凝泵变频与除氧器调阀综合控制方案分析
邹包产
（华北电力科学研究院（西安）有限公司 西安 710065）
摘 要：本文重点分析了四种凝结水泵变频和除氧器水位调阀综合控制方案，分别就每种方案的优缺点进行了阐述，同时针对性的提出了各种方案的注意事项。 关键词：凝泵变频 除氧器调阀
1 引言
目前通过节能减排来提高机组效率的途径很多，采用变频控制的节能技术已经得到相当广泛的应用，新建机组凝泵基本都进行了变频控制设计，很多老机组也进行了凝泵变频控制改造，凝结水系统多采用变频凝泵与除氧器上水调阀综合控制，但是在两者控制方式的结合上存在着很多种情况，能在保证凝结水系统安全、稳定运行前提下，最大化得发挥凝泵变频节能效果的实际情况确很少。
2 典型设计及控制目标
2.1 工艺系统典型设计
每台机组凝结水系统设备包括：55%容量凝结水泵3台，两台变频泵（一拖一），一台工频泵，100%的除氧器上水调节阀，凝结水小流量再循环调节阀。
工艺流程：热井中的凝结水经凝结水泵升压，经过轴封加热器和精处理系统，一小部分凝结水提供给一些用户用来减温或密封等；大部分凝结水经过调节阀送至除氧器。
运行方式：机组正常运行方式是两台变频凝泵运行，一台工频泵备用；两台变频凝泵和上水调节阀保证凝结水压力和除氧器水位在正常范围内；事故工况下工频泵联锁启动，运行的变频泵以最大出力运行，上水调节阀控制除氧器水位。 2.2 控制目标 1）保证凝结水系统压力需求，也就是说保证除氧器上水和凝结水其他用户的需求。 2）保证凝结水系统安全稳定运行，除氧器水位控制平稳；事故工况下，能快速恢复系统，防止除氧器水位大的扰动。
3）在保证了上面两条的前提下，需要尽量的发挥变频器的节能特点。
3 控制方案分析
3.1 调阀固定/变频控水位
3.1.1 方案内容
正常运行工况下，除氧器上水调阀保持一定较大开度，此开度需要由运行人员长期观察，以保证任何负荷段均能保证凝结水系统压力满足要求；两台变频泵投入自动控制除氧器水位，一台工频泵备用。 3.1.2优缺点及注意事项
此种方案系统控制简单，但一般情况下调阀开度较大时不能维持较低负荷下凝结水压力，因此调阀开度较小，变频节能的发挥收到了很大的局限。
需要注意的是一旦上水开度固定，变频泵对液位控制需要增加最低输出，以保证凝结水系统压力。
3.2 调阀随动/变频控水位
3.2.1 方案内容
上水调阀自动调节水位，当凝泵变频投自动时，调阀开度输出为机组负荷的函数，这个曲线函数同样需要由运行实验观察，以保证任何负荷段阀门开度均能保证凝结水压力；凝泵变频自动控制除氧器水位，增加凝结水压力闭锁增减；当凝泵变频自动解除时，上水调阀输出强制取消，调阀自动调节除氧器水位。 3.2.2优缺点及注意事项
此种方案在目前的凝结水系统综合控制中应用较多，控制系统较简单，除氧器水位由双重自动保护容易稳定；上水调阀的负荷函数要保证变频最低输出时凝结水压力，所以节能效果一般，不能充分发挥变频节能特点。
需要注意的是在不同负荷段，调阀开度需要在变频出力允许最小时，保证凝结水压力；变频自动投入时，调阀自动输出与强制切换需要加速率限制块进行缓慢切换，防止对除氧器水位扰动过大，且在上水调阀根据负荷强制输出时，最好加2%死区，防止频繁扰动。 3.3 变频调阀均控水位
3.3.1 方案内容
变频泵、上水调阀均自动控制除氧器水位，调阀变参数控制，当两者都投自动时，调阀参数自动弱化；根据凝结水压力需求对上水调阀设置优升优降动作条件，优升优降开度可通过观察由机组负荷和变频开度来决定或直接给出最安全值，以保证凝结水压力，除氧器水位主要由变频泵调节；当变频自动解除时，上水调阀参数自动切到正常参数，对除氧器水位进行调节。
3.3.2优缺点及注意事项
控制系统较复杂，水位虽由双重自动保护，但在压力优升优降调阀时，系统稳定性不好；节能效果由调阀开度决定，所以节能效果一般。
需要注意凝结水压力优升优降上水调阀开度值的确定过程，以及上水调阀变参数整定强弱关系要适当。 3.4变频控压力/调阀控水位
3.4.1 方案内容
变频泵控制凝结水压力，无论是对压力本身内扰，还是调阀动作导致的外扰，系统均能快速稳定；调阀能够更直接的对水位进行控制。 3.4.2优缺点及注意事项
控制系统分成两个相对独立的系统，凝结水压力的快速响应既保证了凝结水系统用户，同时又为上水调阀控制除氧器水位提供了一个稳定的支持，所以系统克服扰动能力强，稳定性高。这种控制方案的最大优越性在于凝结水系统压力可以始终维持在一个较低水平，上水调阀的调节过程也在一个较大开度，这样就从根本上减少了节流损失，最大化得发挥了变频泵的节能效果。
需要注意的是凝结水压力与水位控制存在着一定得耦合，参数的快慢、强弱直接影响系统调节品质。
4 结论
上述的四种控制方案，显然第四种方案无论是快速保证凝结水系统压力，还是安全保证除氧器水位稳定都是最优方案。但实际中各个机组设备情况不一样，所以需要根据实际设备及系统本身特性，规定最优的运行方式。
参考文献：
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凝泵变频与除氧器上水调门控制方案分析
