邱树良　王真　宋瑞福　陶蕊　张岩　祝宝营

【摘 要】介绍了国外135MW循环流化床机组配置两台100%电动给水泵，在机组满负荷时模拟一台泵发生故障跳闸，另一台泵安全成功启动的切换试验，并在试验后对相关逻辑和参数进行了优化。

【关键词】电动给水泵；满负荷；故障跳闸；切换试验

0 引言

菲律宾普丁巴图项目循环流化床机组设计两台100%容量电动液力耦合器给水泵，一台运行，一台备用，当一台给水泵跳闸后另外一台泵联锁启动，这个过程既要保证汽包水位波动正常，锅炉不发生MFT，又能稳定机组安全运行，而在实际的DCS逻辑设计过程中没有考虑到该功能，只是给水泵能够联锁启动，不能实现备用泵启动后，自动调节汽包水位至正常值，给机组的安全运行带来了很大的风险，通过对机组的给水控制逻辑和联锁条件进行设计，并在机组50%、75%和100%负荷下，进行给水泵的切换试验，验证了逻辑设计的正确性，满足现场运行的要求。

1 试验方案策划

针对此项试验，设计了如下试验方案：在给水泵100%负荷切换过程中不能有人为干预，完全自动控制，备用泵联锁启动后，立即投入给水自动，保证汽包水位正常变化，不能超出跳闸值。对组态进行了设计、修改以及仿真，由于机组100%负荷时给水泵出力可达450t/h，而汽包水位要求变化只能在-280mm～+200mm以内，超出该范围，锅炉就会发生MFT从而引起机组跳闸，因此，在调试逻辑时，设计了以下控制思路：

1）在给水泵切换的瞬间，备用泵启动后，一旦给水流量达到200t/h马上自动关闭给水旁路再循环门，保证运行泵跳闸后备用泵能迅速给锅炉汽包补水，维持汽包水位不突降。

2）投入抢水按钮后，备用泵置于40%液耦开度，带负荷启动，并让该泵开度跟踪运行泵开度超调20%，保证备用泵瞬间启动，水量足够满足汽包水位突降变动量。

3）因在给水泵切换时给水流量变化较大，此时不宜投入汽包水位三冲量控制，故在延时13秒后投入汽包水位单冲量控制，等待180秒，给水流量稳定后投入给水三冲量控制。

4）在给水泵切换时，将正常状况下汽包水位偏差大超过-100mm～+100mm切除自动改为-200mm～+150mm切除自动，避免在水位变化较大的情况下切除自動，造成水位异常停机，从而保证热控自动调节系统将汽包水位维持在合理范围0mm以内。

5）在机组满负荷运行过程中给水泵跳闸瞬间，备用给水泵带40%负荷启动，如果此时马上增加液耦开度至满出力负荷的1.2倍，会造成给水泵电机过电流保护跳闸，我们在逻辑设计时增加5秒延时，避开给水泵的启动瞬间，保证给水泵安全启动。

2 试验的责任划分

在进行该试验前，对试验的方案进行了详细的策划计算以及精密部署。

试验总指挥负责方案的策划与制定，控制思路的指导，并在过程中时刻提醒试验人员注意各个危险点，为试验成功奠定坚实基础。

试验副总指挥负责协调各专业并现场指挥，确保人员及时到位。

热控专业负责热控自动控制方案的详细制定与试验过程中参数的优化，并在试验过程中时刻关注水位曲线，优化控制参数。

汽机专业负责设备满足条件审核和试验的现场实施。

锅炉专业负责事故预案和操作监控。

电气专业负责事故应急合闸。

3 试验过程

首先，进行了第一次50%负荷的给水泵切换试验，在50%负荷初次试验后发现，给水泵勺管如果未增加20%的超调量会引起汽包水位持续降低，水量维持不住，水位变化过大超过-100mm～+100mm，水位控制容易切除自动。在切泵过程中，给水流量变化过大，给水三冲量控制不稳定，针对此种状况我们对此逻辑进行了优化，延时投入三冲量，并修改了切除手动定值，试验数据如下：

1）汽包水位变化量：-2mm～+102mm。

2）电泵电流未超过报警值。

3）负荷波动3MW。

4）汽包水位10分钟后达到稳定值0mm。

其次，进行了75%负荷下的给水泵切换试验，将汽包水位维持在0mm正常水位范围内，手动跳闸运行电动给水泵，备用给水泵联锁启动，在机组75%负荷下给水泵切换试验时发现两台给水泵出力不同，导致液耦超调20%，对此我们对给水泵的超调量进行了优化，更改为A泵液耦超调20%，B泵液耦超调15%。试验数据如下：

1）汽包水位变化量：-79mm～+146mm。

2）电泵超电流20秒。

3）负荷波动3MW。

4）汽包水位9分钟后达到稳定值0mm。

最后进行了机组100%负荷下给水泵试验，总指挥下令准备进行给水泵100%切换试验，副总指挥安排各专业准备就位，机务专业倒数指令3、2、1，手动跳闸运行给水泵，备用给水泵联锁启动，汽包水位缓慢调整到0mm，试验完成。试验结束后其技术指标如下：

1）汽包水位最低达到-109mm，最高达到56mm。

2）电泵超电流560A 持续7秒钟。

3）机组负荷波动3MW。

4）汽包水位11分钟内稳定至0mm。

5）汽包自动控制水位单冲量/三冲量控制平稳无突变。

6）机组CCS负荷控制基本无扰动。

4 试验中发现的问题及建议

根据本次电动给水泵各个负荷段下切换试验结果，提出以下几点建议。

4.1 在给水泵的100%切换过程中，给水泵再循环阀门由于压差原因未全部打开，经过力矩调整后，阀门勉强打开，建议在设计选型过程中计算力矩，选择力矩满足要求的阀门。

4.2 在给水泵的100%切换过程中，在给水短时间中断期间，备用泵联锁启动后电机有超电流现象，建议设计计算给水泵电机容量时，选择满足给水泵满负荷切换工况下的电机，避免出现给水泵超电流现象。

5 试验的逻辑及参数优化

在50%负荷给水泵切换试验后，对存在的逻辑问题进行了修改，因运行给水泵跳闸后，另一台给水泵联锁启动至额定负荷约需要5秒钟，所以备用泵启动瞬间，增加5秒延时然后迅速跟踪跳闸泵负荷的1.2倍，通过试验发现，跳闸泵负荷的1.2倍数值偏小，给水量补充不足，汽包水位下降很快，有发生汽包水位低MFT的风险，通过对电动给水泵启动电流的比较，此时电流还远未达到报警值，所以将跟踪跳闸给水泵负荷的1.2倍改为1.25倍，通过机组75%和100%负荷给水泵切换试验验证，此数值较合理，满足安全运行需求。

6 试验结果及应用

两台电动给水泵各个负荷工况下切换试验成功后，运行人员可以在机组正常运行中投入抢水按钮，在事故泵跳闸后，无需运行人员干预，备用泵联锁启动，迅速调整汽包水位至正常值，避免了因给水泵跳闸汽包水位波动剧烈引起的机组跳闸。保证了机组的安全运行。

此次给水泵满负荷热态切换试验的成功经验完全可以应用于以后的新建机组调试和老机组的改造过程中，给机组的安全经济运行提供了很好的示范，同时也可以减轻运行人员的工作强度。

[责任编辑：田吉捷]