一、數(shù)控計算試驗
根據(jù)離心水泵的相似理論,離心水泵的轉(zhuǎn)速n、揚程H及流量Q的關(guān)系為:
利用泵的比例律可對2臺同型號給水泵之間的流量、轉(zhuǎn)速、揚程等性能參數(shù)進行換算,也可對1臺給水泵不同轉(zhuǎn)速下的流量、轉(zhuǎn)速、揚程等性能參數(shù)進行換算。將已知的給水泵轉(zhuǎn)速、入口壓力、出口壓力等參數(shù)輸入到數(shù)學模型中,通過計算程序得到在不同轉(zhuǎn)速下給水泵的流量,據(jù)此控制給水泵zui小流量閥。
以鐵嶺發(fā)電廠300MW機組2A汽動給水泵(汽泵)為例,給水泵計算流量由PLC的DI量通過控制程序動態(tài)計算得到。汽泵試驗主要測點布置如圖1所示,其計算流量和孔板流量測試結(jié)果見表1。
二、誤差分析
由表1可見,給水泵zui高轉(zhuǎn)速5453r/min,zui低轉(zhuǎn)速3630r/min,轉(zhuǎn)速變化1863r/min,約占工作轉(zhuǎn)速變化范圍差值(5600~3100r/min)的72.9%;通過給水泵的zui高流量461.8t/h,zui低流量172.6t/h,流量變化289.2t/h,約占工作流量變化范圍差值(550~160t/h)的74.2%;計算流量與孔板流量zui大比較誤差為17.8t/h(值,下同),zui大計算流量相對誤差約為±2.54%該電廠2號機組2臺汽泵在單獨運行或并列運行時的給水泵孔板流量測量結(jié)果見表2。
汽泵正常運行時,由于給水泵流量孔板安裝在出口逆止閥后,因此給水泵流量應(yīng)為主給水流量與過熱器減溫水流量之和,兩者之差為孔板流量測量誤差。由表2可見,平均每臺泵的孔板流量測量誤差(包含主給水流量、過熱器減溫水流量及給水泵流量3個流量孔板測量誤差之和)zui大可達到70.3t/h,zui小為30.3t/h。通常300MW以上機組流量孔板測取給水流量誤差在20~50t/h,即給水流量孔板測量相對誤差在2.86%~7.14%,而計算流量zui大相對誤差約為2.54%,計算流量的誤差較小。因此,可采用理論計算取代用流量孔板測量獲取給水泵流量,控制給水泵zui小流量閥開關(guān)。
三、可靠性分析
為了及時掌握汽泵的運行狀態(tài),確保給水泵轉(zhuǎn)速變化時zui小流量閥動作正確,其控制程序中設(shè)計了給水泵流量特性在線監(jiān)測功能,當給水泵流量超出工作區(qū),將發(fā)出提示調(diào)整給水泵流量工況點,保證其始終在區(qū)運行。
給水泵流量是根據(jù)其入口壓力、出口壓力和轉(zhuǎn)速等多個參數(shù)計算得來,如果輸入信號有誤或計算參數(shù)超出擬合函數(shù)界限,則流量計算值會出現(xiàn)不可信數(shù)值。對此,控制程序中設(shè)計了多項輔助判斷和濾波功能:當被檢測的參數(shù)在動作值范圍之內(nèi),立即發(fā)出zui小流量閥開啟指令;當出現(xiàn)不可信數(shù)值,將立刻尋找可替代數(shù)據(jù)進行對比分析。必要時還可將zui小流量閥切為手動控制,待故障排除后,重新投入自動控制狀態(tài)。
四、實施效果
用計算流量取代孔板流量,消除了流量孔板造成的節(jié)流損失,提高了泵組效率。鐵嶺發(fā)電廠300MW機組和國電莊河電廠600MW機組汽泵流量孔板節(jié)流損失見表3。
由表3可見,鐵嶺發(fā)電廠300MW機組297MW負荷時,汽泵流量為423t/h,取消流量孔板后泵組耗功減少約19kw/h;莊河電廠600MW機組520MW負荷時,汽泵流量為811t/h,取消流量孔板后泵組耗功減少約18kw/h。