除氧器水位调节系统优化探讨

杨学武

摘 要：为了改善除氧器水位控制品质，同时降低的厂用电率，节约成本，将两台凝结水泵中的一台改为变频控制，一台为原工频控制，既节约了成本又提高运行效率。文章以某厂300 MW机组凝结水泵改变频控制为例，凝泵改变频后除氧器水位的控制策略。

关键词：厂用电；变频器；除氧器；调节系统

中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0007-02

1 系统概况

目前变频装置在许多电厂已得到了较广泛的应用，变频调速装置可高效率、精确地调节交流电动机的转速，使得流量、压力、液位等工艺参数的控制由低效的阀门、档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

某厂300 MW机组设计有两台50%容量的定速凝结水泵，平时一台运行，另一台备用。为了提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，将两台凝结水泵中的一台由定速运行改为变速运行，加入一台变频器来实现水泵的变速运行。这样既达到了用变频凝结水泵控制除氧器的进水量，也达到了节省改造的费用的目的。这样一台凝泵为变速运行，另一台凝泵仍为工频运行，正常运行时变速泵运行，除氧器上水门基本全开，由水泵的转速变化来调节除氧器水位，另一台定速泵则作为备用。这样就避免了除氧器上水门的节流损失，从而达到减少厂用电的目的。

2 除氧器水位调节

2.1 控制信号的选择

除氧器水位信号采用三取中标准逻辑，凝结水泵出口母管压力信号用三取中标准逻辑。

2.2 调节原理

两台凝结水泵采用变频器一拖一的运行方式，即1号凝结水泵采用变频器运行，2号凝结水泵采用工频运行方式。

当凝结水泵有工频运行方式时，由除氧器水位调节阀调节除氧器水位（维持原控制逻辑不变）；当1号凝结水泵为变频运行方式时（此时2号凝泵工频未运行），除氧器水位调节阀对凝泵出口母管压力调整，利用变频装置调节1号凝结水泵转速，来控制除氧器水位。

考虑凝结水母管压力的稳定性，通过除氧器水位调节阀的节流作用调节母管压力。当1号凝泵由变频器自动调节除氧器水位时，除氧器水位调节阀调节凝泵出口母管压力，1号凝泵变频调节手动或工频运行时，除氧器水位调节阀自动切为除氧水位控制方式。

凝结水凝泵母管压力和除氧器水位调节同样重要。凝结水的重要用途有除氧器进水、低旁减温水等。经运行试验确定，凝结水母管压力需要控制在允许的压力范围内。为了保证机组的安全运行，变频器输出的最小值频率应为保证出口母管压力最小限制压力值以上。

1号凝泵变频调节与除氧器水位调整门均在自动时，如果发生1号凝泵变频自动切除，此时将1号凝泵变频器指令置最大，除氧器上水门接管除氧器水位调节，除氧器上水门的开度为机组负荷对应的折线函数，即此时需将除氧器上水门迅速开关至合适位置，而后继续维持除氧器水位的稳定。

机组负荷对应除氧器上水门开度函数见表1。

2.3 SP、PV说明

除氧器水位：

SP：除氧器水位定值，单位：mm，量程：500～3 100

PV：除氧器水位测量值，单位：mm，量程：500～3 100

凝结水泵出口压力：

SP：凝泵出口母管压力设定值，单位：MPa，量程：0～4

PV：凝泵出口母管压力测量值，单位：MPa，量程：0～4

2.4 凝泵变频器转速投、切自动条件

当1号凝泵变频启动后，手动调整变频器及除氧器水位调整门的输出，以此来控制除氧器水位和凝泵出口母管压力，当水位和压力均正常后方可投入1号凝泵变频器自动。

1号凝泵变频器切自动条件（任一条件满足均将自动切为手动）如图1所示。

2.5 凝结水出口母管压力投、切自动条件

只有当1号凝泵变频器转速投入自动后，凝结水出口母管压力才允许投入自动。切自动条件（任一条件均将自动切为手动）如图2所示。

2.6 除氧器水位调整门切自动条件

除氧器水位调整门切自动条件如图3所示。

2.7 变频器超驰关系

汽机跳闸且旁路投入时变频输出为最大。

变频器运行状态未来其输出指令为最小。

2.8 除氧器水位调整门超驰关系

汽机跳闸发3 s脉冲或除氧水位高于2 750 mm时，除氧器主调及辅调门全关。

凝泵有工频运行状态来，超驰关除氧器主调及辅调整门且保持一定时间，阀门指令对应负荷曲线。

凝泵变频自动跳超驰关除氧器主调及旁路调整门且保持一定时间，阀门指令对应负荷曲线。

2.9 除氧器水位控制逻辑的实现

原除氧器水位调节阀工频自动调节逻辑功能保留，增加1号凝结水泵变频器调节除氧水位时，除氧器水位调节阀调节凝结水泵出口母管压力的调节回路和操作器等相关的逻辑，使凝泵出口母管压力控制在允许范围内运行。增加1号凝结水泵变频器调节除氧器水位单独的调节回路及相关的切换逻辑。

当运行的变频泵发生故障，联锁启动备用工频泵时，联关除氧器水位调节阀到指定位置（工频时负荷对应阀门开度的函数）。由于工频泵的联启，凝结水流量瞬间变化很大，所以将除氧器水位变频自动切为手动，并超驰将指令降到最小。

1号凝泵变频器投入后，由1号变频器控制系统来进行除氧器水位调节，原除氧器水位调节阀转而控制凝结水母管出口压力，具体控制方式如下：当转速控制在自动时，凝结水出口母管压力调节操作器在手动方式时，由运行人员通过相应出口母管压力调节操作器手动调节母管压力；凝结水出口母管压力调节操作器在自动方式时，除氧器水位调节阀对凝结水母管压力进行自动控制，投入时的定值为跟踪实际值。

3 凝结水泵变频逻辑

凝结水泵变频逻辑图如图4所示。

①泵的停止、运行状态定义：（所有刀闸的分闸状态为其合闸状态的“非”）。

1号凝泵停止状态：1号凝泵用户输入高压开关1分闸。

1号凝泵运行状态：1号凝泵用户输入高压开关1合闸。

②1号凝结水泵变频器启动允许：（所有刀闸的分闸状态为其合闸状态的“非”）。

1号凝结水变频器启动允许：

1号凝结水泵G1刀闸合闸状态、1号凝结水泵G3刀闸合闸状态、1号凝结水泵G2刀闸分闸状态、1号凝结水泵变频器运行就绪信号、1号凝泵启动允许、1号凝泵工频运行状态未来、变频器故障信号未来（以上四项相“与”）。

③1号凝结水变频器连锁启动逻辑。

2号凝结水泵跳闸“或”凝泵出口母管压力低后“与”1号凝结水泵工频运行状态未来，发一脉冲。

④1号凝结水泵变频运行，故障跳闸联启2号凝泵工频逻辑保留原连锁不变。

4 结 语

本文只是简单介绍凝泵改变频控制是除氧器水位控制的逻辑，实际变频器改造过程中还会遇到种种新的问题，需要针对机组运行的具体工况进行解决。总之凝泵变频改造后能够提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，同时档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

参考文献：

[1] 吕汀，石红梅.变频技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 冯宗杭.除氧器水位控制中的调节阀自动切换逻辑[J].热力发电，2006，（5）.endprint

摘 要：为了改善除氧器水位控制品质，同时降低的厂用电率，节约成本，将两台凝结水泵中的一台改为变频控制，一台为原工频控制，既节约了成本又提高运行效率。文章以某厂300 MW机组凝结水泵改变频控制为例，凝泵改变频后除氧器水位的控制策略。

关键词：厂用电；变频器；除氧器；调节系统

中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0007-02

1 系统概况

目前变频装置在许多电厂已得到了较广泛的应用，变频调速装置可高效率、精确地调节交流电动机的转速，使得流量、压力、液位等工艺参数的控制由低效的阀门、档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

某厂300 MW机组设计有两台50%容量的定速凝结水泵，平时一台运行，另一台备用。为了提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，将两台凝结水泵中的一台由定速运行改为变速运行，加入一台变频器来实现水泵的变速运行。这样既达到了用变频凝结水泵控制除氧器的进水量，也达到了节省改造的费用的目的。这样一台凝泵为变速运行，另一台凝泵仍为工频运行，正常运行时变速泵运行，除氧器上水门基本全开，由水泵的转速变化来调节除氧器水位，另一台定速泵则作为备用。这样就避免了除氧器上水门的节流损失，从而达到减少厂用电的目的。

2 除氧器水位调节

2.1 控制信号的选择

除氧器水位信号采用三取中标准逻辑，凝结水泵出口母管压力信号用三取中标准逻辑。

2.2 调节原理

两台凝结水泵采用变频器一拖一的运行方式，即1号凝结水泵采用变频器运行，2号凝结水泵采用工频运行方式。

当凝结水泵有工频运行方式时，由除氧器水位调节阀调节除氧器水位（维持原控制逻辑不变）；当1号凝结水泵为变频运行方式时（此时2号凝泵工频未运行），除氧器水位调节阀对凝泵出口母管压力调整，利用变频装置调节1号凝结水泵转速，来控制除氧器水位。

考虑凝结水母管压力的稳定性，通过除氧器水位调节阀的节流作用调节母管压力。当1号凝泵由变频器自动调节除氧器水位时，除氧器水位调节阀调节凝泵出口母管压力，1号凝泵变频调节手动或工频运行时，除氧器水位调节阀自动切为除氧水位控制方式。

凝结水凝泵母管压力和除氧器水位调节同样重要。凝结水的重要用途有除氧器进水、低旁减温水等。经运行试验确定，凝结水母管压力需要控制在允许的压力范围内。为了保证机组的安全运行，变频器输出的最小值频率应为保证出口母管压力最小限制压力值以上。

1号凝泵变频调节与除氧器水位调整门均在自动时，如果发生1号凝泵变频自动切除，此时将1号凝泵变频器指令置最大，除氧器上水门接管除氧器水位调节，除氧器上水门的开度为机组负荷对应的折线函数，即此时需将除氧器上水门迅速开关至合适位置，而后继续维持除氧器水位的稳定。

机组负荷对应除氧器上水门开度函数见表1。

2.3 SP、PV说明

除氧器水位：

SP：除氧器水位定值，单位：mm，量程：500～3 100

PV：除氧器水位测量值，单位：mm，量程：500～3 100

凝结水泵出口压力：

SP：凝泵出口母管压力设定值，单位：MPa，量程：0～4

PV：凝泵出口母管压力测量值，单位：MPa，量程：0～4

2.4 凝泵变频器转速投、切自动条件

当1号凝泵变频启动后，手动调整变频器及除氧器水位调整门的输出，以此来控制除氧器水位和凝泵出口母管压力，当水位和压力均正常后方可投入1号凝泵变频器自动。

1号凝泵变频器切自动条件（任一条件满足均将自动切为手动）如图1所示。

2.5 凝结水出口母管压力投、切自动条件

只有当1号凝泵变频器转速投入自动后，凝结水出口母管压力才允许投入自动。切自动条件（任一条件均将自动切为手动）如图2所示。

2.6 除氧器水位调整门切自动条件

除氧器水位调整门切自动条件如图3所示。

2.7 变频器超驰关系

汽机跳闸且旁路投入时变频输出为最大。

变频器运行状态未来其输出指令为最小。

2.8 除氧器水位调整门超驰关系

汽机跳闸发3 s脉冲或除氧水位高于2 750 mm时，除氧器主调及辅调门全关。

凝泵有工频运行状态来，超驰关除氧器主调及辅调整门且保持一定时间，阀门指令对应负荷曲线。

凝泵变频自动跳超驰关除氧器主调及旁路调整门且保持一定时间，阀门指令对应负荷曲线。

2.9 除氧器水位控制逻辑的实现

原除氧器水位调节阀工频自动调节逻辑功能保留，增加1号凝结水泵变频器调节除氧水位时，除氧器水位调节阀调节凝结水泵出口母管压力的调节回路和操作器等相关的逻辑，使凝泵出口母管压力控制在允许范围内运行。增加1号凝结水泵变频器调节除氧器水位单独的调节回路及相关的切换逻辑。

当运行的变频泵发生故障，联锁启动备用工频泵时，联关除氧器水位调节阀到指定位置（工频时负荷对应阀门开度的函数）。由于工频泵的联启，凝结水流量瞬间变化很大，所以将除氧器水位变频自动切为手动，并超驰将指令降到最小。

1号凝泵变频器投入后，由1号变频器控制系统来进行除氧器水位调节，原除氧器水位调节阀转而控制凝结水母管出口压力，具体控制方式如下：当转速控制在自动时，凝结水出口母管压力调节操作器在手动方式时，由运行人员通过相应出口母管压力调节操作器手动调节母管压力；凝结水出口母管压力调节操作器在自动方式时，除氧器水位调节阀对凝结水母管压力进行自动控制，投入时的定值为跟踪实际值。

3 凝结水泵变频逻辑

凝结水泵变频逻辑图如图4所示。

①泵的停止、运行状态定义：（所有刀闸的分闸状态为其合闸状态的“非”）。

1号凝泵停止状态：1号凝泵用户输入高压开关1分闸。

1号凝泵运行状态：1号凝泵用户输入高压开关1合闸。

②1号凝结水泵变频器启动允许：（所有刀闸的分闸状态为其合闸状态的“非”）。

1号凝结水变频器启动允许：

1号凝结水泵G1刀闸合闸状态、1号凝结水泵G3刀闸合闸状态、1号凝结水泵G2刀闸分闸状态、1号凝结水泵变频器运行就绪信号、1号凝泵启动允许、1号凝泵工频运行状态未来、变频器故障信号未来（以上四项相“与”）。

③1号凝结水变频器连锁启动逻辑。

2号凝结水泵跳闸“或”凝泵出口母管压力低后“与”1号凝结水泵工频运行状态未来，发一脉冲。

④1号凝结水泵变频运行，故障跳闸联启2号凝泵工频逻辑保留原连锁不变。

4 结 语

本文只是简单介绍凝泵改变频控制是除氧器水位控制的逻辑，实际变频器改造过程中还会遇到种种新的问题，需要针对机组运行的具体工况进行解决。总之凝泵变频改造后能够提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，同时档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

参考文献：

[1] 吕汀，石红梅.变频技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 冯宗杭.除氧器水位控制中的调节阀自动切换逻辑[J].热力发电，2006，（5）.endprint

摘 要：为了改善除氧器水位控制品质，同时降低的厂用电率，节约成本，将两台凝结水泵中的一台改为变频控制，一台为原工频控制，既节约了成本又提高运行效率。文章以某厂300 MW机组凝结水泵改变频控制为例，凝泵改变频后除氧器水位的控制策略。

关键词：厂用电；变频器；除氧器；调节系统

中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0007-02

1 系统概况

目前变频装置在许多电厂已得到了较广泛的应用，变频调速装置可高效率、精确地调节交流电动机的转速，使得流量、压力、液位等工艺参数的控制由低效的阀门、档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

某厂300 MW机组设计有两台50%容量的定速凝结水泵，平时一台运行，另一台备用。为了提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，将两台凝结水泵中的一台由定速运行改为变速运行，加入一台变频器来实现水泵的变速运行。这样既达到了用变频凝结水泵控制除氧器的进水量，也达到了节省改造的费用的目的。这样一台凝泵为变速运行，另一台凝泵仍为工频运行，正常运行时变速泵运行，除氧器上水门基本全开，由水泵的转速变化来调节除氧器水位，另一台定速泵则作为备用。这样就避免了除氧器上水门的节流损失，从而达到减少厂用电的目的。

2 除氧器水位调节

2.1 控制信号的选择

除氧器水位信号采用三取中标准逻辑，凝结水泵出口母管压力信号用三取中标准逻辑。

2.2 调节原理

两台凝结水泵采用变频器一拖一的运行方式，即1号凝结水泵采用变频器运行，2号凝结水泵采用工频运行方式。

当凝结水泵有工频运行方式时，由除氧器水位调节阀调节除氧器水位（维持原控制逻辑不变）；当1号凝结水泵为变频运行方式时（此时2号凝泵工频未运行），除氧器水位调节阀对凝泵出口母管压力调整，利用变频装置调节1号凝结水泵转速，来控制除氧器水位。

考虑凝结水母管压力的稳定性，通过除氧器水位调节阀的节流作用调节母管压力。当1号凝泵由变频器自动调节除氧器水位时，除氧器水位调节阀调节凝泵出口母管压力，1号凝泵变频调节手动或工频运行时，除氧器水位调节阀自动切为除氧水位控制方式。

凝结水凝泵母管压力和除氧器水位调节同样重要。凝结水的重要用途有除氧器进水、低旁减温水等。经运行试验确定，凝结水母管压力需要控制在允许的压力范围内。为了保证机组的安全运行，变频器输出的最小值频率应为保证出口母管压力最小限制压力值以上。

1号凝泵变频调节与除氧器水位调整门均在自动时，如果发生1号凝泵变频自动切除，此时将1号凝泵变频器指令置最大，除氧器上水门接管除氧器水位调节，除氧器上水门的开度为机组负荷对应的折线函数，即此时需将除氧器上水门迅速开关至合适位置，而后继续维持除氧器水位的稳定。

机组负荷对应除氧器上水门开度函数见表1。

2.3 SP、PV说明

除氧器水位：

SP：除氧器水位定值，单位：mm，量程：500～3 100

PV：除氧器水位测量值，单位：mm，量程：500～3 100

凝结水泵出口压力：

SP：凝泵出口母管压力设定值，单位：MPa，量程：0～4

PV：凝泵出口母管压力测量值，单位：MPa，量程：0～4

2.4 凝泵变频器转速投、切自动条件

当1号凝泵变频启动后，手动调整变频器及除氧器水位调整门的输出，以此来控制除氧器水位和凝泵出口母管压力，当水位和压力均正常后方可投入1号凝泵变频器自动。

1号凝泵变频器切自动条件（任一条件满足均将自动切为手动）如图1所示。

2.5 凝结水出口母管压力投、切自动条件

只有当1号凝泵变频器转速投入自动后，凝结水出口母管压力才允许投入自动。切自动条件（任一条件均将自动切为手动）如图2所示。

2.6 除氧器水位调整门切自动条件

除氧器水位调整门切自动条件如图3所示。

2.7 变频器超驰关系

汽机跳闸且旁路投入时变频输出为最大。

变频器运行状态未来其输出指令为最小。

2.8 除氧器水位调整门超驰关系

汽机跳闸发3 s脉冲或除氧水位高于2 750 mm时，除氧器主调及辅调门全关。

凝泵有工频运行状态来，超驰关除氧器主调及辅调整门且保持一定时间，阀门指令对应负荷曲线。

凝泵变频自动跳超驰关除氧器主调及旁路调整门且保持一定时间，阀门指令对应负荷曲线。

2.9 除氧器水位控制逻辑的实现

原除氧器水位调节阀工频自动调节逻辑功能保留，增加1号凝结水泵变频器调节除氧水位时，除氧器水位调节阀调节凝结水泵出口母管压力的调节回路和操作器等相关的逻辑，使凝泵出口母管压力控制在允许范围内运行。增加1号凝结水泵变频器调节除氧器水位单独的调节回路及相关的切换逻辑。

当运行的变频泵发生故障，联锁启动备用工频泵时，联关除氧器水位调节阀到指定位置（工频时负荷对应阀门开度的函数）。由于工频泵的联启，凝结水流量瞬间变化很大，所以将除氧器水位变频自动切为手动，并超驰将指令降到最小。

1号凝泵变频器投入后，由1号变频器控制系统来进行除氧器水位调节，原除氧器水位调节阀转而控制凝结水母管出口压力，具体控制方式如下：当转速控制在自动时，凝结水出口母管压力调节操作器在手动方式时，由运行人员通过相应出口母管压力调节操作器手动调节母管压力；凝结水出口母管压力调节操作器在自动方式时，除氧器水位调节阀对凝结水母管压力进行自动控制，投入时的定值为跟踪实际值。

3 凝结水泵变频逻辑

凝结水泵变频逻辑图如图4所示。

①泵的停止、运行状态定义：（所有刀闸的分闸状态为其合闸状态的“非”）。

1号凝泵停止状态：1号凝泵用户输入高压开关1分闸。

1号凝泵运行状态：1号凝泵用户输入高压开关1合闸。

②1号凝结水泵变频器启动允许：（所有刀闸的分闸状态为其合闸状态的“非”）。

1号凝结水变频器启动允许：

1号凝结水泵G1刀闸合闸状态、1号凝结水泵G3刀闸合闸状态、1号凝结水泵G2刀闸分闸状态、1号凝结水泵变频器运行就绪信号、1号凝泵启动允许、1号凝泵工频运行状态未来、变频器故障信号未来（以上四项相“与”）。

③1号凝结水变频器连锁启动逻辑。

2号凝结水泵跳闸“或”凝泵出口母管压力低后“与”1号凝结水泵工频运行状态未来，发一脉冲。

④1号凝结水泵变频运行，故障跳闸联启2号凝泵工频逻辑保留原连锁不变。

4 结 语

本文只是简单介绍凝泵改变频控制是除氧器水位控制的逻辑，实际变频器改造过程中还会遇到种种新的问题，需要针对机组运行的具体工况进行解决。总之凝泵变频改造后能够提高水泵运行效率，减少厂用电量，降低厂用电率，同时档板的节流控制跃变为高效的转速控制，从而大量的节省能耗。

参考文献：

[1] 吕汀，石红梅.变频技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 冯宗杭.除氧器水位控制中的调节阀自动切换逻辑[J].热力发电，2006，（5）.endprint