【原】凝泵变频一拖二运行中的存在的问题分析，附凝泵切换操作票

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凝结水泵是火力发电厂中最主要的辅机设备之一，因厂用电率占比较大，各电厂凝结水泵大多采用变频控制。因高压变频器价格昂贵，大多电厂在满足运行要求的基础上采取“一拖二”的变频控制方式（即利用一套变频装置通过接触器配合切换可拖动任一台凝结水泵变频运行），同时具备工频旁路功能。正常运行时一台凝结水泵变频运行，另一台凝结水泵工频备用。

1凝结水泵变频运行的意义

若凝结水泵不采用变频运行方式，则除氧器水位需要通过调节门节流控制，虽然除氧器上水调门在设计上采用两个并列且大小不同的调整门控制上水流量，且采用辅助调门全开的方式来消除节流，但是主调门的节流损失依旧很大，这导致运行经济性极差。目前，大多数机组运行在50%-75%负荷范围内，因此节流损失的能耗更高，不仅如此，由于节流产生的磨损、振动也使凝结水系统相关设备处于恶劣的运行工况下，使用寿命大大缩短，设备缺陷问题频发。所以，凝结水泵变频运行除能够大幅度减少能耗，降低厂用电率外，还能够提高机组安全性，降低生产成本。

2凝结水泵变频“一拖二”运行存在的主要问题

2.1凝结水泵切换操作复杂，切换过程存在风险

凝结水泵变频“一拖二”电气接线如图一所示：

       

图一：凝结水泵变频“一拖二”电气接线图

凝结水泵变频“一拖二”运行，由于接线方式较为复杂，运行中如果定期工作、运行泵故障或其他原因需要将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，则需要较为复杂的操作。存在一定的误操作风险。

l 凝泵变频接触器及凝泵工频开关需要满足下列逻辑：

l #1凝泵变频接触器和#1凝泵工频开关不能同时合上

l #2凝泵变频接触器和#2凝泵工频开关不能同时合上

l #1凝泵变频接触器和#2凝泵变频接触器不能同时合上

l 凝泵变频开关（2DL在工作位置，合状态）在合闸位置，禁止分、合#1凝泵变频接触器和#2凝泵变频接触器。（DCS+电气）

切换操作大致步骤（例：#1凝泵变频运行，#2凝泵工频备用）：

l 通知化学退出凝结水精处理系统运行。

l 将排汽装置（凝汽器热井）补至高水位。（因为变频运行凝结水压力较低，切换时需将压力提高，凝结水系统内大量充水，会将排汽装置液位拉低）

l 将#1凝结水泵变频逐渐提升至工频转速，通过上水调门控制除氧器液位，通过凝结水最小流量再循环控制凝结水母管压力。

l 工频启动#2凝结水泵运行。

l 停止#1凝结水泵变频运行。

l 启动#1凝结水泵工频运行。

l 停止#2凝结水泵工频运行。

l 启动#2凝结水泵变频运行，提升转速至工频。

l 停止#1凝结水泵工频运行。

由于切换复杂，涉及到电气开关接触器分合闸、凝结水母管压力控制、除氧器水位调节等多方面风险点，因此对运行人员技能水平要求较高。否则容易造成除氧器满水、凝结水母管超压等事故。

2.2 切换期间失去凝结水泵备用的风险

一般氧器水箱设计有效容积可以满足至少5分钟无凝结水进入除氧器时锅炉最大蒸发量所需要的给水量。这样即便是在备用凝结水泵侧绝缘的过程中，运行凝结水泵故障跳闸，立即将备用凝结水泵送电也是来的及的。

但是如果带变频器切换过程中，运行凝结水泵故障跳闸，可能就不及送电。相反可能会为了救机组，赶时间，造成误操作，损坏设备，伤害操作人员。

2.3 高压电机多次启动影响电机寿命的风险

规程规定：“正常情况下，鼠笼式电动机一般允许在冷态起动二次(时间间隔不得少于5分钟)，允许热态下起动一次，只有在事故处理时或起动时间不超过2～3秒钟的电动机可以多启动一次。(注:电动机线圈温度50℃以上为热态)。

但是在实际操作中需要对两个高压电机进行六次操作。虽然这种操作也符合规程要求，但是对高压电机的寿命以及安全，也是不利的

2.4 凝结水各用户水压大幅波动的风险

凝结水泵带变频切换过程中，尤其是低负荷时，变频和工频的切换过程中。容易造成凝结水母管压力的较大幅度波动，从而引起凝结水各用户的不稳定。

变频和工频的切换过程中，会引起低压缸轴封减温水压力波动，从而引起低压缸轴封蒸汽温度的变化，最终可能导致汽轮机振动的变化等。诸如此类的问题都需考虑。

2.5 切换过程中造成设备损坏分险

凝结水泵变频“一拖二”运行，将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，凝结水系统母管压力、流量大幅波动，且波动速率较大。对凝结水管道、轴封加热器、低压加热器等附属设备冲击极大，造成法兰、焊口、加热器管束等发生漏泄，影响机组安全运行。

某机组执行凝结水泵切换定期工作后轴封加热器管束泄漏导致机组非停事件：

2017年8月3日10时52分，1号机轴封加热器液位高报警，就地检查轴封加热器满水，轴封加热器风机跳闸，开启轴封加热器疏水直排排汽装置手动门、加热器液位计放水手动门，轴封加热器水位未降低,判断轴封加热器管束漏泄。由于轴封加热器无旁路,为避免汽轮机内部进水,向调度申请停机处理，11时59分手动停机。汽轮机振动、上下缸温差、胀差等参数正常。

 

原因分析：凝结水泵变频为一拖二方式，在执行定期切换的过程中，启动1B凝泵2次、停1次，1A凝泵启动1次、停2次，整个过程均会对凝结水母管压力造成1.5～1.7MPa的波动（如图3）,最高达到3.1MPa，每半月执行此项定期切换工作，不可避免会对轴封加热器管束造成累积冲击，致使薄弱管束泄漏。（切换过程曲线见下图）

3解决措施

3.1对运行操作的要求

凝结水泵变频“一拖二”方式，将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，操作量大、各参数变化速度快，因此要求执行切换操作的运行人员具备较强的技术水平，并使用操作步骤详细的标准操作票。在操作前进行模拟预演，并做好事故预想，能够应付各种突发情况，防止切换过程中造成除氧器断水或满水事故。

3.2合理调整定期工作周期

目前火力发电厂中的重要辅助设备已经能够满足长周期稳定运行的要求，因此无需频繁切换凝结水泵运行。减少凝结水泵切换次数，从而减少对凝结水管道、轴封加热器、低压加热器等附属设备的冲击，提高设备使用寿命，提高机组安全性可靠性。为确保备用凝结水泵能够可靠备用，采取以下措施：

保持凝结水泵同主机长周期运行，停机再次启动时切换至另一台凝结水泵运行。

每半个月对备用凝结水泵电机测绝缘，确保电机绝缘合格，可靠备用。

每月进行一次备用凝结水泵工频点动试运，试运时关闭出口门，防止系统超压。试运时备用凝结水泵出口压力较高，应提高凝结水泵出口法兰安装质量，选用质量较好的法兰垫片，防止试运时造成凝结水泵出口法兰垫片损坏，机组漏真空。

也可以在满足机组大负荷运行的基础上，将凝结水泵首级叶轮更换为稍小的叶轮，降低凝结水泵工频运行压力，从而减少凝结水泵切换以及备用泵联锁启动时瞬间高压、大流量对系统的冲击，保障凝结水系统运行可靠性。

总结

凝结水泵变频“一拖二”运行方式一是减少了一台高压变频器的投入，节约了投资成本；二是减少了运行中的节流损失，凝结水泵电流下降，起到节能作用，三是使凝结水母管压力降低，改善了凝结水系统附属设备的工作条件，提高了凝结水系统运行安全性。但是凝结水泵变频“一拖二”运行方式带来的弊端仍不容忽视，合理安排定期工作，尽量减少切换操作，操作过程尽量保持各参数平稳小幅度变化，不对系统造成冲击，不降低系统的安全可靠性才使得凝结水泵变频“一拖二”运行方式更有实际意义。

1号机1A凝结水泵变频运行切至1B凝结水泵变频运行操作票

			热机系统操作票	版次：01	页数：3
				编号：QJ-1-####-2013
操作时间		开 始	年     月     日     时     分		已执行章位置
		结 束	年     月     日     时     分
操作任务		1号机1A凝结水泵变频运行切至1B凝结水泵变频运行操作
序号	危险危害因素		风险控制措施		措施执行情况
1	凝结水泵启动过程中损坏		1. 若启动电流限或返回正常值时间超时要立即停止该设备。
			2. 启动时就地专人检查转机的状态。
			3. 启动中出现异常立即用事故按钮停止该设备。
2	电机受潮启动时烧损		1. 各温度测点经校验合格，指示准确。
			2. 电机停转15天以上必须摇绝缘合格。
3	转机烧瓦		1. 启动前转机保证油质合格。
			2. 经常检查油质、油温、油位。
			3. 发现轴承温度异常升高应及时停泵处理。
4	凝结水管道超压		1. 启动前必须确认凝结水再循环门在开位。
			2. 凝结水压力>4.2MpA,精处理装置应退出运行。
			3. 各低加水侧安全门定砣完毕。
5	管道振动		1. 启动前必须确认凝结水管道充水完毕。
			2. 启动后放空气门见水后方可关闭。
			3. 各压力测点经校验合格，指示准确。
6	误操作		1．运行人员应分工明确。
			2．保持通讯畅通。
7	机械伤害		1．佩戴防护用具。
			2．禁止疲劳操作。
8	现场噪声较大，对听力造成伤害		1. 戴好耳塞。
			2. 启动时远离该设备。
9	凝结水精处理跑树脂		1.凝结水泵切换前退出精处理装置运行		红色建议增加
			2.凝结水泵切换后缓慢投入精处理装置运行
安全保护 措施与用品		□安全帽     □安全鞋      □耳塞      □手套     □安全绳/带     □防护眼镜            □呼吸器     □灭火器      □围拦      □护脸设备      □其他（            ）
操作时间		开 始	年     月     日     时     分		已执行章位置
		结 束	年     月     日     时     分
操作任务		1号机1A凝结水泵变频运行切至1B凝结水泵变频运行操作
操作顺序		操 作 项 目			操作执行情况
1.		得值长令：1号机1A凝结水泵变频运行切至1B凝结水泵变频运行。
2.		联系化学精处理运行人员退出1号机凝结水精处理系统运行。
3.		检查确认1号机化学精处理系统退出运行。
4.		将1号机排汽装置水位补至2400mm。
5.		确认1号机1A凝结水泵变频运行正常。
6.		检查确认1号机1B凝结水泵电机上导轴承冷却水供水门开启。
7.		检查确认1号机1B凝结水泵电机上导轴承冷却水回水门开启。
8.		检查确认1号机1B凝结水泵电机下导轴承冷却水供水门开启。
9.		检查确认1号机1B凝结水泵电机下导轴承冷却水回水门开启
10.		检查确认1号机1B凝结水泵电机冷却水供水门开启。
11.		检查确认1号机1B凝结水泵电机冷却水回水门开启。
12.		检查确认1号机1A凝结水泵机械密封水压力（     ）MPa正常，机械密封处有水流外溢。
13.		检查确认1号机1A凝结水泵机械密封冷却水压力（     ）MPa正常，冷却水出水管有连续水流。
14.		检查确认1号机1B凝结水泵轴承冷却水供水门开启。
15.		检查确认1号机1B凝结水泵轴承冷却水回水门开启。
16.		检查确认1号机1B凝结水泵泵体抽空气一次门开启。
17.		检查确认1号机1B凝结水泵泵体抽空气二次门开启。
18.		检查确认1号机1B凝结水泵出口抽空气二次门开启。
19.		检查确认1号机1B凝结水泵电机上导轴承油位正常2/3。
20.		检查确认1号机1B凝结水泵电机下导轴承油位正常2/3。
21.		检查确认1号机1B凝结水泵推力轴承油位正常2/3。
22.		检查确认1号机1B凝结水泵热工仪表及保护投入正常。
23.		检查确认1号机1B凝结水泵入口电动门开启。
24.		手动缓慢升高1号机1A凝结水泵变频转速至工频转速，缓慢开启凝结水再循环调门及其旁路电动门，维持凝结水母管压力在正常范围内，注意1A凝结水泵电流不超限，注意监视除氧器水位调整门控制水位正常。
25.		解除1号机1B凝结水泵“备用”。
26.		关闭1号机1B凝结水泵出口电动门。
27.		检查确认1号机1B凝结水泵变频接触器在分闸位置
28.		工频启动1号机1B凝结水泵运行，检查出口电动门联锁开启。
29.		记录1号机1B凝结水泵电流（    ）A，确认1B凝结水泵运行声音振动正常
30.		记录1号机凝结水系统母管压力（    ）MPa，保持系统压力不大于3.8Mpa。
31.		停止1号机1A凝结水泵变频运行，检查出口电动门联锁关闭。
32.		检查1号机凝结水泵变频器电源开关分闸。
33.		将1号机1A凝结水泵变频装置接触器分闸。
34.		工频启动1号机1A凝结水泵运行，检查出口电动门联锁开启。
35.		记录1号机凝结水系统母管压力（    ）MPa。
36.		将1号机1B凝结水泵出口电动门挂禁操。
37.		停止1号机1B凝结水泵工频运行。
38.		合上1号机1B凝结水泵变频装置接触器。
39.		合上1号机凝结水泵变频装置电源开关。
40.		变频启动1号机1B凝结水泵运行。
41.		缓慢升高1号机1B凝结水泵变频转速至工频转速。
42.		停止1号机1A凝结水泵工频运行。
43.		投入1号机1A凝结水泵“备用”。
44.		手动缓慢降低1号机1B凝结水泵变频转速，缓慢关闭凝结水再循环调门及其旁路电动门，调整凝结水母管压力至合适压力。
45.		投入1B凝结水泵变频自动运行，根据实际情况需要设定系统压力。
46.		投入1号机1A凝结水泵工频开关差动保护，退出1B凝结水泵工频开关差动保护
47.		联系化学投入1号机精处理运行
48.		汇报值长：1号机1A凝结水泵变频运行切至1B凝结水泵变频运行，操作完毕。

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