变频器在火力发电厂凝结水系统中的应用

1、凝结水系统自动控制方案分析

凝汽器水位一般采用与除氧器水位协调控制的方法。影响凝汽器和除氧器水位的因素很多，如负荷变化、给水流量变化、化学补水阀开度等。在研究了被控对象的动态特性及扰动因素后，我们在设计方案时将控制系统分成3 部分，即：凝结水泵转速的自动控制；化学补水阀的自动控制；凝结水调整门的自动控制。这样，使除氧器水位、凝汽器水位及凝结水母管压力维持在最佳状态，使机组各系统稳定运行。

1.1 除氧器水位和凝汽器水位的自动控制

由于除氧器水位和凝汽器水位的结构性质不同，因此，调节对象的动态特性差别较大。这主要反映在容量系数、阻力和传递距离上，特别是反映在容量系数上的差异较大。当机组负荷变化、除氧器水位变化10 %时，可能导致凝汽器水位变化50 %左右，而化学补水对凝汽器水位变化的影响较为直接，对除氧器水位变化的影响要滞后得多.凝汽器水位稳定，除氧器水位才会相对稳定，因此，我们重点是对凝汽器水位进行及时有效的调节。

我们主要采取调节化学补水的方法来调整除氧器水位。为了能达到较好的调节效果，我们将凝汽器水位的控制设计为串级控制系统，如图4a所示(图4 方框内均为DCS 组态)。串级控制系统由控制器1和控制器2组成。

控制器1 由蒸汽流量与凝结水流量的差值形成反馈信号，其任务是及时反映调节效果和迅速消除凝结水流量的自发扰动. 当凝结水母管调整门开度发生变化时，凝结水流量发生变化，控制器1快速消除扰动，使凝结水流量回到扰动前的值；当机组负荷发生变化时，首先在蒸汽流量上会反映出来，此时控制器1 迅速改变凝结水流量，以适应蒸汽流量的变化，控制凝汽器水位达到正常值。

控制器2 由凝汽器水位与设定水位的偏差值形成反馈信号，其任务是维持水位恒定。当水位偏离给定值时，通过控制器1 调节凝结水流量，即改变凝结水泵的转速，使水位回到设定值。

1.2 化补水阀的自动控制

由除氧器水位、凝汽器水位的值作为除氧器水位的控制信息，当除氧器水位与凝汽器水位的值小于整定值时，控制器3 会自动打开补水阀，如图4b 所示。

1.3 凝结水调整门的自动控制

由于凝结水系统工况要求母管压力必须保证在1. 3～1. 4 MPa 下运行(最低不小于1. 1 MPa) ，故用母管压力作为主调信号，变频器输出频率作为前馈信号，控制母管调整门的开度；取额定负荷的60 %(75 MW) 及以下负荷段，作为凝结水调整门自动控制的调节范围. 当负荷高于75 MW ，或母管压力大于1. 1 MPa 时，阀门全开，无需调节。见图4c。