻器遠方調速，遠方切手動調節(jié)轉速至最大，用出口調節(jié)門調整水位。（此時若與定速泵并列運行，在采暖最大時可能造成定速泵過流，應觀察定速泵運行情況，視情況減少進汽量）

5.2 運行中需注意的問題

熱網疏水泵采用變頻調節(jié)后，經過一段時期的運行，總結運行經驗。在變頻熱網疏水泵運行中應注意如下幾點：

(1)啟動變頻熱網疏水泵前，檢查泵的電源狀態(tài)，尤其要檢查就地變頻器電源空開合好（若電源空開在斷開，變頻泵啟動后，轉速設定不上去，畫面發(fā)“變頻器故障”報警），檢查泵出口門投自動。記錄熱網疏水流量和定速泵電流。將熱網疏水調整門解手動位置。

(2)變頻泵啟動后，出口門自動打開過程中可提高變頻器設定值，在設定值達到90% 時，觀察熱網疏水量增多，得到就地人員通知可以停定速泵時，將定速泵出口門解自動手動關門，這時隨著出口門的關小疏水量開始下降，畫面逐漸開大熱網疏水調整門至全開，根據疏水量提高變頻器設定值，保持正常疏水量，在熱網加熱器水位穩(wěn)定后，將“指令”操作框投自動，在水位操作控制窗口設定水位并投自動。在整個操作過程中，設定數值應平穩(wěn)，不要操作太急引起熱網水位大幅度的波動。

6 節(jié)能效果評價

以＃1機A、C熱網疏水泵為例

圖1 采用變頻疏水泵運行時，疏水流量為101t/h，變頻泵工頻電流為137A。

圖2 采用定速疏水泵運行時，疏水流量為79t/h，變頻泵工頻電流為240A。

通過上述運行比較，在采用定速疏水泵運行時，為了保證疏水泵不發(fā)生汽化，即使可以通過調節(jié)疏水泵再循環(huán)門，最終也只能將電流降至200A，相比使用變頻泵仍多耗電63A。以一單元為例，在熱網疏水量為80t/h的情況下，使用變頻疏水泵全天耗電量為900kw,定速疏水泵耗電量為2400kw,變頻疏水泵全天節(jié)電1500kw。若參考電價0.436元/KW，則每天節(jié)省資金654元。按變頻疏水泵全年運行6個月（5月-10月）計算，年度節(jié)能效益約為12萬元，改造項目的節(jié)電效果較為明顯。具體節(jié)能效果見表。