1．前言
廣州珠江電廠裝機容量為4×300MW，三大主機均為哈爾濱動力集團提供。#1機組投產于1993年，MCS控制系統由美國西屋公司的WDPF-II分散控制系統構成。因原有的系統不具備調節回路自動投自動的功能，給水控制沒有考慮汽泵跳閘事故工況下電泵的自動調節。在機組的運行過程中，如果遇到汽泵跳閘工況，運行人員只能手動干預調節汽包水位，水位調節品質較差；為了機組的安全，有時不得不采取切磨、減負荷的方法防止汽包水位超限跳爐。這樣導致整個機組參數波動，運行人員手忙腳亂，勞動強度、心理負擔較大。因此，電廠強烈要求增加給水事故工況下的調節功能。
此次#1機組DCS改造，采用上海新華控制工程有限公司的XDPS-400分散控制系統，從軟硬件上提供了解決這個問題的可能。
2．設計思想
機組在正常運行過程中發生汽泵跳閘的工況，對汽包水位調節而言屬于給水流量內擾。自動調節回路設計的目的就是要快速消除汽泵跳閘引起的給水流量內擾，調節給水流量迅速恢復到汽泵跳閘前的水平，使得汽包水位不致波動過大。
3．控制回路設計
3．1汽泵跳閘時，運行汽泵的調節
汽泵跳閘初期，電泵尚未啟動，還沒有流量，給水流量急劇減少，但汽包水位還沒有明顯下降。此時需迅速將另一臺汽泵的轉速提起，補償因汽泵跳閘引起的給水流量的減少。在實現上，有兩種方法：
（1）給水泵轉速調節做平衡算法（BALANCE）
采用平衡算法的優點是：當一臺給水泵跳閘后，余下的給水泵轉速會迅速自動增加，保持總的出力不變。但也存在一個問題；指令平衡中引用了電泵的勺管指令，而電泵在備用時，調整勺管位置并不改變電泵出力（因此時電泵還未啟動），此時平衡算法起作用會引起給水流量的擾動從而引起汽包水位擾動。
（2）給水泵流量做平衡算法
各臺泵設計流量調節內回路，兩臺汽泵之間設置流量平衡回路。給水三沖量調節器輸出一個給水流量指令到運行的給水泵，流量調節回路負責將泵的出力調節到要求的流量，使得每臺泵流量均衡。當一臺汽泵跳閘時，另一臺汽泵的給水流量指令系數自動增加為原來的兩倍，補償總給水流量的損失。給水流量指令的切換設有一定的速率，防止汽泵轉速擾動過大導致MEH退出給水自動，同時又要迅速補償總給水流量的缺口。
3．2電泵的聯動及調節
正常運行時，兩臺汽泵運行，電泵停止，電泵出口、入口門全開，電泵處于備用狀態。電泵勺管預先置在一定的位置，以便電泵聯啟后能迅速的帶上負荷，縮短啟動時間。該位置可參考機組正常運行工況下（通常在240MW左右），單臺給水泵流量所對應的電泵勺管位置確定，目前定在50%左右。
當汽泵跳閘時，由SCS邏輯馬上聯啟電泵。同時，記錄下此時給水三沖量調節器的給水流量指令。電泵聯啟成功后，其勺管位置馬上跟蹤到汽泵跳閘時流量指令所對應的電泵勺管位置，使得電泵能快速補償因汽泵跳閘造成的總給水流量的缺口。當勺管位置到達跟蹤值附近后，解除跟蹤并將勺管投入自動，參與給水調節。
3．3電泵聯啟后，汽泵的恢復
當電泵聯啟成功并投入自動后，電泵已具備給水自動調節的能力，此時應恢復汽泵的正常調節，將送到該汽泵的給水指令系數恢復到原來的數值。同樣，恢復的過程也需設有一定的速率，既要防止汽泵轉速擾動過大，又不致進入汽包的給水過多，汽包水位反超的過高。
至此，整個汽泵聯動電泵過程結束，給水調節恢復正常。
4．試驗情況
為安全起見，整個給水擾動試驗分兩步進行。
1）機組負荷180MW時的擾動試驗
通過180MW負荷下的給水擾動試驗，觀察給水的調節情況，為下一步在高負荷下試驗打好基礎；同時，降低試驗風險，不會因為汽包水位的波動引起機組跳爐的危險。試驗工況：機組負荷180MW，穩定運行；兩臺汽泵運行，電泵處于備用；跳閘B小機，聯啟電泵參與給水調節。汽包水位波動：-57mm，63mm。
通過試驗情況，發現給水流量恢復較慢（51秒），導致汽包水位下降較大；給水流量恢復到跳閘前水平后，反沖較大，且回調時間較長，結果又導致汽包水位超調過大。按照這個試驗結果，在240MW負荷下做給水擾動試驗，汽包水位將會下降100mm左右；同樣，水位上調也會過大。如果機組負荷更高，水位波動將更為劇烈。
分析試驗曲線，汽泵跳閘時，另一臺汽泵升速很快，而電泵升速較慢，電泵壓頭被汽泵壓住使得電泵流量增長放慢，zui小流量再循環閥關閉較晚，電泵出水不及時，總給水流量恢復緩慢；當汽泵轉速下降后，電泵流量增加，zui小流量閥打開，使得給水流量猛增；而電泵調節滯后，水量回調較慢，導致汽包水位上調較高。
因此，修改電泵調節子回路，將電泵投入自動后流量內回路的無擾切換速度加快，由原來的2~3分鐘減小為半分鐘左右，使電泵調節能迅速跟上給水指令。同時，在不影響給水泵安全運行的前提下，將再循環閥關閉的流量定值減小，使得給水泵能迅速打出流量。
2）機組負荷240MW時的擾動試驗
在對給水調節回路作了適當的調整后，進行了高負荷下的給水擾動試驗。試驗工況：機組負荷240MW，穩定運行；兩臺汽泵運行，電泵處于備用；跳閘B小機。試驗曲線見附圖一。可見，事故工況下，給水調節品質得到了很大的提高，給水流量恢復時間縮短為16秒左右，汽包水位上下波動-47mm~33mm。
5．結論
經過完善后的給水控制回路經受住了單臺汽泵跳閘這樣的事故工況考驗，并且達到了理想的控制品質，大大減輕了運行人員在這樣的事故工況下的勞動強度，增強了機組事故工況的處理能力。為機組安全、穩定運行奠定了堅實的基礎。
