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运行控制说明

鄂绒纺织园区动力车间工程

直接空冷凝汽器系统控制说明

审核：

校核：

编制：

山西科工龙盛科技有限公司

技术研发部

2010年10月

文件编号：

J01_EC1010_D6

版本号：

V01

一．概述

1.1系统布置

1.2系统的功能描述和设计

1.2.1概述

1.2.2空气移动系统的速度控制

1.2.3排气压力监视

1.2.4环境温度监视

1.2.5大气压力监视

1.2.6风速风向监视

1.2.7凝结水温度检测

1.2.8抽气温度监视

1.2.9ACC清洗系统

1.2.10抽真空系统

二．控制原理

2.1概述

2.2控制变量

2.3运行模式

2.3.1夏季/冬季运行

2.3.2自动/手动运行

2.4ACC启动

2.4.1环境温度

2.4.2启动前提

2.4.3ACC夏季启动

2.4.4ACC冬季启动

2.5正常运行

2.6部分负荷

2.7停止顺序

2.8回暖

2.9防冻保护

2.9.1顺流冷凝器的防冻保护

2.9.2抽气温度保护

三．过程信号

四．运行

4.1启动的准备

4.2ACC的启动

4.2.1夏季启动

4.2.2冬季启动

4.3正常运行

4.4部分负荷工况

4.5特殊运行工况

4.5.1ACC回暖

4.5.2凝结水防冻保护

4.5.3抽气温度防冻保护

4.6风机速度

一．概述：

1.1系统布置

每个机组ACC系统包括如下的设备：

2个蒸汽分配管

2排冷凝器，每排包括如下：

2个顺流管束单元

1个逆流管束单元

3个空气移动系统，包括风机，减速器和电机

1.2系统的功能描述和设计

1.2.1概述

ACC每台机组共有2排，6个风机单元和6台风机。

在每个管束中的翅片提供换热面积。

其中有4个顺流单元，2个逆流单元。

蒸汽经过排汽管道进入凝汽器，排汽管道连接汽轮机和蒸汽分配管道，蒸汽分配管与顺流管束的顶部集箱焊接在一起。

从汽轮机或汽轮机旁路来的蒸汽顺着蒸汽分配管进入凝汽器管束。

在顺流管束中，大部分的蒸汽被冷却，并且蒸汽和凝结水是同方向流动。

未被冷却的蒸汽经过凝结水集箱进入逆流管束，逆流管束单元将最后一部分蒸汽冷却。

在逆流管束中蒸汽和凝结水是以相反的方向流动。

风机将冷凝蒸汽所需要的冷空气吹向换热器翅片。

调节风速以实现有效的冷凝。

改变风机的速度可相应的增加或减少吹过换热器翅片的空气体积。

这样就实现了换热性能的改变。

监视环境温度可以保护ACC不被冻结。

测量抽气温度和凝结水水温度，并且当温度过低时由该温度来调节风机转速。

1.2.2风机系统的速度控制

每一排有3个风机单元，其中的第2个是逆流管束。

所有的风机都是由一个独立的变频器控制，每个风机的转速都可以单独控制。

每个变频器都由一个变频控制柜。

变频器的实际运行模式在主控制室的人机界面上被显示。

每台风机系统配备一个振动开关，当振动超过设定值时，整个ACC系统就被中断。

润滑油被加热并且减速箱润滑油通过润滑油泵循环。

如果润滑油压力太低，则油压开关动作，该空气移动系统被关闭。

1.2.3排汽压力监视

排汽压力在主排汽管道上测量。

改变ACC风机转速可以控制汽轮机排汽压力。

压力控制器通过控制风机的频率控制系统。

当检测到的排汽压力升高或降低时，风机转速也相应升高或降低，由此确保设定的运行条件。

3个压力传感器测量排汽压力，输出4-20mA模拟量信号送到控制系统。

此外还送到电厂控制系统，并在主控制室中被显示。

1.2.4环境温度监视

3个温度测量热电阻测量环境温度，输出Pt100信号被送到控制系统，还被送到主控制室，在那里被显示和记录。

超过或低于运行设定值是报警，并且主控制变量被改变。

1.2.5大气压力监视

压力测量装置测量大气压力，4～20mA压力信号被传到控制系统并传到主控制室，并被主控制室显示和记录。

它与控制系统的逻辑没有关系。

1.2.6凝结水温度检测

凝结水温度由在冷凝器每侧的凝结水集箱处被测量。

这些信号用于显示，过程逻辑连锁和临界工况警告。

1.2.7抽气温度监视

抽气温度在抽气管道上测量，温度测量在每排的抽真空总管道上被测量，所有输出Pt100信号都送到控制系统，都用于过程控制。

1.2.8ACC清洗系统

ACC有一个自动清洗系统，由自带的专用的控制箱控制。

清洗系统由一个高压水泵和2个可以横向和纵向移动的喷嘴。

独立的就地控制单元用于控制高压水泵和横向或纵向移动的喷口的梁。

高压水泵的控制柜直接安装在高压水泵滑轨的框架上，高压泵单元在汽机房中。

可移动的冲洗装置的控制单元装在框架上，喷口梁可横向或纵向移动。

这个系统的启动和停止就地完成。

单侧冷凝管束的清洗程序自动完全。

该清洗系统只需要提供一路电源即可。

1.2.10抽真空系统

抽真空系统包括2个水环真空泵，连接在逆流管束的上方和主排汽管道。

每个泵有一个密封液体循环水存储容器。

密封液体存储容器被液位监视并为相应的水环真空泵的液位提供一个固定的水液位。

消耗的水将由相联接的水管道自动补偿。

所有的水环真空泵有独立的制冷器，它被联接到一个通用的冷凝循环。

这样确保了在任何时候水的温度都不会达到蒸发的温度。

这个冷凝循环由一个水-水热交换器组成，它被连接到它的另一侧的冷凝水源。

二．控制原理

2.1概述

ACC系统内所有设备都是自动控制的。

ACC系统可以选择运行模式。

控制系统控制排汽压力，并防止逆流管束的出口结霜。

控制系统还防止凝结水过冷和抽气温度过冷。

在正常运行时排汽压力是控制系统的主控变量。

改变通过凝汽器的空气流量的控制排汽压力。

风机可以在最大转速和最小转速之间转动。

具体的过程控制请参见逻辑图。

ACC系统要防止凝结水和抽气温度发生过冷，当发生凝结水温度和抽气温度过冷时，就要及时地采取相应的保护措施。

此外，ACC系统在人机界面上显示设备的运行状态、故障和报警。

2.2控制变量

测量元件和开关用于提供模拟量和数字量给过程控制系统，过程控制时有以下输入：

排气压力AI

凝结水温度AI

抽气温度AI

环境温度AI

风机速度AI

风机减速机的润滑油压力开关DI

风机振动开关DI

三个压力传感器测量排气管道压力取均值。

压力控制器通过控制风机频率来控制系统，正常运行时，排汽压力是主控制变量，通过改变风机转速可以改变通过冷凝器换热片的空气流量，从而控制ACC性能。

当凝结水温度或抽气温度降到预先设定值以下，其相应的凝结水或抽气温度变为临时的主控制变量，这种温度控制意味只有受影响的排才是温度控制，其他排还是压力控制模式。

2.3运行模式

控制系统允许以下运行模式：

夏季运行

冬季运行

手动运行

自动运行

2.3.1夏季/冬季运行

依据环境温度，运行通常被分为两种，夏季（≥2℃）和冬季（＜2℃）。

在正常运行时，夏季和冬季是一样的。

排汽压力在任何时候都是主控变量。

在冬季运行时控制系统提供了几种防冻保护及ACC的关闭是和夏季不同的。

2.3.2自动/手动运行

操作员在HMI上可以选择或切换系统的运行模式。

在HMI上显示的当前的运行模式。

自动运行模式被定义为正常ACC运行工况，在自动运行时，所有的设备都必须打到远程控制模式。

如果操作员选择手动运行模式，自动控制功能和互锁功能不能实现，那么操作员将手动进行所有的动作。

2.4ACC启动

2.4.1环境温度

依据环境温度，运行工况分为两种，夏季（≥2℃）和冬季（＜2℃）。

在正常运行时，夏季和冬季是一样的。

排汽压力在任何时候都是主控变量。

控制系统提供了几种冬季运行时的防冻保护。

2.4.2启动前提

管道伴热运行（仅在冬季）

汽轮机轴封系统已运行

补水系统在运行

汽轮机旁路系统准备运行

汽轮机真空破坏关闭

抽气泵启动

主凝汽器系统启动

减速箱的润滑油温度在允许启动的范围内

减速箱润滑油足够

2.4.3ACC夏季启动

ACC夏季启动和冬季启动是不同的。

具体的启动顺序如下：

当ACC接收到从电厂主DCS来的ACC启动信号“ST.SEQUENCEORDON”或者操作员在人机界面上给出ACC控制系统的启动命令，并且所有风机变频器处于远程控制状态，这时ACC功能组就开启了。

同时抽真空系统已经运行，当ACC的背压从环境大气压降到30kPa（３个汽轮机排汽压力变送器送入DCS的信号的平均值）并持续10分钟（现场可调）以上，压力控制器被释放。

这时系统压力控制器的输出值可以送到每排的风机速度控制器了。

当风机的速度控制器得到的转速需求大于10%（5%~30%可调）时，启动所有排的逆流风机变频器：

（B组）

MAG10AN002

MAG20AN002

在启动风机单元时，首先启动该风机单元内的减速箱润滑油泵；

当系统收到“润滑油泵已启动”的反馈信号之后，启动该风机单元的变频器，并同时将转速需求送到变频器速度给定通道。

这时要将B组的风机的最高转速限制在60%以内。

当B组风机（MAG10AN002,MAG20AN002）速度>50%时，启动顺流风机单元C组：

MAG10AN003

MAG20AN003

同样的道理，启动风机变频器之前要启动该风机单元的减速箱润滑油泵。

当系统收到“润滑油泵已启动”的反馈信号之后，启动该风机单元的变频器，并同时将转速需求送到变频器速度给定通道。

这时要将C组的风机的最高转速限制在60%以内。

当C组风机（MAG10AN003,MAG20AN003）速度>50%时，启动顺流风机单元A组：

MAG10AN001

MAG20AN001

启动风机变频器之前要启动该风机单元的减速箱润滑油泵。

当系统收到“润滑油泵已启动”的反馈信号之后，启动该风机单元的变频器，并同时将转速需求送到变频器速度给定通道。

当所有风机都启动之后，所有风机的转速才可以同时上升到100%。

这时ACC的启动已经完成。

2.4.4ACC冬季启动

ACC冬季启动和夏季启动是有区别的。

具体的启动顺序如下：

环境温度<2℃，检测当前每排的凝结水温度和抽气温度。

当抽气温度>25℃,并且凝结水温度>34℃时，系统压力控制器的输出值可以送到每排的风机速度控制器，风机才可以启动。

启动顺序与夏季运行一样。

2.5正常运行

夏季的正常运行定义为汽轮机的100%负载，且ACC是压力控制，这就是意味所有风机都是平行运行的，各风机的转速稍有差异是为了避免谐振频率的产生。

冬季正常运行也是汽轮机100%负载，ACC也是压力控制.此外，ACC每排的抽气温度控制器和凝结水温度控制器是用来进行防冻保护的，这些温度控制器持续监测抽气温度和凝结水温度的。

2.6部分负荷

在夏季ACC压力控制器控制部分负载。

在冬季工况中，ACC也是压力控制的。

此外，ACC是由抽气温度和凝结水温度对其每排进行单独控制的。

这些温度控制器持续监测抽气温度和凝结水温度。

在冬季时低于最小蒸汽流量的部分负载运行是不允许的。

低负载的部分负载运行最小负载会在冷凝管束中产生结冰。

这会严重地降低ACC的性能并且会产生严重的后果。

当汽轮机负荷降低时，所有风机转速也相应的降低。

当所有风机的转速降低到50%，关闭A组风机单元。

如果风机转速继续降低，并且低于50%转速，则继续关闭C组风机。

当剩余运行的逆流风机转速降低到10%。

则关闭逆流风机B组，进而关闭ACC。

2.7停止顺序

ACC夏季和冬季的停止顺序是相同的。

风机的停止顺序和启动程序正好是相反的。

ACC系统启停曲线如下：

冬季ACC的停止顺序和夏季的停止顺序是相同的。

ACC的停机顺序与部分负荷工况相同，直到所有的风机都停止。

当所有的风机都停止，汽轮机立即停止向ACC进汽。

注意：

考虑到冬季管束有冻结的危险，冬季启动比夏季启动要有一个更加严格的工况。

冬季当系统处于手动运行的时候，汽轮机的蒸汽流量要保证大于2列运行的最小蒸汽流量。

如果最小蒸汽流量得不到满足，那么ACC就有冻结的危险。

当蒸汽流量低于最小流量时，ACC的风机必须立即停止，并且汽轮机立即停止向ACC进汽。

否则ACC有冻结的危险。

2.8回暖

在冬季，逆流管束的上部分会产生一层薄冰，这层薄冰会积累更多的冰，并形成一个很大的障碍物。

这就打乱了抽气的正常功能，每排冷凝器的逆流管束在冬季的时候应该被加热以溶解这层薄冰，自动加热的过程一层一层地自动产生。

回暖程序是自动执行的，并且周期性循环执行。

在回暖时有两个参数:

回暖时间（PLUSETIME10分钟）和相邻排回暖间隔时间（10分钟）。

只要环境温度<-2℃并且ACC运行时，加热程序立即有效。

10排首先开始回暖：

10排的逆流风机（10MAG10AN002）转速以10%/MIN的速率降低转速，并且保持停止10分钟，然后以10%/MIN的速率上升转速并回到原来状态。

在10排逆流管束回暖期间，顺流风机锁定转速，以恒定转速转动。

10排回暖结束后10分钟，20排开始回暖，回暖的程序同10排。

然后是10排，如此循环进行。

逆流风机设有反转功能，回暖时逆流风机可以手动投反转。

只要回暖的条件满足，回暖程序就开始执行。

当某列发生防冻保护时，该列的回暖程序立即结束，进行防冻保护。

2.9防冻保护

2.9.1顺流冷凝器的防冻保护

凝结水防冻保护比较值IN=MIN{两侧凝结水温度TX-R102-L，TX-R102-R}

设定值SP1=34℃

SP2=30℃

具体的防冻保护程序如下（所有列均相同）：

当环境温度<2℃并且IN

在保护过程中，如果凝结水温度并且凝结水温度>SP1+t（t是回差设置）,防冻保护取消，恢复压力控制。

如果降低风机转速并没有明显的温度回升，那么直到该排相应的风机转速<10%，则关闭相应的风机。

在关闭风机后，ACC的背压上升并且凝结水温度和抽气温度在设定值范围内，风机被重新启动。

2.9.2抽气温度保护

比较值：

抽气温度

设定值SP1=25℃

SP2=20℃

具体的防冻保护程序如下（所有列均相同）：

当环境温度<2℃并且抽气温度

当环境温度<2℃并且抽气

在保护过程中，如果抽气温度回升并且抽气温度>SP1+t（t是回差设置）,抽气防冻保护取消，恢复压力控制。

如果降低风机转速抽气温度没有明显的回升，那么直到该排相应的逆流风机转速<10%，则关闭风机。

在关闭风机后，ACC的背压上升并且凝结水温度和抽气温度在设定值范围内，风机被重新启动。

三．过程信号

本章节主要介绍在ACC在各种工况下的重要的信号和报警限制值。

需要更详细所谓信息请参见逻辑图和I/O清单。

所有的信号送往控制室并被实时监视。

信号

意思／控制动作／信号源

过程

标记

变频柜

风机变频器已运行

反馈

OFF

风机变频器已关闭

反馈

remoteoperation

风机变频器远程控制

反馈

用于ACC自动运行的释放信号

trip

风机变频器故障

报警

变频器故障

爆破片

爆破片断开触点

爆破片破裂

报警

要求操作人员有动作

环境温度

≥MIN1（２℃）

夏季运行模式

显示

＜MIN1（２℃）

冬季运行模式

显示

＜MIN2（-2℃）

逆流管束回暖程序开始温度

显示

排汽管道压力

＞MAX1

汽轮机跳闸

跳闸

由汽轮机厂家提供

＞MAX2

汽轮机背压过高

报警

由汽轮机厂家提供

＞MIN3（30kPA）

在ACC启动阶段2台真空泵同时运行

状态可视

＜MIN3（30kPA）

1台真空泵运行；

状态可视

凝结水温度

凝结水防冻保护设定值（34℃）

温度控制器覆盖压力控制器，顺流风机降速

显示

表明降低顺流风机转速的效果并不是很明显

报警

操作员要注意，检测系统是否存在泄漏

抽气温度

抽气温度防冻保护设定值（25℃）

抽气温度控制器覆盖压力控制器，逆流风机降速

显示

表明降低逆流风机转速的效果并不是很明显

报警

操作员要注意，检测系统是否存在泄漏

风机振动开关

MAX

风机振动过大

振动开关动作，风机停止

需要现场调试

减速箱润滑油温度

MAX1（70℃）

减速箱润滑油温度过高

报警

设备厂家提供设定点

MAX2（80℃）

润滑油温度高停机

停车

MIN1

减速箱润滑油温度过低

润滑油加热器启动

见润滑油要求，减速箱润滑油温控器上课设定

风机润滑油流量

流量过低

风机停止

厂家设定

四．运行

在每个运行模式（手动，自动；夏季，冬季；压力控制，温度控制）ACC都有如下运行级别。

预启动

启动运行

正常运行

部分负载运行

关闭运行

维护

非正常运行

紧急运行

4.1启动的准备

在ACC启动之前，必须就地检查所有的运行设备确定是启动需要的正确状态并且性能良好。

管道翅片和移动设备上没有障碍物。

所有的控制箱（MCC，变频柜等）打到远程控制端。

请特别注意以下事项：

阀门，管道，容器，和冷凝器翅片在正确状态。

泵和选转设备在正确的启动位置。

在人机界面上选择需要运行模式。

变频器上电，并选择远程控制端。

所有MCC上电并选择远程控制端

没有物体落在风机上

复位所有的振动开关

风机叶片不接触导风筒

风机保护装置就绪

减速箱是正确类型和有足够润滑油量

润滑油温度在允许启动的范围内

凝汽器翅片表面无污物

抽真空单元准备启动

真空泵密封液体可用

高压清洗装置准备启动

所有垫圈和密封物不泄漏

所有阀在正确的启动位置

凝结水泵准备启动

（冬季）管道伴热已运行（如有）

（冬季）仪表伴热电缆已运行（如有）

（冬季）电机被足够的预加热（根据厂家资料）

根据实测环境温度，控制系统将自动执行冬季或夏季的控制程序。

如果选择了自动运行模式，ACC的启动将自动执行。

注意:

一旦在人机界面上选择“手动运行模式”整个控制系统必须被手动操作。

手动运行应该只在试车和调试时使用。

在正常运行时自动运行模式是更经济也是首当其冲。

ACC系统不但可以全部手动，还能够实现局部手动。

4.2ACC的启动

系统的自动启动由电厂DCS给出启动信号；

系统的手动启动在人机界面上实现。

ACC控制系统包括两个不同的功能组：

-抽真空系统功能组

-ACC系统功能组

在电厂起机时，电厂DCS启动程序分别给出两个功能组的启动命令。

操作员可在人机界面上启动两个功能组。

不管以何种方式启动功能组，ACC自动运行在两种情况下都可能。

注意两个功能组在热机界面上选择自动运行模式。

如果在模式选择时选择手动运行模式，功能组被锁定，操作员需要在人机界面上运行所有的设备。

准备自动启动时下列动作必须在主控室中执行：

在人机界面上选择子菜单抽真空泵

选择主运行泵和备用泵。

选择ACC和水环真空泵的运行模式为自动模式

抽真空系统启动前确保汽机的轴封系统已经建立。

当电厂的启动顺序已经给出信号“抽真空功能组开启命令”时，执行下列动作：

所有水环真空泵运行抽真空（包括空冷凝汽器，排汽管道和凝结水箱）

这时电厂的启动顺序保持停止，直到收到反馈信号“抽真空泵已开启”。

然后执行以下启动步骤：

抽真空系统将在40分钟内把汽轮机背压降低到30kPa。

在这以前，下面的设备必须运行

凝结水补水系统

汽轮机排汽装置的凝结水液位控制

疏水泵

主凝结水泵

当抽真空系统把系统的背压降低到30kPa，真空泵的运行模式从“启动模式”转到“正常运行模式”，关闭其中的备用真空泵。

关闭主排汽管道抽真空隔离阀MAJ90AA010。

当电厂DCS给出“ACCSYSTEM-ORDORON”信号，两个不同的ACC启动顺序可能从这里开始。

4.2.1夏季启动

夏季运行是指环境温度≥2℃。

夏季运行时应有如下动作：

缓慢地增加进入ACC的蒸汽流量直到残留气体已被抽气系统ACC中抽走。

在这期间应该有如下动作发生：

所有的逆流风机（10MAG10/20/30AN002）启动；

逆流风机的转速迅速增加,最高转速为60%。

当风机（10MAG10/20/30AN002）转速>50%时，顺流风机顺序（10MAG10/20/30AN003）启动，并转速增加，最高转速为60%。

当风机（10MAG10/20/30AN003）转速>50%时，顺流风机顺序（10MAG10/20/30AN001）启动。

所有风机启动，转速同时升高；

汽轮机达到额定负荷，系统稳定。

4.2.2冬季启动

冬季运行是环境温度<2℃

冬季运行时应有如下动作：

缓慢地增加进入ACC的蒸汽流量直到残留气体已被抽气系统ACC中抽走。

在这期间以下动作应该发生：

抽气温度逐渐上升并高于设定值，TX-R103>25℃；

逆流风机（10MAG10AN002，10MAG20AN002）启动；

逆流风机转速迅速增加，最高60%；

同时凝结水温度（TX-R102-L/R）升高并超过设定值34℃

当凝结水温度>34℃，并且逆流风机MAG10AN002和MAG20AN002的风机转速>50%，顺流风机MAG10AN003MAG20AN003启动，转速增加，最高60%。

当顺流风机MAG10AN003和MAG20AN003的风机转速>50%，顺流风机MAG10AN001MAG20AN001启动。

当所有风机都启动，转速同时升高到100%。

汽轮机荷载稳定，系统稳定。

4.3正常运行

当汽轮机的负载稳定之后，所有风机的转速几乎都是相同的。

当汽轮机的负荷有波动时，所有风机的转速也会相应的增加或降低。

4.4部分负荷工况

汽轮机负荷降低，风机的转速也会降低。

夏季运行时，ACC不存在防冻问题，随着进入ACC系统蒸汽量的降低，所有风机同时降低转速。

冬季运行时，就需要相应地关闭某些风机，保证凝汽器不被冻结，如下：

当汽轮机负荷降低时，所有风机转速也相应的降低。

当所有风机的转速降低到50%，A组风机单元关闭。

如果风机转速继续降低，并且低于50%转速，C组风机关闭。

当剩余运行的逆流风机转速降低到10%，逆流风机B组关闭，进而ACC关闭。

4.5特殊运行工况

4.5.1ACC回暖

只要环境温度<-2℃并且ACC运行时，加热程序立即有效。

10排首先开始回暖，回暖10分钟，回暖结束后10分钟，20排开始回暖。

循环进行。

4.5.2凝结水防冻保护

当环境温度<2℃并且凝结水温度<34℃时，该排顺流风机降低转速。

当环境温度<2℃并且凝结水温度<30℃时，系统

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