汽动给水泵控制及保护系统升级改造

汽动给水泵控制及保护系统升级改造

刘澈

河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北省 唐山市 063611

摘要：在发电厂中给水泵对电厂的整个给水系统具有重要作用，一旦给水泵出现故障将会影响到原有作用的发挥，因此开展控制及保护系统升级改造工作显得尤为重要。汽动给水泵常见的故障主要有机械密封漏水、异常振动等，当这些故障出现时应及时做好维护检修工作，应采取一定的措施方法来解决这些故障。基于此，本文对汽动给水泵控制及保护系统升级改造展开研究。

关键词：汽动给水泵；控制；保护系统升级改造

1 汽动给水泵控制及保护系统升级改造的重要性

1.1 提高系统的自动化水平

传统的给水泵控制及保护系统通常需要人工操作，容易受到人为因素的影响，而汽动系统的升级改造可以实现自动控制，提高系统的自动化水平，减少人工干预，提高工作效率。

1.2 提高系统的稳定性和可靠性

汽动控制系统可以实现对给水泵的精确控制，可以根据系统的实时运行情况进行调整，保持系统的稳定性。同时，汽动系统还可以实现对给水泵的多重保护，当系统出现异常情况时，可以及时采取措施避免设备的损坏，保证系统的可靠性。

1.3 降低能耗和成本

汽动控制系统可以根据实际需要进行调整，避免过度供水或不足供水，从而降低能耗和运行成本。此外，汽动系统还可以实现对给水泵的状态监测和故障诊断，可以提前发现设备的故障并及时进行维修，避免产生额外的维修成本。

1.4 提高安全性

汽动系统可以实现对给水泵的安全控制，能够监测和控制设备的运行状态，避免设备的过载、过热等情况，从而提高设备的安全性。

2 设备描述及现场故障

2.1 小机轴封漏汽

如果操作不当导致轴封蒸汽进入润滑油中，也是导致润滑油进水的主要原因之一。投运时，先投轴封，再拉真空；停运时，则需要先破坏真空，再停止轴封。如果在投轴封后没有立即拉真空，很可能会导致小机两侧轴封汽泄漏。同样，在停机时，如果破坏真空后没有及时关闭轴封，此时小机内部仍有部分剩余蒸汽也会造成轴封汽泄漏。此外，在设计之初，小机轴封外挡与轴承外油档的距离非常小，因此在轴承室内负压的作用下，轴封汽很容易被吸入到油系统中。同时随着机组运行时间增加，给水泵汽轮机汽封间隙越来越大，也会导致轴封漏汽溢出。

2.2 轴承振动偏高

造成设备振动过大的原因主要有共振、转子不平衡、同轴度偏差过大或不对中、轴承原因和水利波动等。经理论分析，该给水泵组振动故障的根本原因在于泵的固有频率与电机电磁频率相近，产生共振。因此需要改变泵的固有频率并增加转子刚度加以解决。

3 汽动给水泵控制及保护系统升级改造策略

3.1 引入先进的自动化控制技术

可以采用PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分散控制系统）等先进的自动化控制技术，实现对给水泵的自动控制和远程监控。通过编程和参数设置，可以实现对给水泵的启停、转速调节、水位控制等功能。

（1）分析现有系统：首先，对发电厂汽动给水泵控制及保护系统进行全面的分析和评估。了解现有系统的结构、控制方式、设备状况以及存在的问题和不足之处。

（2）设定升级目标：根据分析结果，设定升级目标。明确要引入先进的自动化控制技术的具体目的和期望效果，例如提高系统的稳定性、可靠性、安全性，降低能耗和成本等。

（3）选择合适的自动化控制技术：根据升级目标，选择适合的自动化控制技术。可以考虑采用PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分散控制系统）等先进的控制器，并选择相应的软件和硬件设备。

（4）设计控制系统架构：根据选择的自动化控制技术，设计控制系统的架构。确定系统的各个组成部分以及它们之间的连接方式和通信方式。

（5）编程与参数设置：利用选定的自动化控制技术，进行编程和参数设置。根据发电厂的实际需求，编写程序并进行相应的参数设置，实现给水泵的自动控制和远程监控功能。

（6）系统集成与调试：将新的自动化控制系统与现有系统进行集成，并进行系统调试。确保系统各部分的正常运行和协调配合。

（7）运行和维护：启动新的自动化控制系统，并进行运行和维护。监测系统的运行状态，及时处理故障和异常情况，并进行定期的维护和保养。

（8）持续改进：持续改进自动化控制系统，根据实际运行情况和反馈意见，对系统进行优化和调整，提高系统的性能和效率。

3.2 优化控制策略

根据发电厂的实际需求，优化控制策略，确保给水泵供水稳定且节能。例如，可以根据发电负荷的变化调整给水泵的启停策略，避免过度供水或不足供水；可以根据水位变化调整给水泵的转速，保持水位在安全范围内。

（1）分析现有控制策略：首先，对现有的控制策略进行全面的分析和评估。了解当前的控制策略的工作原理、优点和缺点，并找出存在的问题和不足之处。

（2）设定优化目标：根据分析结果，设定优化目标。明确要优化控制策略的具体目的和期望效果，例如提高系统的稳定性、响应速度、能效等。

（3）选择合适的控制算法：根据目标，选择合适的控制算法。可以考虑采用先进的控制算法，如模糊控制、遗传算法、自适应控制等，以提高系统的控制精度和稳定性。

（4）优化控制参数：根据选择的控制算法，对控制参数进行优化。通过实验或模拟分析，确定最优的控制参数，使系统能够更好地响应和适应不同的工况和负荷变化。

（5）引入先进的控制策略：根据选择的控制算法和优化的控制参数，引入先进的控制策略。根据实际需求，调整控制策略的逻辑和执行方式，以实现更精确和高效的控制。

（6）仿真和调试：在升级改造之前，进行仿真和调试。利用仿真软件或模型，对优化的控制策略进行仿真测试，验证其性能和可行性。根据测试结果，对控制策略进行调整和优化。

（7）实施和验证：在完成仿真和调试后，实施优化的控制策略，并进行验证。监测系统的运行状态，对比优化前后的效果和性能指标，确保优化控制策略能够有效提升系统的性能。

3.3 加强设备保护功能

（1）增加传感器和监测装置：安装额外的传感器和监测装置，实时监测给水泵的运行参数，如温度、振动、压力等。通过对这些参数的监测和分析，可以及时发现异常情况并采取相应的保护措施。

（2）引入智能保护装置：采用先进的智能保护装置，可以实现多种保护功能，如过载保护、短路保护、欠压保护等。这些装置能够根据设定的阈值和逻辑规则，自动判断和触发相应的保护措施，以防止设备损坏和事故发生。

（3）强化自动停机保护：在发生紧急情况时，需要设定合适的自动停机保护策略。当监测到设备运行参数超出安全范围或存在故障时，控制系统能够自动停机并发出警报信号，避免设备进一步损坏。

（4）设定告警系统：建立完善的告警系统，当设备发生故障或异常时，能够及时通知相关人员。可以通过声音、光信号或远程监控系统发送告警信息，确保及时采取措施处理问题。

（5）定期维护和检修：定期进行设备维护和检修，包括清洁、润滑、紧固等。定期检查设备的机械部件、电气系统和控制系统的运行状态，及时修复和更换老化和损坏的部件，以保证设备的正常运行和安全性。

4 结束语

总的来说，汽动给水泵控制及保护系统的升级改造对于提高系统的自动化水平、稳定性和可靠性，降低能耗和成本，以及提高安全性都具有重要意义。发电厂汽动给水泵控制及保护系统的升级改造策略应该以提高自动化水平、优化控制策略、加强设备保护为主要目标，以提高系统的稳定性、可靠性和安全性，并降低能耗和成本。

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