CN112483425B - 一种定速给水泵调压装置及运行方法 - Google Patents

一种定速给水泵调压装置及运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种定速给水泵调压装置及运行方法，装置包括给水管道、启动给水管道以及除氧器，除氧器设置在给水管道和启动给水管道的起始端，3号高压加热器设置在给水管道和启动给水管道的末端；给水管道上沿介质流向依次设置第一电动闸阀、汽动给水泵前置泵、汽动给水泵、第一压力变送器、第一温度变送器以及第二电动闸阀；启动给水管道上沿介质流向依次设置第三电动闸阀、电动定速给水泵、第二压力变送器、第二温度变送器、第四电动闸阀和第一气动调节阀；能解决电动定速泵扬程过高的问题，该装置既能调节启动给水管路的压力，又能调节主给水管路的压力，使汽动给水泵能够顺利并网，且不影响电厂的正常运行。

Description

一种定速给水泵调压装置及运行方法
技术领域
本发明属于汽轮发电机机组运行技术领域，具体涉及一种定速给水泵调压装置及运行方法。
背景技术
当泵安装在一定的管路中工作时，实际的工作状态不仅取决于泵本身的性能曲线，还取决于整个管路的特性曲线。这两条曲线的交点决定了泵在管路系统中的运行工况。在管路特性曲线相同的装置系统中，对于不同的泵，其工作点是不同的。定速泵和调速泵的工作点就有很大的差别，从而使流量、扬程、效率不同。
定速给水泵在给水系统中一般为离心式，其工作原理是利用旋转产生的离心力使流体获得能量。它是通过一定功率的电动机带动泵以一定转速转动，使流体得到一定的压能和动能。调速给水泵装有液力偶合器，可以将汽动泵和前置泵联系在一起，通过汽轮机为其提供动力源，通过调节汽轮机转速来调节调速泵转速、功率和扬程，从而实现无极调速。
在火力发电厂中，为了能提高机组的发电量，主给水泵一般设置为汽动调速给水泵。汽动给水泵扬程高，汽蚀余量大，因此要选择启动给水泵来克服汽蚀余量大的问题。为了降低造价，启动给水泵一般为电动定速泵。当启动泵扬程过高时，会对给水系统带来不利影响，会造成主给水泵无法进入给水系统。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术方案的不足，提供了一种定速给水泵调压装置及运行方法，在电动定速泵后设置调节压力调节阀，使电泵出口压力与主泵出口压力匹配，能解决电动定速泵扬程过高的问题，该装置既能调节启动给水管路的压力，又能调节主给水管路的压力，使汽动给水泵能够顺利并网，且不影响电厂的正常运行。
为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案：一种定速给水泵调压装置，包括给水管道、启动给水管道、除氧器、汽动给水泵以及电动定速给水泵；
除氧器设置在给水管道和启动给水管道的起始端，3号高压加热器设置在给水管道和启动给水管道的末端；给水管道上沿介质流向依次设置第一电动闸阀、汽动给水泵前置泵、汽动给水泵、第一压力变送器、第一温度变送器以及第二电动闸阀；
启动给水管道上沿介质流向依次设置第三电动闸阀、电动定速给水泵、第二压力变送器、第二温度变送器、第四电动闸阀和第一气动调节阀；
第一电动闸阀、第二电动闸阀、第三电动闸阀、第四电动闸阀以及第一气动调节阀的控制信号输入端连接热控DCS系统的输出端，第一压力变送器和第二压力变送器均连接热控DCS系统的输入端。
定速给水泵的出口还连通另一个机组的3号高压加热器的入口。
汽动给水泵、汽动给水泵前置泵以及定速给水泵的入口处均设置滤网。
汽动给水泵前置泵至汽动给水泵的给水管道上设置有流量测量装置，汽动给水泵前置泵和汽动给水泵采用液力耦合器连接，汽动给水泵前置泵和汽动给水泵的动力源为驱动给水泵汽轮机。
第二电动闸阀之前还设置第一逆止阀。
第三电动闸阀后连通来自另一个机组除氧器出口的启动给水管道。
第四电动闸阀之前设置第二逆止阀；第二逆止阀的出口连通另一个机组的给水再循环管道。
基于本发明所述定速给水泵调压装置的运行方法，具体如下：
机组启动时，先打开第四电动闸阀和第一气动调节阀；当压力升高到热平衡所需的设定值时，打开第一电动闸阀和第二电动闸阀；第一压力变送器的信号实时反馈到热控DCS系统；
当第一压力变送器与第二压力变送器所测的压力有偏差时，通过热控DCS系统调节第一气动调节阀的开度，进入定速给水泵的流量变化，定速给水泵出口压力随即发生变化；
当第一压力变送器与第二压力变送器所测的压力匹配时，通过热控DCS系统关闭第三电动闸阀、四电动闸阀和第一气动调节阀，定速给水泵退出运行。
第一电动闸阀与第二电动闸阀连锁，同开同关；第一电动闸阀与第三电动闸阀连锁，第三电动闸阀打开，第一电动闸阀关闭；第三电动闸阀与第四电动闸阀连锁，同开同关。
两台机组共用一个定速给水泵。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述装置的系统简单，在电动定速给水泵后设置气动调节阀，既可以实现调节启动给水管路系统压力；汽动给水泵可以通过汽轮机调节转速，从而调节主给水管路压力，并与启动给水管路压力匹配，顺利并网；还避免定速给水泵采用耦合器而增加费用和工程造价的问题；汽轮机和耦合器的费用少则百万，多则上千万；本工程增加一个调节阀即可以实现电动给水泵出口压力可控，投资少，全程可控。
本发明所述运行方法的控制逻辑简单，给水管路和启动给水管路的阀门能实现连锁控制，在运行过程中实时采集压力信号，根据所得实际压力对给水管路和启动给水管路的压力进行匹配，通过调节第一气动阀的开度实现定速给水泵的流量改变，直到压力匹配后主泵即可并网，定速给水泵退出运行，有助于节省费用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明与电厂DCS系统连接的示意图。
图中，1-汽动给水泵；2-液力耦合器；3-汽动给水泵前置泵；4-除氧器；5-电动定速给水泵；6-第一电动闸阀；7-滤网；8-流量测量装置；9-滤网；10-第一逆止阀；11-第二电动闸阀；12-第三电动闸阀；13-第二逆止阀；14-第四电动闸阀；15-第一气动调节阀；16-第一压力变送器；17-第一温度变送器；18-第二压力变送器；19-第二温度变送器；20-滤网；21-热控DCS系统。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
以下结合附图和具体实施方式对本申请具体内容进行详细说明。
如图1所示，本发明的定速给水泵调压装置，包括汽动给水泵1、液力耦合器2、汽动给水泵前置泵3、除氧器4以及电动定速给水泵5；除氧器4的出口连通给水管道和启动给水管道，除氧器4设置在给水管道起始端，3号高压加热器设置在给水管道末端；汽动给水泵前置泵3、汽动给水泵1按给水流动方向依次设置在给水管道上。
除氧器4设置在启动给水管道的起始端，电动定速给水泵5设置在启动给水管道上，即电动定速给水泵5与汽动给水泵1和汽动给水泵前置泵3并联布置。
除氧器4将水加热到对应除氧器工作压力下的饱和温度，除去溶解于给水的氧及其它气体，防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀。
汽动给水泵1安装于给水管道上用于将除氧器中的除盐水升压并使其能顺利进入超高压锅炉一种装置，为锅炉提供循环介质的一种装置。
汽动给水泵前置泵3安装于汽动给水泵前的一种装置。为汽动给水泵提供克服汽蚀余量的压头。
液力耦合器2为汽动给水泵与汽动给水泵前置泵中间的一种传递动能的装置，可改变转速，有助于节省能源。
电动动定速给水泵5：汽轮机发电机组和锅炉启动时是个渐进过程，流量由少到多，其工作流量不在汽动给水泵1工作范围内，需要电动定速泵来弥补其小流量的启动需求，有部分电动泵还可以当备用泵，当汽动给水泵故障时，可带部分负荷运行。
电动定速给水泵5至3号高压加热器的管路上设置有第一气动调节阀15，第一启动调节阀为电动定速给水泵5的调压装置。
除氧器4至汽动给水泵前置泵3的低压给水管道沿介质流向依次设置有第一电动闸阀6和第一滤网7；电动闸阀6与热控DCS系统21的输出端连接。汽动给水泵1的出口至3号高压加热器的管路上设置第二电动闸阀16；除氧器4的出口至电动动定速给水泵5入口管道上沿介质流向设置第三电动闸阀和第三滤网20；第一电动闸阀6与第二电动闸阀11连锁，同开同关；第一电动闸阀6与第三电动闸阀12连锁；第三电动闸阀12打开，第一电动闸阀6关闭；实现电动定速给水泵5与汽动给水泵1的切换。
汽动给水泵前置泵3至汽动给水泵1的中压给水管道上设置有流量测量装置8；流量测量装置8连接热控DCS系统21的输入端，热控DCS系统21的输出端连接给水泵汽轮机控制信号输入端，通过热控DCS系统21调节给水泵汽轮机转速，实现汽动给水泵流量与热平衡的设定值匹配。
汽动给水泵1至3号高压加热器的主给水管道沿介质流向依次设置有第一压力变送器16、第一温度变送器17和第二电动闸阀11；第二电动闸阀11与第一电动闸阀6连锁，同开同关。第一压力变送器16和第一温度变送器17均与热控DCS系统21的输入端连接，第一压力变送器16与热控DCS系统21中的设定值发生偏差时，热控DCS系统21将通过信号调节给水泵汽轮机，使其改变转速，进而调节汽动给水泵1出口压力。
除氧器4至电动定速给水泵5给水管道沿介质流向依次设置第三电动闸阀12；第三电动闸阀12与第一电动闸阀6连锁，第三电动闸阀12打开，第一电动闸阀6关闭。实现电动定速给水泵5与汽动给水泵1的切换。
电动定速给水泵5至3号高压加热器的启动给水管道沿介质流向依次设置有第二压力变送器18、第二温度变送器19、第四电动闸阀14和第一气动调节阀15；第四电动闸阀14与第三电动闸阀12连锁，同开同关，实现电动定速给水泵5与汽动给水泵1的切换。第二压力变送器18与热控DCS系统21连接，第二压力变送器18与第一气动调节阀15连锁，当启动给水管路与主给水管路压力不匹配时，调节第一气动调节阀15的开度，进而调节系统阻力，使启动给水管路出口压力快速匹配主给水管路压力，可以使汽动给水泵实现快速并网。
如图2所示，本发明所有管道上的电动阀门、温度变送器以及压力变送器均接入电厂的热控DCS系统21，实现远程在线同步监控，能进行自动控制和调节。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (9)

1.一种定速给水泵调压装置，其特征在于，包括给水管道、启动给水管道、除氧器（4）、汽动给水泵（1）以及电动定速给水泵（5）；
除氧器（4）设置在给水管道和启动给水管道的起始端，3号高压加热器设置在给水管道和启动给水管道的末端；给水管道上沿介质流向依次设置第一电动闸阀（6）、汽动给水泵前置泵（3）、汽动给水泵（1）、第一压力变送器（16）、第一温度变送器（17）以及第二电动闸阀（11）；
启动给水管道上沿介质流向依次设置第三电动闸阀（12）、电动定速给水泵（5）、第二压力变送器（18）、第二温度变送器（19）、第四电动闸阀（14）和第一气动调节阀（15）；
第一电动闸阀（6）、第二电动闸阀（11）、第三电动闸阀（12）、第四电动闸阀（14）以及第一气动调节阀（15）的控制信号输入端连接热控DCS系统（21）的输出端，第一压力变送器（16）和第二压力变送器（18）均连接热控DCS系统（21）的输入端；汽动给水泵前置泵（3）至汽动给水泵（1）的给水管道上设置有流量测量装置（8），汽动给水泵前置泵（3）和汽动给水泵（1）采用液力耦合器（2）连接，汽动给水泵前置泵（3）和汽动给水泵（1）的动力源为驱动给水泵汽轮机；第三电动闸阀（12）与第一电动闸阀（6）连锁，第三电动闸阀（12）打开，第一电动闸阀（6）关闭；第四电动闸阀（14）与第三电动闸阀（12）连锁，同开同关；第二压力变送器（18）与第一气动调节阀（15）连锁，当启动给水管路与主给水管路压力不匹配时，调节第一气动调节阀（15）的开度，使启动给水管路出口压力匹配主给水管路压力，使汽动给水泵实现并网。
2.根据权利要求1所述的定速给水泵调压装置，其特征在于，定速给水泵（5）的出口还连通另一个机组的3号高压加热器的入口。
3.根据权利要求1所述的定速给水泵调压装置，其特征在于，汽动给水泵（1）、汽动给水泵前置泵（3）以及定速给水泵（5）的入口处均设置滤网。
4.根据权利要求1所述的定速给水泵调压装置，其特征在于，第二电动闸阀（11）之前还设置第一逆止阀（10）。
5.根据权利要求1所述的定速给水泵调压装置，其特征在于，第三电动闸阀（12）后连通来自另一个机组除氧器出口的启动给水管道。
6.根据权利要求1所述的定速给水泵调压装置，其特征在于，第四电动闸阀（14）之前设置第二逆止阀（13）；第二逆止阀（13）的出口连通另一个机组的给水再循环管道。
7.基于权利要求1所述定速给水泵调压装置的运行方法，其特征在于，具体如下：
机组启动时，先打开第四电动闸阀（14）和第一气动调节阀（15）；当压力升高到热平衡所需的设定值时，打开第一电动闸阀（6）和第二电动闸阀（11）；第一压力变送器（16）的信号实时反馈到热控DCS系统（21）；
当第一压力变送器（16）与第二压力变送器（18）所测的压力有偏差时，通过热控DCS系统（21）调节第一气动调节阀（15）的开度，进入定速给水泵（5）的流量变化，定速给水泵出口压力随即发生变化；
当第一压力变送器（16）与第二压力变送器（18）所测的压力匹配时，通过热控DCS系统关闭第三电动闸阀（12）、四电动闸阀（14）和第一气动调节阀（15），定速给水泵（5）退出运行。
8.根据权利要求7所述的定速给水泵调压装置的运行方法，其特征在于，第一电动闸阀（6）与第二电动闸阀（11）连锁，同开同关；第一电动闸阀（6）与第三电动闸阀（12）连锁，第三电动闸阀（12）打开，第一电动闸阀（6）关闭；第三电动闸阀（12）与第四电动闸阀（14）连锁，同开同关。
9.根据权利要求7所述的定速给水泵调压装置的运行方法，其特征在于，两台机组共用一个定速给水泵（5）。
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