一种防止高压给水泵汽蚀系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃气-蒸汽联合循环机组给水技术领域，特别涉及一 种防止高压给水泵汽蚀系统及其控制方法。

背景技术

燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉吹管，是联合循环整套启动前的 最后一道工序。可以防止余热锅炉过热器、再热器以及汽机主、再热 管道在安装过程中存在的焊渣等杂质在汽轮机首次运行时，对汽轮机 叶片造成损伤，影响机组的安全运行。

但是在余热锅炉吹管过程中，由于各级给水系统汽包的压力变化 剧烈，对各级给水泵的工作工况造成了巨大的挑战，尤其是高压给水 系统。高压汽包压力的变化，易导致高压给水泵入口给水汽化，造成 高压给水泵汽蚀，使得高压给水系统无法正常工作，致使机组跳机， 使吹管过程中断。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种防止高压给 水泵汽蚀系统及其控制方法，在余热锅炉吹管过程中对给水系统的稳 定运行有明显的增益效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案和本发明的有益效 果是：

一种防止高压给水泵汽蚀系统，包括并联设置的相同的两路管道， 每一路管道上设置有高压给水泵9，所述高压给水泵9入口母管上接 有凝结水来水管道，所述高压给水泵9入口管道上装有高压给水泵入 口手动门3、高压给水泵入口滤网6、高压给水泵入口压力变送器4 及温度变送器5，所述高压给水泵出口管道装有高压给水泵出口电动 门11、高压给水泵出口逆止门12，高压给水泵9出口母管上装有高 压给水泵出口压力变送器13及温度变送器14。

所述凝结水来水管道上装有电动调节阀1和手动阀2，管道末端 接至高压给水泵9入口母管上。

所述高压给水泵入口滤网6上接有在线排污管道，在排污管道上 装有排污手动阀7，排污管道末端接至无压放水。

所述高压给水泵9出口管道上接有再循环管路，并在管路上装有 再循环手动阀10。

一种防止高压给水泵汽蚀控制方法，包括以下步骤：

当高压给水系统运行时，打开凝结水至高压给水泵入口供水管手 动阀2，高压给水泵入口手动门3以及泵出口再循环管路上的再循环 手动阀10，关闭滤网排污管道上的排污手动阀7，启动高压给水泵9 后，高压给水泵出口电动门11自动联开，保证高压给水系统正常运 行，就地确认高压给水系统高压给水泵入口压力变送器4及温度变送 器5，高压给水泵入口滤网差压变送器8，高压给水泵出口压力变送 器13及温度变送器14均已正常投入，且与DCS远传一致；

在高压给水系统运行的吹管过程中，打开凝结水至高压给水泵母 管供水管道上的电动调节阀1，将25℃左右的凝结水掺入至高压给水 中去；

当高压给水系统运行过程中，当高压给水泵入口滤网6差压大时， 在系统运行过程中通过打开滤网排污管道上的排污手动阀7，进行在 线排污，排污结束后，关闭排污手动阀7，观察给水泵入口差压是否 正常，若不正常，反复多次排污。

为防止人工在控制电动调节阀1时造成系统参数波动大，因此配 备了一套热工控制逻辑来调节电动调节阀1，该热工控制逻辑以高压 给水泵9入口过冷度为设定值，以高压给水泵9入口实际过冷度泵入 口温度减去泵入口压力对应饱和温度为测量值，以凝结水来减温水调 阀为执行机构的单回路调节系统。其中，高压给水泵9入口温度为温 度变送器5实际测量出的给水温度，高压给水泵9入口对应饱和温度 为逻辑计算值。该控制逻辑还包括有温度、压力测点坏质量切手动， 设定值与测量值偏差大切手动，执行机构反馈与指令偏差大切手动的 三种控制方式。

本发明的有益效果：

本发明通过使用凝结水杂用水通过管路连接至高压给水泵入口， 通过控制逻辑控制高压给水泵入口给水的过冷度，以降低高压给水泵 入口水温，从而预防高压给水泵汽蚀的发生。

本发明改善了高压给水系统在运行时的稳定性，尤其是在余热锅 炉吹管阶段，有效的防治了高压给水泵汽蚀现象的发生，不仅保护了 设备，还保证了机组的安全、稳定运行。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

其中，1-电动调节阀，2-手动阀，3-高压给水泵入口手动阀，4-高 压给水泵入口压力变送器，5-高压给水泵入口温度变送器，6-高压给 水泵入口滤网，7-排污手动阀，8-滤网差压变送器，9-高压给水泵， 10-再循环手动阀，11-高压给水泵出口电动门，12-逆止门，13-出口母 管压力变送器，14-出口母管温度变送器。

图2为本发明中控制逻辑流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种防止高压给水泵汽蚀系统及其控制方法，主要 包括了高压给水泵9，高压给水泵入口滤网6，高压给水泵入口压力 变送器4及温度变送器5，高压给水泵入口滤网差压变送器8，高压 给水泵出口压力变送器13及温度变送器14，凝结水来水调阀1，以 及其他附属连接管道及相关阀门。同时，包含了一套热工控制逻辑。

凝结水来水管道取自凝结水杂用水管道，并接至高压给水泵9入 口母管。高压给水泵入口管道上装有高压给水泵入口手动门3，高压 给水泵入口滤网6，高压给水泵入口压力变送器4及温度变送器5。 在高压给水泵出口管道装有高压给水泵出口电动门11，高压给水泵 出口逆止门12，高压给水泵出口母管上装有高压给水泵出口压力变 送器13及温度变送器14。

在一个实施例中，两台高压给水泵的布置方式为并列布置，且各 阀门及原件布置方式相同。

在一个实施例中，凝结水来水管道上装有电动调节阀1和手动阀 2，管道末端接至高压给水泵入口母管上。

在一个实施例中，高压给水泵入口滤网6上接有在线排污管道， 在排污管道上装有排污手动阀7，排污管道末端接至无压放水。

在一个实施例中，高压给水泵出口管道上接有再循环管路，并在 管路上装有再循环手动阀10。

在一个实施例中，控制逻辑以泵入口过冷度为设定值，以泵入口 实际过冷度泵入口温度减去泵入口压力对应饱和温度为测量值，以凝 结水来减温水调阀为执行机构的单回路调节系统。为保证有效的自动 调节，设计有温度、压力测点坏质量切手动，设定值与测量值偏差大 切手动，执行机构反馈与指令偏差大切手动。

本发明一种防止高压给水泵汽蚀系统及其控制方法，其工作原理 如下：

当高压给水系统运行前，打开凝结水至高压给水泵入口供水管手 动阀2，高压给水泵入口手动门3以及泵出口再循环管路上的再循环 手动阀10，关闭滤网排污管道上的排污手动阀7。启动高压给水泵9 后，高压给水泵出口电动门11自动联开，保证高压给水系统正常运 行。就地确认高压给水系统高压给水泵入口压力变送器4及温度变送 器5，高压给水泵入口滤网差压变送器8，高压给水泵出口压力变送 器13及温度变送器14均已正常投入，且与DCS远传一致。

当高压给水系统运行时，尤其是在吹管过程中，由于高压汽包压 力变化频繁且波动幅度较大，易造成高压给水泵入口给水温度超过当 前给水压力下的饱和温度，使给水汽化，导致高压给水泵汽蚀。可以 通过打开凝结水至高压给水泵母管供水管道上的电动调节阀1，将25℃ 左右的凝结水掺入至高压给水中去，不仅可以降低高压给水的温度， 提高泵入口给水的过冷度。而且在高压管道吹管过程中，使高压给水 泵入口的压力不会下降太多，从而影响到高压给水泵的出力。

此外，在高压给水系统运行过程中，当高压给水泵入口滤网差压 大时，会造成高压给水泵入口压力下降，导致泵无法正常出力，会造 成泵体汽蚀，严重情况下会使高压给水泵打空泵，损坏泵体。致使这 一现象的原因可能是由于高压给水泵入口滤网堵塞造成的，一旦发现 高压给水泵入口滤网差压高，可在系统运行过程中通过打开滤网排污 管道上的排污手动阀7，进行在线排污。排污结束后，关闭排污手动 阀7，观察给水泵入口差压是否正常，若不正常，可以反复多次排污。

此外，在控制电动调节阀1时，可能会由于人工操作导致整个系 统参数调节变化不稳定，因此为电动调节阀1的控制配备了一套热工 自动控制逻辑。

由图2可知，该控制逻辑设计以高压给水泵入口过冷度为设定值， 以高压给水泵入口实际过冷度泵入口温度减去泵入口压力对应饱和 温度为测量值，以凝结水来减温水调阀为执行机构的单回路调节系统。 其中，高压给水泵入口温度为温度变送器5实际测量出的给水温度， 高压给水泵入口对应饱和温度为逻辑计算值。为保证有效的调节功能， 该逻辑还设计有温度、压力测点坏质量切手动，设定值与测量值偏差 大切手动，执行机构反馈与指令偏差大切手动的三种控制方式。

由表1可知，在系统改造前，未设计凝结水至高压给水泵入口母 管水源，在余热锅炉高压管路吹管过程中，由于高压汽包压力的变化， 造成高压给水泵入口给水汽化，从而造成高压给胡思泵入口给水过冷 度为-3.2℃，且直接由于汽化导致造成高压给水泵汽蚀，该现象间接 反应在高压给水泵入口滤网差压大。高压给水泵汽蚀导致了高压给水 泵振动大，高压给水泵跳闸，使余热锅炉吹管过程中断。

表1实施例改造前后相同工况下参数对比

系统改造后，增加凝结水至高压给水泵母管水源及相关控制逻辑， 根据实际运行工况，设置高压给水泵入口给水过冷度为20℃。在相同 工况下，有效的防止了高压给水泵入口给水汽化所导致的高压给水泵 汽蚀现象的发生。且该控制逻辑在实际运行过程中的控制安全可靠。

本发明的优点改善高压给水系统在运行时的稳定性，结合具体实 施例，尤其是在余热锅炉吹管阶段，有效的防治了高压给水泵汽蚀现 象的发生，不仅保护了设备，还保证了机组的安全、稳定运行。

根据某电厂吹管过程中实际遇到的问题对该厂的高压给水系统 进行改造，并为该系统配置了相适应的热工控制逻辑，在余热锅炉吹 管期间，保障了高压给水系统的稳定运行，使机组安全、稳定的运行。

本发明对燃气-蒸汽联合循环机组高压给水系统运行的安全性提 出了一些思路与方法，适用于燃气-蒸汽联合循环的中大型联合循环 机组，但不仅限于这些机组，以及不仅限于高压给水系统。以上的所 有描述阐述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本发 明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书只是说明本发明的原 理以及所取得的部分正面效果。本发明会根据实际设计施工过程中存 在各种变化和改进，这些变化和改进均属于本发明要求保护的范围内。