熱網(wǎng)疏水泵聯(lián)動(dòng)邏輯存在的問題及處理

某熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組采暖換熱系統(tǒng)的供熱蒸汽從汽 輪機(jī)中壓缸末端抽出，經(jīng)過并列的1號(hào)、2號(hào)熱網(wǎng) 加熱器后，將加熱的熱網(wǎng)循環(huán)水供向熱用戶；冷凝 的水則匯入一個(gè)公用的疏水器，擴(kuò)容降壓后經(jīng)3臺(tái) 熱網(wǎng)疏水栗（A栗為變頻栗，B、C栗為工頻栗）流 向凝結(jié)水系統(tǒng)3號(hào)低加的水側(cè)出口，從而將熱網(wǎng)疏 水回收并供給除氧器。

該機(jī)組在供熱期間，熱網(wǎng)的疏水泵A泵變頻 運(yùn)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(hù)動(dòng)作后，備用 的B泵或C泵多次聯(lián)動(dòng)不及時(shí)，造成熱網(wǎng)加熱器 水位高三值動(dòng)作而解列供熱抽汽，從而導(dǎo)致機(jī)組甩 熱負(fù)荷，電負(fù)荷突升，同時(shí)使凝結(jié)水壓力突降，除 氧器水位和凝汽器水位大幅波動(dòng)。

2原因分析

熱網(wǎng)疏水泵原來的聯(lián)動(dòng)邏輯是，正常運(yùn)行時(shí)A 泵變頻運(yùn)行，B泵或C泵工頻備用；聯(lián)鎖投入后， 若A泵開關(guān)不在"合閘位"或熱網(wǎng)加熱器水位高 二值動(dòng)作，則投入連鎖的B泵或C泵將聯(lián)啟。

經(jīng)過多次熱網(wǎng)汽側(cè)解列事故發(fā)現(xiàn)，A泵的變頻 器過流保護(hù)或過熱保護(hù)動(dòng)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(zhuǎn)速不打水, 造成熱網(wǎng)加熱器水位急速上升。當(dāng)熱網(wǎng)所帶熱負(fù)荷 較低時(shí)，熱網(wǎng)加熱器冷凝的疏水量較少，在高二值 動(dòng)作后聯(lián)動(dòng)的備用泵使熱網(wǎng)加熱器的水位及時(shí)降下 來。當(dāng)熱網(wǎng)所帶熱負(fù)荷較高時(shí)，疏水量較大，即便 備用泵聯(lián)啟成功，也因熱網(wǎng)加熱器的水位上升過快 而造成熱網(wǎng)加熱器高三值動(dòng)作，使熱網(wǎng)汽側(cè)解列， 電負(fù)荷突升，同時(shí)凝結(jié)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(shí)際運(yùn)行情況

可以看出，此種聯(lián)泵邏輯設(shè)計(jì)不合理，沒有考慮A 泵"變頻器故障"報(bào)警發(fā)出的情況；同時(shí)，當(dāng)熱網(wǎng) 所帶熱負(fù)荷較高時(shí)，熱網(wǎng)加熱器水位高二值與高三 值差值過小，造成了備用泵不聯(lián)啟或是聯(lián)啟后打水 無效的情況。

3改進(jìn)措施

(1)熱工人員重新調(diào)整熱網(wǎng)疏水泵聯(lián)動(dòng)邏輯, 調(diào)整后的邏輯如圖1所示（以B泵投入聯(lián)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(jù)。當(dāng)A泵在 DCS上指示電流小于10 A時(shí)，投入聯(lián)鎖的備用泵 即可聯(lián)啟。

B泵連鎖投入-

熱網(wǎng)加熱器_

水位高二值

B泵連鎖投入一I A A泵變頻運(yùn)行一N A泵工頻運(yùn)行   D

圖1調(diào)整后的熱網(wǎng)疏水泵聯(lián)動(dòng)邏輯

(2)運(yùn)行中A熱網(wǎng)疏水泵的變頻器多次因過熱 發(fā)"變頻器故障"信號(hào)，因此A泵運(yùn)行時(shí)規(guī)定該 泵的變頻器調(diào)節(jié)范圍控制在80 %的額定負(fù)載以內(nèi)， 大于80%時(shí)則啟動(dòng)1臺(tái)工頻泵與之并列運(yùn)行，同 時(shí)保持該泵變頻柜周圍通風(fēng)良好，以防散熱不暢。

(3)由于熱網(wǎng)加熱器的水位開關(guān)差值過小，造 成熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)過早解列，因此將熱網(wǎng)加熱器 的水位高二值調(diào)整為1 140 mm,與高三值相差了 200 mm,相應(yīng)的高一報(bào)警值設(shè)為1 040 mm,同時(shí) 分別關(guān)閉了 2個(gè)熱網(wǎng)加熱器各自汽側(cè)與熱網(wǎng)疏水器 頂部之間的汽側(cè)連通手動(dòng)門，以增加加熱器與疏水 器之間的凈壓，使熱網(wǎng)疏水泵打水時(shí)盡快將熱網(wǎng)加

淺析熱網(wǎng)疏水泵的變頻改造

摘要：為減少春、夏、秋季熱負(fù)荷小時(shí)熱網(wǎng)疏水泵耗電率，我公司決定將一單元和二單元的C熱網(wǎng)疏水泵改造為變頻泵。本文通過總結(jié)變頻泵調(diào)試試運(yùn)、操作性評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及改進(jìn)建議，系統(tǒng)地講述了變頻技術(shù)在熱網(wǎng)疏水泵的應(yīng)用效果，為變頻節(jié)能技術(shù)的深入應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 設(shè)備簡介

國華北京熱電分公司安裝有兩臺(tái)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(jī)組，單臺(tái)機(jī)組額定功率為200MW。機(jī)組所屬采暖供熱設(shè)備由兩臺(tái)熱網(wǎng)加熱器，四臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)水泵和四臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵組成，熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行參數(shù)見下表：

2 問題的提出

在每年的4月至10月，我公司熱網(wǎng)系統(tǒng)供熱量最低的時(shí)段，熱網(wǎng)流量最低平均在1300t/h，熱網(wǎng)供熱量平均在150GJ左右，熱網(wǎng)疏水量在60t/h上下，熱網(wǎng)疏水泵一般維持一臺(tái)運(yùn)行。由于熱網(wǎng)疏水流量很低，為了為了保證疏水泵不發(fā)生汽化，運(yùn)行規(guī)程規(guī)定“定速熱網(wǎng)疏水泵電流不得低于200A”，運(yùn)行人員只能通過調(diào)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(wǎng)水位調(diào)節(jié)門控制水位采用節(jié)流調(diào)節(jié)，系統(tǒng)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(wǎng)疏水泵的運(yùn)行效率，采用變頻節(jié)能措施，即通過改變疏水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)疏水量以達(dá)到控制熱網(wǎng)加熱器水位。將每個(gè)單元的C熱網(wǎng)疏水泵改進(jìn)為變頻熱網(wǎng)疏水泵。

4 調(diào)試過程

4.1 熱工人員根據(jù)變頻熱網(wǎng)疏水泵啟、停及運(yùn)行控制特點(diǎn)，將變頻泵的控制邏輯做了如下變化

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

熱網(wǎng)畫面變頻器操作方法：

a投入自動(dòng)：打開“C泵水位設(shè)定”操作框，直接寫入水位設(shè)定值，投入自動(dòng)。解除自動(dòng)：手動(dòng)解除自動(dòng)：打開“C泵水位設(shè)定”操作框，切換到手動(dòng)后，再打開“指令”操作框,切換到手動(dòng),自動(dòng)解除。

b跳自動(dòng)：水位低于500mm或高于900mm。

c 手動(dòng)調(diào)節(jié)：在手動(dòng)模式下打開“指令”操作框，輸入指令數(shù)值（百分?jǐn)?shù)），寫入即可。

d報(bào)警設(shè)置：變頻器故障，變頻器停止，跳自動(dòng)三種情況下，畫面有“熱網(wǎng)疏水泵變頻裝置”報(bào)警。

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

(3)變頻泵不能做為聯(lián)動(dòng)備用泵，變頻泵跳閘后聯(lián)動(dòng)定速泵。變頻泵運(yùn)行時(shí)，定速泵投聯(lián)動(dòng)備用。

4.2 試運(yùn)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(diǎn)時(shí)，熱工人員設(shè)計(jì)水位參考#1熱網(wǎng)加熱器水位調(diào)整，而在定速熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行時(shí)，熱網(wǎng)加熱器疏水調(diào)整門參考#2熱網(wǎng)加熱器水位調(diào)整。我們知道在機(jī)組正常運(yùn)行中，兩臺(tái)熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部壓力并不完全相等，造成了兩臺(tái)加熱器水位的偏差，主要原因有熱網(wǎng)系統(tǒng)管路阻力不同、有熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽調(diào)整門開度不同、有機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)等因素造成，運(yùn)行人員對(duì)兩臺(tái)加熱器水位偏差控制不超過200mm。因兩套調(diào)整系統(tǒng)參考點(diǎn)不同，會(huì)給系統(tǒng)相互切換運(yùn)行造成影響，引起水位的較大波動(dòng)。發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，熱工及時(shí)修正水位參考點(diǎn)，將變頻疏水泵水位參考點(diǎn)改為參考#2熱網(wǎng)加熱器水位控制。

(2)在一套新的控制系統(tǒng)投入試運(yùn)行時(shí)，總會(huì)遇到這樣或那樣的問題，在變頻熱網(wǎng)疏水泵試運(yùn)調(diào)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(diào)節(jié)波動(dòng)大、變頻泵到定速泵疏水流量波動(dòng)大等問題。作為運(yùn)行人員在設(shè)備改造投入試運(yùn)時(shí)，首先要保證熱網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。其次，要積極配合檢修人員進(jìn)行的設(shè)備改造試運(yùn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，與檢修人員共同分析、研究，找到解決問題的方法。針對(duì)變頻疏水泵試運(yùn)中出現(xiàn)的問題，我們采用了分階段試運(yùn)方案。第一步，通過空試電機(jī)采用遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)變頻器信號(hào)參數(shù)觀察疏水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，確保變頻器信號(hào)輸出與電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)。第二步，變頻疏水泵重車運(yùn)行，先采用手動(dòng)控制方式調(diào)節(jié)，觀察熱網(wǎng)加熱器水位變化，在將加熱器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定后，投入自動(dòng)調(diào)整觀察調(diào)節(jié)效果，熱工人員根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況及時(shí)修正調(diào)整參數(shù)，達(dá)到變頻泵自動(dòng)調(diào)節(jié)控制水位穩(wěn)定。第三步，運(yùn)行人員經(jīng)過變頻泵與定速泵的切換調(diào)整，找出控制要點(diǎn)，確保熱網(wǎng)疏水泵切換和事故處理中熱網(wǎng)加熱器水位控制穩(wěn)定。

5 操作性評(píng)價(jià)

5.1 運(yùn)行方式變化

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

(2)冬季應(yīng)急需要變頻泵運(yùn)行，按90％（以變頻電流不超過280A為準(zhǔn)）以下負(fù)荷功率輸出。具體控制方式為：DCS畫面仍對(duì)AH開關(guān)進(jìn)行啟動(dòng)、停止操作，開關(guān)合入后變頻器帶電，變頻器接收4－20mA信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)速，在DCS實(shí)現(xiàn)變頻器遠(yuǎn)方調(diào)速，遠(yuǎn)方切手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至最大，用出口調(diào)節(jié)門調(diào)整水位。（此時(shí)若與定速泵并列運(yùn)行，在采暖最大時(shí)可能造成定速泵過流，應(yīng)觀察定速泵運(yùn)行情況，視情況減少進(jìn)汽量）

5.2 運(yùn)行中需注意的問題

熱網(wǎng)疏水泵采用變頻調(diào)節(jié)后，經(jīng)過一段時(shí)期的運(yùn)行，總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在變頻熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

(1)啟動(dòng)變頻熱網(wǎng)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(dòng)后，轉(zhuǎn)速設(shè)定不上去，畫面發(fā)“變頻器故障”報(bào)警），檢查泵出口門投自動(dòng)。記錄熱網(wǎng)疏水流量和定速泵電流。將熱網(wǎng)疏水調(diào)整門解手動(dòng)位置。

(2)變頻泵啟動(dòng)后，出口門自動(dòng)打開過程中可提高變頻器設(shè)定值，在設(shè)定值達(dá)到90% 時(shí)，觀察熱網(wǎng)疏水量增多，得到就地人員通知可以停定速泵時(shí)，將定速泵出口門解自動(dòng)手動(dòng)關(guān)門，這時(shí)隨著出口門的關(guān)小疏水量開始下降，畫面逐漸開大熱網(wǎng)疏水調(diào)整門至全開，根據(jù)疏水量提高變頻器設(shè)定值，保持正常疏水量，在熱網(wǎng)加熱器水位穩(wěn)定后，將“指令”操作框投自動(dòng)，在水位操作控制窗口設(shè)定水位并投自動(dòng)。在整個(gè)操作過程中，設(shè)定數(shù)值應(yīng)平穩(wěn)，不要操作太急引起熱網(wǎng)水位大幅度的波動(dòng)。

6 節(jié)能效果評(píng)價(jià)

以＃1機(jī)A、C熱網(wǎng)疏水泵為例

圖1 采用變頻疏水泵運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行時(shí)，疏水流量為79t/h，變頻泵工頻電流為240A。

通過上述運(yùn)行比較，在采用定速疏水泵運(yùn)行時(shí)，為了保證疏水泵不發(fā)生汽化，即使可以通過調(diào)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(wǎng)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(jià)0.436元/KW，則每天節(jié)省資金654元。按變頻疏水泵全年運(yùn)行6個(gè)月（5月-10月）計(jì)算，年度節(jié)能效益約為12萬元，改造項(xiàng)目的節(jié)電效果較為明顯。具體節(jié)能效果見表。