1 引言迴圈水幫浦是火力發電裝置中的重要輔機之一，其功耗佔主機容量的4％左右。由於冷卻水流量是影響汽輪機真空度的主要因素，因而迴圈水幫浦的控制歷來是火電廠中的乙個重要問題 。 目前國內已投入執行的中等功率的火電機組大多採用節流調節方式，通過操作閥門實現冷卻水水流量的調節，而對迴圈水幫浦採取定速控制[1]。
這種調節方式控制粗糙，汽輪機的真空度不穩定，不能保證汽輪機在經濟執行方式[2]下執行。另外，當在低負荷執行時，定速控制造成閥門兩端壓差很大，大量的能量消耗在閥門上，並且幫浦的執行效率也很低，長期執行導致火電廠的能耗十分嚴重。隨著大功率機組的大量投入執行，各電網中的中等功率機組相繼參入調峰執行，迴圈水幫浦大多數執行時間在變工況下工作。
現在國家已經把火電廠的節能技術改造提高到了乙個新的高度，並列入電力行業重點科技計畫。因此，在能源資源日益緊張的今天， 研究如何對迴圈水幫浦進行調速控制具有十分重要的社會價值和經濟價值。 本文通過分析汽輪機的經濟執行原理，提出了一種新的先進的調速流量控制方案，採用plc、pid和變頻技術對迴圈水幫浦進行調速控制，組成"汽輪機最有利真空迴圈水幫浦變頻驅動plc控制系統"。
該控制系統能夠根據執行負荷的變化自動調節汽輪機迴圈水幫浦系統水幫浦的數量和轉速，達到最有利真空的控制目的，從而改變了火電廠以往的狀況，實現了汽輪機真空度的高精度控制和經濟執行，且執行穩定，可靠性能高，節能效果顯著。
圖1 汽車機最有利真空確定
因此，我們應經過計算分析確定出對汽輪機的最有利真空，並以此為依據來控制冷卻水的流量，使汽輪機的排氣壓力盡量維持最有利真空位置，以保證機組在經濟執行方式下工作。2.2 最有利真空度的計算由上述分析可以看出，改變迴圈水流量可以提高機組執行的經濟性。
但必須計算改變迴圈水量後的經濟效益△n，確定在既定冷卻水溫度和蒸汽負荷的前提下汽輪機的最有利真空位置。在本文提出的控制方案中，利用工控機(ipc)呼叫各種引數資料，可以實時**計算出汽輪機的最有利真空位置。為了便於在工程中應用 ，本文根據工程實際經驗[3]，採用以下計算原則。
(1) 根據迴圈水量增加以前的測試資料，計算出凝汽器的傳熱系數和冷卻水速修正係數φν1。 (2) 根據迴圈水量增加以後的測試資料，計算出增加迴圈水量後的水速修正係數φν2。由公式:
(1)求出增加迴圈水量後的傳熱系數k2。 (3) 假設乙個排汽壓力pn，計算出傳熱等效平均溫差△tm2。由公式:
(2) 式中a為凝冷器換熱面積， r2為凝汽器潛熱。可以計算出迴圈水流量增加後汽輪機排汽量dn2。如果dn2的值滿足下式:
(3) (式中dn1為迴圈水量增加前汽輪機的排汽量)則認為pn就是增加迴圈水量後的排汽壓力。如果不滿足上式，應重新設定排汽壓力值進行計算，直至滿足為止。 (4) 根據排汽壓力pn，計算出相對真空和提高的真空度。
(5) 根據提高的真空度與標準煤耗的關係以及增加迴圈水流量後的電能耗費，就可以計算出迴圈水流量增加所帶來的經濟效益△n。 (6) 按照以上步驟重複計算不同流量下增加的經濟效益△n，由圖1可以確定最有利真空的位置peco。 由以上計算分析的原則，控制系統可以通過上位機(ipc)實時計算最有利真空的數值，由此作為依據(pid調節器的設定值)，來調節迴圈水幫浦的執行台數和執行轉速，控制迴圈水流量使汽輪機的真空度維持在最有利真空位置，保證機組的經濟執行。
2.3 迴圈水流量的調速控制方式原理圖2所示曲線為轉速n一定時水幫浦的揚程－流量(h-q)特性曲線和管阻特性曲線。由圖可知，當改變水幫浦的轉速時，其q-h特性曲線隨著轉速的改變在圖中是平行上下移動的(如從na降到na'時的虛線曲線所示)。
水幫浦的管阻特性曲線可用公式(4)表示: (4)
圖2 變頻調速節能原理**
式中sf為管網阻力係數，hst為水幫浦進口到冷凝器的汽包的位差和壓力差之和，它是個定值。sfq2為總的水阻力損失，它與流量的平方成正比。管阻特性曲線與h~q曲線的交點即為水幫浦執行的工況點[5]。
當汽輪機的蒸汽負荷改變時，迴圈水幫浦的流量要隨之變動(假設流量從qa降為qb)。有兩種方法可以改變流量:一種是通過改變給水調節閥的開度(節流調節方式)，使管網阻力係數sf改變，從而改變管阻特性曲線，如圖2所示，這時水幫浦執行的工況點變為b，對應的流量是qb，揚程是hb。
另-種方法是通過改變水幫浦的轉速，改變水幫浦的特性曲線，這時水幫浦執行的工況點為a'，轉速由na降到na'，流量也為qb，而揚程為ha'。 可以看出，與調速方式相比，調節閥門流量的控制方式中有hb－ha'的揚程浪費在管網中;當在低負荷等工況執行時，冷卻水的流量由於只能靠調節閥門控制，造成閥門兩端壓差很大，很大的能量消耗在閥門上，長期執行能耗十分嚴重。並且當這個差值很大的時候，有可能導致管網破裂，造成重大經濟損失。
因而迴圈水幫浦採用調速執行，節能效果是很顯著的。
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