中图分类号：TM621        文献标识码：A

Influence of single feed-water pump on thermal control system and optimization measures thereof

【Abstract 】：For the ultra supercritical 1000 MW unit in Guohua Yongzhou Power Plant ,its feed-water pump is optimized in single –line arrangement that put into commercial operation. Byanalyzing and summarizing the characterisitics of the single-line arrangement scheme for feed-water pump, the control system was optimizedstep by step. After the optimization,the system security,reliability,stability and convenience during operation and maintenance were dramatically improved.

【Keywords】：Ultra supercritical  Single  row configuration  Thermal control system

1.引言

传统机组通常配置两台汽动给水泵，而采用单台高效100%容量汽动给水泵的配置方案，能够有效降低厂用电率，已在国际上得到广泛应用^【1】。国华永州新建百万超超临界机组采用了单列给水泵组且不配置电泵的优化方案。然而，单台给水泵的配置对热工控制系统提出了更高的要求，需要对控制策略和系统进行深入优化。

2.单台汽动给水泵对控制系统的影响

将汽动给水泵组从双列配置改为单列配置，简化了热力系统，减少了执行机构、振动、压力（差压）、温度检测装置、油站等设备的数量。受控对象的减少导致控制策略发生变化，如MFT、RB等。单台给水泵组的跳闸可能导致机组跳闸，影响机组的安全、稳定和经济运行。因此，要求汽动给水泵组的设备和控制系统具有更高的可靠性、准确性和合理性，需要对仪表和控制系统进行深度优化。

3.就地测量装置及执行器的优化

就地测量装置及执行器处于控制系统的最低层，可从测点设置、提高测点和设备的可靠性，以及增加测点数量和设备的冗余性等方面进行优化。

（1）适当增加辅助测点和设备，筛选出测量更具有代表性和预见性的测点位置。如：增加油箱油位的连续测量点，设置油位异常报警；增加回油系统的温度连续监测和回油温度的就地测点。

（2）提高单一测点和设备的可靠性。适当增大执行器的力矩裕量，并保证执行器在失电时控制系统发出报警。提高对设备的要求，扩大进口设备范围，如执行器要求进口设备。就地的开关、变送器以及测量回路以方便独立检修，还可增加在线试验测点。采用高等级的密封接线盒等，严谨共用任何电缆。

（3）增加测点和设备的冗余性，如，转动机械的轴承温度元件采用三重冗余绝缘配置；主要参数的变送器和开关采用三重冗余。电源配置双冗余，能够进行在线的无扰切换，电源能远方报警和复位。将汽动给水泵组从双列配置改为单列配置，简化了热力系统，减少了执行机构、振动、压力（差压）、温度检测装置、油站等设备的数量。受控对象的减少导致控制策略发生变化，如MFT、RB等。单台给水泵组的跳闸可能导致机组跳闸，影响机组的安全、稳定和经济运行。因此，要求汽动给水泵组的设备和控制系统具有更高的可靠性、准确性和合理性，需要对仪表和控制系统进行深度优化。

4.DCS控制系统对此的优化

由于机组只有一台给水泵，故该泵在锅炉点火前就已经启动，在锅炉点火后视蒸汽参数情况可适时将启动汽源切回本机组的冷再热汽源，以减少启动过程中的能耗，整个运行过程中，给水泵始终作为一个随动系统交由DCS遥控，极大地简化了给水自动控制策略，同时DCS对给水泵的重要性也突显出来，其重点是控制站功能分配原则和控制站内测点及控制对象分配原则的优化。DCS的规模和控制任务、功能、负载能力，以及内存、CPU等级、主频、通讯速率和带I/O点的能力有关，DCS控制器、系统通讯网络、电源、操作员站、I/O卡件应采用冗余配置等^【2】。

DCS控制站的功能可按功能或工艺控制对象2种方式划分。按功能控制站组态较方便，但功能分配负荷均匀性差，数据通讯量大，信号交叉较多，有可能会出现通讯错误和网络堵塞。按工艺对象划分，可使控制站对同一控制对象实现数据采集、顺序控制、闭环控制等全过程、全功能控制。永州超超临界百万机组准备按照第二种分配方案实施。根据机组设备的互备、承担总负荷百分比情况，将风险分散。该方案将同类相互支持的控制系统分散到不同的控制站内，以减少故障率。将单列给水泵组的重要信号分配到不同控制站内，可防止因控制系统局部故障而使汽动给水泵组出现跳闸，导致机组跳闸。

站内测点分配遵循风险分散的原则，将双重或三重冗余信号以及互备信号引入不同的卡件系统自身电源和故障信号通过不同的站进行循环监测。

在优化DCS（分布式控制系统）控制策略时，以下措施可显著提升系统的可靠性、响应速度和用户体验：

（1）远程联锁保护与监控：

将关键设备（如油站）的控制方式从原地控制和远程监视，优化为远程联锁保护和监控；通过远程联锁保护，可在设备出现异常时自动切断或调整运行状态，防止故障蔓延，确保系统安全；远程监控功能使操作员能够实时获取设备运行状态，及时发现并处理潜在问题，提高系统的可靠性和响应速度。

（2）测点品质判断引入：

在测量系统中引入测点品质判断机制，确保采集数据的准确性和可靠性；通过对测点数据进行质量评估，避免因数据异常导致的误动作或拒动作，提升控制系统的稳定性；在数据采集和处理过程中，采用先进的算法和技术，如数字信号处理（DSP）技术，减少数据采集和处理的时间，提高系统响应速度。

（3）闭环调节品质提升：

优化闭环控制算法，提升调节精度和响应速度；采用先进的控制策略，如PID控制、模糊控制或预测控制，减少计算时间，提高系统的响应速度；通过精细调整控制参数，减少系统的超调和振荡现象，确保系统在各种工况下均能保持精准、可靠的运行状态。

（4）人机界面优化：

设计直观、易操作的人机界面，方便操作员实时监控和调整系统参数；通过图形化显示重要参数和趋势，提升操作员对系统状态的感知能力；优化界面布局，减少操作员的工作负担，提高工作效率。

（5）重要保护信号的声光报警功能：

在关键保护信号前设置一级声光报警功能，确保操作员在第一时间内察觉到潜在风险；通过多级报警机制，及时传递故障信息，指导操作员采取相应措施；根据报警的优先级和严重程度，采用不同的声光提示方式，避免信息过载，确保报警信息的有效传达。

通过以上优化措施，可有效提升DCS控制系统的性能，确保工业自动化过程的高效、稳定运行。

5.结束语

随着电力行业对机组运行效率和安全性的要求日益提高，单台汽动给水泵组的热工控制系统设计显得尤为重要。在设计过程中，需充分借鉴以往工程建设和生产经验，深入分析设备特性和运行规律，确保控制系统的可靠性和准确性。通过优化控制策略和系统配置，能够有效提升机组的安全性、稳定性和经济性。展望未来，随着智能化技术的不断发展，热工控制系统将更加智能化和自动化，进一步提升机组的运行效率和安全水平。因此，持续关注新技术的应用和发展趋势，对于提升机组的整体性能具有重要意义。

参考文献：

[1] 冯伟中.欧洲超超临界机组的发展和启示[J].华东电力，2008（2）.

[2] 况波，段宗周.600MW等级机组主要辅机单列配置方案探讨[J].电力勘测设计，2012（3）