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1、 60 万超临界空冷系统控制策略研究 王明先 （华能上安电厂，石家庄，050310 ） 摘 要：本文主要简述上安电厂新建 600MW 机组使用的空冷系统控制逻辑，以及在使用过程中遇到的冬季过冷和 夏季不能带满负荷等问题，针对这些问题对控制逻辑的修改和完善，使机组能够运行在各种较复杂的工况和环境中。 关键词：600MW 空冷 空冷控制 过冷 空冷防 冻霜冻保护 随着淡水资源的日趋匮乏，冷却系统作为发电过程中必不可少的一个环节，制约了热力发电系 统的进一步发展，上安电厂三期 60 万超临界机组使用的是 GEA 提供的 ACC（空冷系统）系统的。 在使用过程中为保证夏季机组可以满发，在空冷岛安装喷淋
2、冷却系统，以便在环境气温高时，通过 喷淋降温达到降低机组背压的目的。 一、首先介绍一下空冷控制系统的输入输出信号： 表表 1，控制系统输入输出信号清单，控制系统输入输出信号清单 AI 变频风机齿轮箱温度 变频风机线圈温度 管道排汽温度 逆流管凝结水温度 真空抽气温度 风机电流 风机转速反馈 大气压 管道排汽压力 环境温度 AO 风机转速设定 DO 启动风机指令 停止风机指令 反转 2、6#风机指令 启动加热器 停止加热器 开入口蒸汽蝶阀 关入口蒸汽蝶阀 开凝结水管隔离阀 关凝结水管隔离阀 DI 齿轮箱润滑油压力开关 风机振动大（该开关为常闭，取反后使用） 风机就地急停信号 风机运行 风机故障
3、风机远方控制 风机变频器电源正常 1 排#2、#6 变频风机已反转 2 排#2、#6 变频风机已反转 3 排#2、#6 变频风机已反转 4 排#2、#6 变频风机已反转 5 排#2、#6 变频风机已反转 6 排#2、#6 变频风机已反转 7 排#2、#6 变频风机已反转 8 排#2、#6 变频风机已反转 齿轮箱加热器已启 加热器故障 加热器远方控制 入口蝶阀已开 凝结水隔离阀故障 入口蝶阀已关 凝结水隔离阀已开 入口蝶阀故障 凝结水隔离阀已关 入口蝶阀远方 凝结水隔离阀远方 凝结水管道隔离阀外部限位开关（开到位） PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 为了进一步介
4、绍控制系统的控制策略，下面是对风机的转速对应的指令简单的介绍 表表 2，风机转速对应的指令信号清单，风机转速对应的指令信号清单 最大速度 55HZ 110pct 20mA 速度 50HZ 100pct 18.5417.8mA 20 最小速度 10HZ 6.9- 4mA 风机停 VFD(OFF)0HZ 4mA 二、风机启停的控制逻辑如下： 1、风机启动允许条件 1）振动开关来动作，即接点闭合 2）风机电机线圈温度MAXZ 不高于 70 3）齿轮箱油槽温度10 4）变频风机无故障&变频器电源正常 5）逆流管凝结水温度 1、235；1、2 环境平均温度- 5 2、风机组保护停 1）振动开关动作 2）
5、润滑油压低20kPa，风机运行前 20 秒 3）风机电机线圈温度120 4）就地急停按钮 3、为了在控制级中方便使用，风机转速控制 分为 10-20HZ 和 10-55HZ 两段控制频段。 4、ACC 启动允许 1）任一凝泵运行 2）排装置任一真空破坏阀关 3）任一真空泵运行 4）所有入口蒸汽阀开 5）环境温度2 6）所入口蒸汽温度 7）环境温度2 8）排汽压力12 持续 1 小时 5、ACC 的启动级的定义 1）当环境温度2时启动至第一级 2）当环境温度2时启动至第九级 6、风机转速级切换条件 风机的运行或停止状态，以及阀门的状态是由转速级设计来确定的。 1）- 逐级切换条件 & & & O
6、R & 启动允许启动允许 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 前一转速级 持续 120S 排气压力偏差0 延时 60s 或5kPa 排气压力控制回路输出17HZ 持续 5s 2）9- 12 逐级切换条件 排气压力偏差0 延时 60s 或5kPa 前一转速级 持续 120S 所有排凝结水温度35 所有排凝结水平均温度+环境温度5 气压力控制回路输出17HZ 3）4 至 7 级切换条件 风机第 4 级，持续 120S 排压力控制回路输出17Hz 排气压力偏差0 延时 60s 或5Kpa 4）8- 12 级 同上 1/8 排 启停风机用：风机第 7 级 2/7 排凝结
7、水（3/4）35 2/7 排凝结水平均温度- 环境温度5 7、风机转速级下切 1）从第十二级向下切时 第 12 级 持续 120S 排汽压力控制回路输出12Hz 延时 5S 排气压力8Kpa 延时 2S 排汽压力偏差2 延时 120s 2）11级逐级向下切换 第 11 级 持续 120S 排汽压力控制回路输出12Hz 排汽压力设定延时 180s 3）第 9 级第 5 级 第 9（5）级 持续 120S 排汽压力设定延时 180s 环境温度2 8、ACC 跳闸跳闸条件 旁路阀关 主汽门关 & & & 上切第七级上切第七级 & & OR & & 下切一级下切一级 &ACC Trip 上切一级上切一
8、级 上切一级上切一级 & 上切一级上切一级 下切一级下切一级 & 下切至第五级下切至第五级 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 9、过冷保护 凝结水过冷 其中一个凝结水20，凝结水过冷报警 霜冻保护 环境温度2 排汽压力定值上升到 12Kpa 一个凝结水温度15 如果过冷现象30 分钟仍存在多启一台水环真空泵 1）切回正常运行方式 凝结水温度正常 T（排汽）- T（凝结水）6K，持续 5 分钟 逆流回暖条件 2）环境温度2 时风机速度级关系表 12 8 6 11 1- 8 7 2- 7 5 3- 6 3）环境温度- 15时风机速度级关系表 12 8 6 11 1
9、- 8 7 2- 7 5 3- 6 4）回暖程序设置为 15 分钟循环一次，具体程序如下： 满足回暖条件后，启动回暖停逆流风机反转 8 分钟停反转风机，停 2 分钟，正转，该风 机回暖结束。当环境温度5时回暖结束。 三、针对夏季负荷受限的问题的处理办法 1、工艺部分： 在夏季空气干球温度为 33，汽轮机的排汽流量为 1205.02t/h、排汽焓为 2542.9kJ/kg，排汽 干度为 96.7，风机转速 100，停用 2 台顺流风机，环境风速 3m/s 时，投入喷淋减温系统（喷 淋水量为 60T/H）后应保证汽轮机排汽口处背压可降低 5kPa 以上。空冷凝汽器喷淋降温系统要求 利用喷雾冷却及蒸
10、发冷却相结合的原理，利用专用喷嘴将雾化水流喷入管束下方，从而提高空气湿 度降低空气温度，再由空冷风机将冷却的空气及水雾送入管束，与管束表面翅片进行蒸发热交换， 进而快速降低管束表面温度。 2、控制部分： 喷淋系统配 1 台就地控制盘（布置在冲洗水泵房内），实现对喷淋水泵启停、再循环调门就地 自动控制（再循环调门（DN150）的开度控制以保证水泵的最小流量为目的，根据系统的耗水量大 小控制调门的开度。 喷淋水泵出口流量调门(DN200)的控制要接入 DCS，运行人员可根据投标方提供的性能曲线和 运行工况在主控室对该调门进行远方控制。 增压泵出口和主泵出口各设计一块压力表，每一列分管路手动门后设计
11、一块压力表，以观察压 力。并要求配套提供压力表控制门及减振弯管。 OR PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 四、 结束语 以上所讲述的是整个空冷控制过程的逻辑，包括了冬季的防冻，夏季通过简单的喷淋来保证汽 机正常的背压。我厂 600MW 机组的空冷控制逻辑基本上满足了冬天防冻，夏天满足负荷的负压控 制，能较好的完成机组在各种工况下对背压的调节作用。大大减少了机组降温的用水量，降低了生 产成本，同时对环境的保护也起了积极地作用。 参考文献 1 厂家说明书 2 现机组使用组态逻辑 作者简介： 姓名：王明先（出生于 1978 年 11 月）性别： 男，籍贯：山东，学历：大本，职称：工程师，研究方向：热工 过程及其自动化；单位地址：河北石家庄 井陉 33#信箱，邮编：050310；联系方式（电话：13832159621、传真 0311- 82093758、邮箱 ） PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建