給水泵Z小流量數控技術研究與應用

　　一、數控計算試驗
　　
　　根據離心水泵的相似理論，離心水泵的轉速n、揚程H及流量Q的關系為：
　　利用泵的比例律可對2臺同型號給水泵之間的流量、轉速、揚程等性能參數進行換算，也可對1臺給水泵不同轉速下的流量、轉速、揚程等性能參數進行換算。將已知的給水泵轉速、入口壓力、出口壓力等參數輸入到數學模型中，通過計算程序得到在不同轉速下給水泵的流量，據此控制給水泵zui小流量閥。
　　
　　以鐵嶺發電廠300MW機組2A汽動給水泵（汽泵）為例，給水泵計算流量由PLC的DI量通過控制程序動態計算得到。汽泵試驗主要測點布置如圖1所示，其計算流量和孔板流量測試結果見表1。　　
　　二、誤差分析
　　
　　由表1可見，給水泵zui高轉速5453r/min，zui低轉速3630r/min，轉速變化1863r/min，約占工作轉速變化范圍差值（5600～3100r/min）的72.9％；通過給水泵的zui高流量461.8t/h，zui低流量172.6t/h，流量變化289.2t/h，約占工作流量變化范圍差值（550～160t/h）的74.2％；計算流量與孔板流量zui大比較誤差為17.8t/h（值，下同），zui大計算流量相對誤差約為±2.54％該電廠2號機組2臺汽泵在單獨運行或并列運行時的給水泵孔板流量測量結果見表2。　　
　　汽泵正常運行時，由于給水泵流量孔板安裝在出口逆止閥后，因此給水泵流量應為主給水流量與過熱器減溫水流量之和，兩者之差為孔板流量測量誤差。由表2可見，平均每臺泵的孔板流量測量誤差（包含主給水流量、過熱器減溫水流量及給水泵流量3個流量孔板測量誤差之和）zui大可達到70.3t/h，zui小為30.3t/h。通常300MW以上機組流量孔板測取給水流量誤差在20～50t/h，即給水流量孔板測量相對誤差在2.86％～7.14％，而計算流量zui大相對誤差約為2.54％，計算流量的誤差較小。因此，可采用理論計算取代用流量孔板測量獲取給水泵流量，控制給水泵zui小流量閥開關。
　　
　　三、可靠性分析
　　
　　為了及時掌握汽泵的運行狀態，確保給水泵轉速變化時zui小流量閥動作正確，其控制程序中設計了給水泵流量特性在線監測功能，當給水泵流量超出工作區，將發出提示調整給水泵流量工況點，保證其始終在區運行。
　　
　　給水泵流量是根據其入口壓力、出口壓力和轉速等多個參數計算得來，如果輸入信號有誤或計算參數超出擬合函數界限，則流量計算值會出現不可信數值。對此，控制程序中設計了多項輔助判斷和濾波功能：當被檢測的參數在動作值范圍之內，立即發出zui小流量閥開啟指令；當出現不可信數值，將立刻尋找可替代數據進行對比分析。必要時還可將zui小流量閥切為手動控制，待故障排除后，重新投入自動控制狀態。
　　
　　四、實施效果
　　
　　用計算流量取代孔板流量，消除了流量孔板造成的節流損失，提高了泵組效率。鐵嶺發電廠300MW機組和國電莊河電廠600MW機組汽泵流量孔板節流損失見表3。　　
　　由表3可見，鐵嶺發電廠300MW機組297MW負荷時，汽泵流量為423t/h，取消流量孔板后泵組耗功減少約19kw/h；莊河電廠600MW機組520MW負荷時，汽泵流量為811t/h，取消流量孔板后泵組耗功減少約18kw/h。