发电厂供热首站设备控制方式优化

发电厂供热首站设备控制方式优化
摘要：2018年石家庄华能上安电厂厂内建设了供热首站，由于设计方案不完善，首站投运后多台加热器水位波动大，时常发生疏水泵跳闸加热器被迫退出运行，严重影响供热稳定性，经多次试验分析系统原因，优化设备运行方式，成功
解决了问题，目前首站内加热器稳定运行。

关键词：供热首站控制方式逻辑优化
1 概述
随着城市建设规模的不断扩大，为满足石家庄市及周边县区的采暖热负荷需
求及缓解环境压力, 上安电厂将纯凝机组改为供热机组，2018年在厂内新建供热
首站，通过长输管网向石家庄市供热。

供热首站共有6台热网加热器，A/B/C/D四台加热器由主机连通管抽汽供汽，E/F两台加热器由热网首站循环水泵小机排汽供汽。

四台大机加热器自供热改造
完毕投运后，加热器运行稳定性差，且C/D加热器液位一直摆动很大，严重影
响供热系统安全。

2热网首站加热器系统简介
以下针对首站内热网加热器AB与加热器CD疏水侧设备设计方案、设备运行
方式及联锁控制逻辑，进行详细说明。

2.1 A/B加热器疏水系统介绍
如图一，2#、3#机组所带A/B加热器对应ABC三台疏水泵，正常时A加热器
对应A疏水泵，B加热器对应C疏水泵，B疏水泵为公用备用泵，可以通过“选择”按钮备用至A/C泵。

四台出、入口联络门正常处于关闭状态。

每台加热器各
有一个事故疏水电动门。

图一 AB加热器疏水系统示意图
联锁逻辑：疏水泵B备用方式，疏水泵A跳闸后，联锁开启入口联络阀1、出口联络阀1到位后，联启疏水泵B；疏水泵B备用方式，疏水泵C跳闸后，联锁开启入口联络阀2、出口联络阀2到位后，联启疏水泵B。

疏水泵启动后延时5秒打开出口电动门。

2.2 C/D加热器疏水系统介绍
如图二，5#、6#机组所带C/D加热器对应ABC三台疏水泵，正常时一台或2台运行，其余备用。

两台入口联络电动门正常处于打开状态，每台加热器各有一个事故疏水电动门。

因加热器CD疏水连通，疏水泵ABC控制变量可选择加热器C 液位、加热器D液位或者液位平均值。

图二 CD加热器疏水系统示意图
联锁逻辑：正常运行的某台泵跳闸，联锁启动投联锁的备用泵；热网加热器
水位高Ⅰ值，延时5s联锁启动备用泵。

疏水泵启动后延时5秒打开出口电动门。

3 热网首站存在的主要问题及隐患说明
热网投运后，加热器运行不稳定，发生了较多不安全事件，以下对发
生的两起典型不安全事件进行简述，并对CD加热器存在的水位摆动问题进行了
分析。

3.1 A/B加热器的A疏水泵跳闸
疏水泵A跳闸，同时联开AB疏水泵出入口联络门（AB入口联络门开门时间
约140s，出口连锁门开门时间约78s，逻辑设计该两个阀门开展后，再联启B疏
水泵）。

水位上涨加热器水位高事故疏水门联开（开启时间约320s）。

A加热
器水位最高涨至1153mm（马上到跳闸值1200mm）。

运行人员手动启B疏水泵，水位开始下降，B加热器水位迅速升高，（怀疑
BC疏水泵出入口联络门不严，A加热器疏水串入B加热器），B加热器水位B加
热器水位高跳闸。

3.2 C/D加热器的C疏水泵跳闸
石家庄供热C/D加热器C疏水泵跳闸，B泵联启，联泵后在出口门打开并且
手动升变频器频率过程中水位高三值联开事故疏水，又造成水位又急剧下降至低
二值疏水泵再次跳闸，C、D加热器水位剧烈波动。

3.3 C/D加热器水位摆动大，成正弦波摆动
C、D加热器自投运后，两台加热器水位一直分别呈不同步的正弦波来回震荡，上下摆动数十毫米。

经过了大量的工作进行原因分析。

比如从测量环节排查，更
换变送器，修改液位变送器阻尼，对控制参数进行不断优化，对CD加热水侧进
行放空气等，液位调节均无明显改善。

分析原因： C、D两个加热器疏水侧互通，两个加热器靠相同的泵来同时调
节水位，汽侧的不平衡扰动及疏水侧的扰动，引起对两个加热器水位大幅频繁波动。

4、对于存在的问题分析总结，制定解决方案
从现场实际情况和运行参数分析，供热首站原有运行方式和联锁逻辑已不能
很好的保证热网的安全运行，必须进行整改优化。

A/B或C/D加热器任一运行疏水泵跳闸后，即使备用泵及时联启，由于存在
延时5S开出口门，且备用泵变频器初始频率低，需要手动升频增加出力，也必
将造成加热器水位高三值，联开事故疏水。

综上，经分析试验，设计以下整改优
化方案：
4.1 运行方式优化
2#、3#机组所带A/B加热器疏水泵，正常时A加热器对应A疏水泵，B加热
器对应C疏水泵，B疏水泵为公用备用泵，可以通过“选择”按钮备用至A/C泵，与选择泵的出、入口联络门处于打开状态，非选择泵出、入口联络门关闭，B疏
水泵出口门打开备用。

联络电动门原联锁逻辑取消。

5#、6#机组所带C/D加热器疏水泵，正常时C加热器对应A疏水泵，D加热
器对应C疏水泵，B疏水泵为公用备用泵，可以通过“选择”按钮备用至A/C泵，与选择泵的入口联络门处于打开状态，非选择泵入口联络门关闭，B疏水泵出口
门打开备用。

4.2 对控制逻辑进行优化（以AB加热器为例，CD加热器类似）
1） A泵自动情况下控制A加热器液位； C泵自动情况下控制B加热器液位；
2) B泵连锁情况：B泵作为A/C泵的备用泵，出口电动门打开备用。

可由
运行人员通过“选择”按钮备用至A/C泵。

B泵输出指令自动跟踪选择泵的指令。

3）B泵作为A泵的备用泵时，A泵跳闸联锁启动B泵，输出指令自动升至跟
踪指令; A加热器高Ⅰ值，延时5s联锁启动B泵，输出指令自动升至跟踪指令。

4) B泵作为C泵的备用泵时，C泵跳闸联锁启动B泵，输出指令自动升至跟
踪指令; B加热器高Ⅰ值，延时5s联锁启动B泵，输出指令自动升至跟踪指令。

5）B泵未作为A泵的备用泵时，A泵跳闸,开A加热器事故疏水阀门。

6）B泵未作为C泵的备用泵时，C泵跳闸,开B加热器事故疏水阀门。

4.3 加热器事故疏水门更换为气动阀，加热器水位高后可迅速开启，避免
加热器因水位高解列。

5、整改方案运行效果
以上优化整改方案实施后，通过观察效果良好，CD加热器水位波动现象消失。

主要整改工作为对设备控制逻辑修改，改变设备控制方式，在不改变系统、尽量
减少设备变动的条件下，对系统进行运行方式优化，节省了设备投资，提升了首
站供热系统设备运行的安全性和稳定性。