电动给水泵运行方式优化.pdf

第 3 O卷 第 1 期 2 0 0 8年 1月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 O No． 1 J a n． 2 0 0 8 电动给水泵运行方式优化 Op t i mi z a t i o n o f t h e o p e r a t i o n mo d e s f o r e l e c t r i c f e e d wa t e r p u mp 马永辉 ， 王颖 晖 MA Yo n g h u i ， WANG Yi n g h u i ( 1 ． 陕西华电蒲城发电有限责任公司， 陕西 蒲城7 1 5 5 0 1 ； 2 ． 国电电力 大连庄河发电有限责任公司， 辽宁 庄河1 1 6 4 3 1 ) ( 1 ． S h a n x i H u a d i a n P u c h e n g P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ． ， P u c h e n g 7 1 5 5 0 1 ，C h i n a ； 2 ．G u o d i a n D al i a n Z h u a n g h e P o w e r G e n e ra t i o n C o ． ， L t d ． ， Z h u a n g h e 1 1 643 1 ，C hi n a ) 摘要： 介绍了陕西华电蒲城发电有限责公司 3 ， 4机组 3台电动给水泵的电源引接方式及其顺控逻辑设 计， 对原设计中单段厂用母线不能同时带 2台电泵的运行方式进行了优化计算、 校核和技术论证， 在论证 的 基础上进行 了实际试验 ， 提 出 了经济合 理的运行方式 改进 方案 ， 取得 了较好 的经济效益 。 关键词 ： 厂 用电 ； 运行 方式 ； 电动给 水泵 ； 设计优化 中图分类号 ： T K2 2 3 ． 5 2 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 4—1 9 5 1 ( 2 0 0 8 ) 0 1 —0 0 5 7 —0 2 Ab s t r a c t ： T h e p o w e r c o n n e c t i o n mo d e a n d s e q u e n c e c o n t ml l o g i c d e s i g n o f t h r o e e l e c t ri c f e e d w a t e r p u mp s f o r N o ． 3 a n d No． 4 po we r u n i t s i n S h a a n x i Hu a di a n P u c h e n g P o we r Ge n e r a t i o n Co．，L t d．we r e i n t r o d u c e d．I n o r i g i n a l d e s i gn ，t he s i n — g l e — s e c t i o n b u s wa s n o t p r a c t i c a b l e w i t h t wo p u mp s i n o p e r a t i o n ．T h i s o p e r a t i o n mo d e wa s o p t i mi z e d ，v e ri fi e d a n d d e mo n — s t r a t e d t e c h n i c a l l y；ba s e d o n t h e p r a c t i c a l e x p e rime n t ，t h e i mp r o v e me n t s o l u t i o n s we r e p r o po s e d for mo r e r a t i o n a l o p e r a t i o n a n d be t t e r e c o n o mi c b e n e fit s ． Ke y wo r ds ： s e l f - s e r v i c e p o we r c o n s u mp t i o n； o p e r a t i o n mo d e； e l e c t ric f e e d wa t e r p u mp； d e s i gn o p t i mi z a t i o n 0 引言 蒲城发电有限公司二期工程( 以下简称蒲电) 3 ， 4 机组为西北 电力设计 院主设 的 23 3 0 MW 燃煤凝 汽 式汽轮发电机组 ， 锅炉为北京巴布克科 威尔克科公 司生产 的 B & WB一1 0 2 5 ／ 1 8 ． 4 4一M型 自然循环燃煤 汽包锅炉 ， 汽轮发 电机组为北京重型电机厂与法 国 阿尔斯通公 司合 作生产 的 3 3 0 M w 亚 临界 凝 汽式 N 3 3 0—1 7 ． 7 5 ／ 5 4 0 ／ 5 4 0型汽轮机 、 T 2 5 5—4 6 0型水氢 氢冷发电机组 ， 采用单元制布置。 1 原设计 电动给水泵运 行方式 1 ． 1 主接线设计 蒲电 3 ， 4机组给水系统设 3台 5 0 ％锅炉 MC R 容量的电动给水泵组( 以下简称电泵) ， 布置于汽机 收稿 日期 ： 2 0 0 7—1 1 —2 2 房 0 m层。3台给水泵 电机 的电源取 自6 k V单元段 母线 ， 其 中， 3电泵电机的电源跨接在两段母线上 ， 如图 1 所示 ( 以 3机为例 ) 。 1 电 泵 3电泉 2电杂 1 ．厂用 高压变压器来线；2 ． 1 启动变压器来线；3 ． 2 启动变压器 来线 图1 高压厂用电源示意图 6 k V每段母线 有 3路 电源 ， 正常时由厂用 高压 变压器( 以下简称厂高变) 带， 另外设计有 2 路互为 备用的备用电源分别取自2台启动变压器( 以下简 称启动变) 。其中， 厂高变容量为 5 0 ／ 2 7— 2 7 M V A ， 启动变 的容量为 6 3 ／ 3 1 ． 5—3 1 ． 5 k v A， 电泵 电机额 定 功率 为 5 5 0 0 k W。 维普资讯 5 8 华电技 术 第 3 0卷 1 ． 2 电动给水泵逻辑设计 ( 1 ) 3电泵的 A段跳闸时联动 1电泵。 ( 2 ) 3电泵的 B段跳闸时联动 2电泵。 ( 3 ) 1电泵跳 闸联 动 3电泵 的 A段开关 ， 2 电泵跳闸联动 3电泵的 B段开关。 ( 4 ) 1 电泵运行时不能启动 3电泵 的 A段开 关 ， 2电泵运行时不能启动 3电泵 的 B段开关。 1 ． 3 原设计运行方式存在的问题 ( 1 ) 运行经济性降低。 3电泵只能够作为备用 泵运行 ， 因此 ， 在正常运行 中切换 电泵 时， 必须先减 负荷 、 停泵 ， 然后再启 动另一 台电泵 ， 影响了机组运 行的经济性。 ( 2 ) 运行可靠性降低 。3台电泵间不能实现完 全互为备用 ， 如在 1电泵 、 3电泵 ( B段开关 ) 运行 时， 1电泵跳闸就无法联动 2电泵 ， 在 2电泵 、 3 电泵( A段开关) 运行时 ， 2电泵跳闸就无法联动 1 电泵 ， 影响了机组 的可靠性。 2 问题提出 从上述逻辑设计可以看 出， 这样设计的 目的是 6 k v单元母线不允许一条带双电泵运行。如果 6 k v 一 段母线能够同时带 2台电泵及其他辅机运行， 则 正常运行中给水泵的切换就不会引起给水流量和机 组负荷的波动， 且 3 台泵也能实现完全互为备用， 使 机组的运行可靠性 和经济性 得到 了很大 提高。因 此 ， 作者根据设计手册对这个问题进行 了技术分析。 3 技 术分析 3 ． 1 校核 根据《 电力工程电气设计手册》 的要求， 验证 6 k V 单元母线所带负荷的容量需要进行以下校核l_ l J ： ( 1 ) 校核厂高变单分支带 2台电泵及其他辅机 时容量是否满足设计要求 ； ( 2 ) 校核厂高变单分支母线 已带其他辅机运行 时启动第 2台电泵对母线 电压 的影 响； ( 3 ) 校核厂用电切换时启动备用变压器 ( 以下 简称启备变) 单分支带 2台电泵及其他辅机串接自 起动时对高低压母线电压 的影响 ； ( 4 ) 校核启动变带公用负荷和单元厂用负荷时 其分支容量是否满足要求。 3 ． 2 计算结果 ( 1 ) 厂高变带 6 k V单元母线， 单分支带 2台电 泵及其他负荷的计算负荷为 2 4 0 1 3 ． 4 5 k V A ， 小于厂 高变的分支容量 2 7 0 0 0 k V A ， 负荷率为 8 8 ． 9 ％， 满 足厂高变的容量要求。 ( 2 ) 厂高变带 6 k V单元母线 ， 分支母线在 已带 一 台电泵及其他辅机运行 的前提下 ， 启动该分支母 线的第 2台电泵 时母线 电压最 低为 8 5 ． 7 9 ％ U > 8 0 ％U 。满足《 电气工程电气设计手册》 中“ 电动机 正常单台启动母线 电压校验” 的要求 。 ( 3 ) 厂用电切换时 由启备变单分支带 2台电泵 及其他辅机串接 自启动时电压校验结果 ： 慢速切换时高压母线电压为 8 4 ％U > 7 0 ％U ， 低压母线 电压为 6 5 ％U >5 5 ％U ； 快速切换时高压母线电压为 9 4 ％U > 7 0 ％U ， 低压母线电压为 8 2 ％U >5 5 ％U 。 满足《 电气工程电气设计手册》 中“ 电动机成组 自启动母线 电压校验” 的要求 。 ( 4 ) 在启动变带单元厂用 负荷 时 ， 根据启动变 和厂高变实际负荷 的测算值 ， 在单 台启动变带全部 公用负荷的同时带 3机组 6 k v单元段 时 ， 启动变 的分支负荷最大为 7 8 ％， 能够满足单分支带 2台电 泵及其他辅机运行 的要求 。 从 以上分析可知 ， 厂高变或启动变带 6 k v单元 段时， 其容量校核和电压校核均能够满足单分支带 2台电泵运行的要求。 4 现场试验 为检验上述技术分析 的正确性 ， 对 6 k V一段单 元母线带双电泵 的运行方式进行 了实际试验 ， 试验 结果如下 ： ( 1 )厂 高变单分 支带双 电泵及其 他辅 机运行 时， 电流最大为 1 8 4 3A， 小于分支额定 电流 2 4 7 4A， 分支负荷率仅 7 4 ． 5 ％， 小 于技术分析 中的计算值 ； ( 2 ) 厂高变带 6 k V单元母线 ， 分支母线正常 已 带 1台电泵及其他辅机运行 ， 启 动该 分支母线 的第 2台电泵时母线电压最低降为 5 ． 7 0 4 k V， 为额定 电压 的 9 5 ％， 大于技术分析中的计算值 ； ( 3 ) 启动变带 6 k V单元母线 ， 分支母线正 常已 带 1 台电泵及其他辅机运行 ， 启动该分支母线 的第 2台电泵时母线 电压最低降为 5 ． 5 5 k V， 为额定电压 的9 2 ． 5 ％， 由于启动变带所有负荷进行 自 启动试验 对机组运行具有破坏性 ， 故未进行该项试验 ； ( 4 ) 启动变带公用负荷和 3 机组单元负荷， 带 2 台电泵运行的分支最大负荷为 2 1 7 1 3 k V A， 小于启动 变分支额定容量 3 1 5 0 0 k V A ， 满足长期运行的要求。 根据以上试验数据并结合技术分析， 可以得出 如下结论 ： 机组在额定工 况下 ， 单元 ( 下转 第6 5 页) 维普资讯 第 1 期 张传胜， 等 ： 超超临界机组热控电源系统的应用 6 5 跳闸模块供 电的交流输入电源 出现失 电或所有供电 装置出现故障之外， 这套装置的供电系统的配置能 使系统连续运行 ， 2 路直流 1 1 0 V供 电系统主要向外 部输入信号 、 逻辑 回路 和驱动 电磁 阀供 电。这种配 置可保证系统连续运行 ， 除非所有的直流 1 1 0 V电 源失去 ， 即使整个供电电源失去 ， 但该系统设计也能 使汽机安全跳闸 ， 当输入 电源失去或供 电装置故障 时， 将输出报警至人机接口， 及时进行提醒， 从而保 证 了主机系统的安全。 3 ． 3 大、 小机 I 系统 大 、 小 机 T S I 系统均采用 B e n t l y ． N e v a d a公 司生 产的 3 5 0 0监视系统 ， 为高度模块化设计 ， 有专用 的 3 5 0 0 ／ 1 5电源模块 。该模块为半 高度模块 ， 安装在 框架左边专用的槽内， 该槽位可安装 2 个电源模块， 任何一个 电源模块 ， 都可 以为整 个3 5 0 0框架 供 电， 因此 ， 该工程的 T S I 系统接受 电气 U P S电源及 电气 保安 电源后 ， 分别送到 2个电源模块 ， 实现了可靠 的 电源冗余 ， 确保 了该 系统的用电安全 。 4 结论 ( 1 ) 邹县发 电厂 2 X 1 0 0 0 M W 工程热工控制 电 源系统全部采用冗余 配置， 大大提高了控制 系统 的 可靠性 ， 对于重点部位 ， 通过安装 U PS 电源等方式 ， 进一步提高了系统 的可靠性 。 ( 2 ) 该工程中除锅炉 MF F 继 电器电源由电气供 2 路 1 1 0 V ( D C ) 电源外， 其他系统没有用直流电源， 避免了机组直流系统接地对热工控制系统 的影响。 ( 3 ) 在电源设计时要对整个系统全 面进行严密 细致的分析 ， 使热工控 制系统 的电源做到分 散、 冗 余 、 可靠 ， 有足够的容量及备用电源， 为此增加适 当 的投入是值得 的。 ( 编辑 ： 刘 芳) 作者 简介 ： 张传胜 ( 1 9 7 0 一) ， 男 ， 山东邹城人 ， 华电国际邹县发 电厂工程师 主要从事火 电厂热控方面 的工作 。 () ●< )● <) ● ●< ， ●‘ = 、 ●<) ●< ’ ●<) ●< ) ●<) ●< ，● <， ● ● ●<) ● <) ●<) ●< ) ● ●<) ●0●0●● <) ●<) ●< ) ●C ● ● < ) ●<) ●< ) ●<) ●< ， ● < ) ●0● ●<) ●< )● ●<， ●< ， ●<， ● ● ( 上接 第5 8页) 负荷无论 由厂高变带还是启动变带 ， 变压器容量和电泵启动时的电压降均满足单分支带 2台电泵同时运行的要求 。 5 运行方式优化措 施及 取得的效果 根据上述技术论证结果和试验结论 ， 对 3 ， 4 机组电动给水泵的相应逻辑变更如下： ( 1 ) 对 1 ， 2 ， 3电泵的联动逻辑进行修改 ， 使 每台不运行电泵均可作为备用电泵在任一运行 电泵 跳 闸时联动启动 ； ( 2 ) 1 ， 2电泵在 D C S画面上各设一个联锁投 切开关 ， 3电泵在 D C S画面上针对 A， B段 电源分 别设有一个联锁投切开关 ， 每台 电泵的联锁可 以独 立投切 ； ( 3 ) 取消单分支在一台电泵 已运行情况下不能 启动第 2台电泵 的逻辑闭锁。 同时 ， 对运行方式进行了下列优化 ： ( 1 ) 允许一段母线同时带 2台电泵及其他辅机 运行 ； ( 2 ) 电泵切换时采用先启后停的方式， 保持给 水流量稳定 ， 保证机组负荷不波动 ； ( 3 ) 3 台电泵间完全互为备用。任意 2台电泵 运行 ， 不运行的电泵可在任一运行电泵跳闸时联动 。 上述逻辑修改完成和运行方式优化后 ， 运行人 员 已多次成功进行了小负荷和满负荷情况下电动给 水泵组的切换 。近几年来 的实际运行证 明， 该优化 方案切实可行 。由于采用了先启后停 的切换方式 ， 减少了运行操作 ， 避免 了切换 电泵 减负荷造成的 电 量损失， 提高了机组运行的可靠性和经济性。 6 结论 通过对蒲电 3 ， 4机组 电泵运行方式 的优化 ， 使 3 ， 4机组各台电泵 的启动 、 备用方式不再受到 限制 ， 提高了电泵运行方式的灵活性和可靠性 ， 进而 提高了机组的运行 稳定性 ， 为同类机组运行方式 的 优化提供 了经验。 参考文献 ： [ 1 ]西j E 电力设计院． 电力工程电气设计手册( 1 ) ： 电气一次 部分[ M] ． 北京： 中国电力出版社， 1 9 8 9 ． ( 编辑 ： 白银 雷) 作者简介 ： 马永 辉( 1 9 7 5一) ， 男 ， 陕西 合阳人 ， 陕西华 电蒲 城发 电有 限责任 公 司工程 师， 从事 电气控制 系统 的管理 工作。 维普资讯