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摘要 :本文主要针对凝泵在变频工况下，凝泵出口压力的控制和保护、非正常工况下系统与设备的处理操作进行了讨论，并对凝泵的变频节能潜力进行了探索。
关键词: 凝结水泵； 变频调节； 压力保护； 节能
中图分类号：TE08文献标识码： A
在电力行业节能减排的要求下，凝泵变频在实际生产中得到了应用推广，其最大好处是有效降低了厂用电率。随着机组负荷变化，凝泵出口压力大幅变化，原设计的单一定值凝泵出口低
压自启保护已与当前不适应，需做更改以提高凝结水系统和设备运行安全稳定性。
1、低压自启保护
凝泵出口压力低自启备泵的设置是凝结水系统安全运行的需要。凝泵出口压力用于克服
除氧器内压力、除氧头至凝泵位差以及凝结水系统管道、阀门的沿程、局部阻力，把凝結水
送入除氧器。发现凝泵出口压力比正常运行值过低，可能凝结水系统或设备存在故障，甚至
更可能导致凝泵向除氧器供水的中断。
合适的凝泵出口压力自启值，应是能避过调节中的正常扰动，又能在凝结水中断前紧急
启动备泵。在凝泵改造前工频运行时，凝泵出口压力自启值设置为 1.8MPa，在变频改造后
暂定为 0.6MPa 且运行至今。该自启压力设置值与当前运行值相差太大，启动备用泵过迟，
影响了事故情况下凝结水系统与设备运行安全稳定性。
凝结水系统还需向给泵提供密封水，凝泵变频改造后一度因该问题而控制凝泵出口压力
在 2.3MPa 以上。设置一台密封增压泵解决了给泵密封水的供给问题，凝泵得以更深度的变
频节能。但密封增压泵跳闸后无备泵，需设置联锁以稳定给泵密封水的供给。
2、凝泵出口压力低原因及对策
2.1 凝泵进口滤网堵塞
滤网堵塞严重会危及凝泵本身的安全运行，对凝泵叶轮造成损害。滤网堵塞初期对系统
影响很小，滤网差压开关会首发报警。随堵塞情况加重，凝泵转速即使升高，出口压力与流
量也会迅速降低。在低于最小安全流量之后，位于凝泵出口的最小流量阀即使开启也毫无益
处，化解凝结水系统危机只有手动启备泵或由凝泵自启压力值触发备泵自启，而化解原运行
凝泵本身危机是在工频备泵自启成功后，尽快停运已处打闷泵状态的凝泵。
2.2凝结水最小流量阀故障开启
高负荷下如机组负荷 600MW 时，凝结水流量已达 1542t/h。若此时凝结水最小流量阀故
障开启而操作画面上无法关闭，该 600t/h 最小流量通路将分流变频凝泵的出力，使进入除
氧器流量减少导致除氧器水位下降。按控制策略，变频转速上升以期待将除氧器水位控制正
常，但即使达工频转速其额定出力为 1776t/h，除氧器水位仍将下降。若出口自启压力值与
运行值相差较近，易自启备泵。对于＃１机需考虑凝泵出口母管约 1800t/h 流量通路约束，
此时启动备泵对故障解决的益处并不大，还是就地操作关闭最小流量阀的手动阀以隔离最小
流量回路较好。
若机组负荷在 450MW 以下，进入除氧器的凝结水流量需求在 1200t/h 以下，可以从容处
理该最小流量阀开启故障。
2.3凝泵变频运行中泵本体损坏
在凝泵实施变频改造后，其启动平稳，有效减少电机与泵体的冲击；低负荷下泵转速降
低，减少了叶轮的受力，避免了汽蚀；减少轴承的磨损和发热，这些都使得泵的使用寿命得
以延长。观察凝泵与引风机的变频器输出，可看到其频率在一定范围内会跳跃突变。若采用
的变频器输出品质不佳，频率突变范围过大，会导致转速变化晃动，泵与风机的轴与叶轮在
变化载荷作用下，过限则引发高周疲劳，导致裂纹及断裂。
泵轴断裂前期，一般会伴有较同转速运行状况下振动增大现象。凝泵叶轮损坏的现象，
是出口压力随着损坏程度的加深而逐渐降低，在运行监视中可及早发现。若工频备泵启动，
原运行泵打闷泵后运行状况更恶劣，需即刻停运原运行凝泵。
3、当前控制方式与运行参数
3.1凝结水系统的控制策略
凝结水系统控制策略的前提是除氧器水位调节阀和变频器转速均投自动，仅一项投自
动，该自动只作用于控制除氧器水位。
机组负荷 300MW 以上，除氧器水位调节阀控制凝泵出口压力、变频器转速控制除氧器水
位。机组负荷 300MW 以下，除氧器水位调节阀控制水位，变频器转速控制凝泵出口压力。
3.2典型工况下凝泵变频运行参数表
表一 运行参数表
在凝结水系统控制策略中，机组负荷 600MW～300MW 间，除氧器水位调节阀为满足控制
压力值而全开并保持。300MW 以下，变频器转速控制保持凝泵出口压力为 0.8MPa，除氧器水
位调节阀将开始关小并控制水位。
4、自启压力曲线的设置
4.1凝结水系统流体动力分析
#1 机除氧头至凝泵水位高度差为 32m，该静压折算为 0.32MPa；除氧器内压力，在 600MW
时为 0.79MPa，300MW 时为 0.4MPa。要把凝结水压入除氧器，凝泵出口压力在 300MW 时至少
0.72MPa，600MW 为 1.11MPa，这还没有计入必须克服的流动阻力。
4.2对应凝泵变频运行，在不同负荷下，凝结水泵自启动定值采用变定值设置。
4.3自启压力的几种设置比较
表二 多种自启压力设置方法
方法一、二、三，低负荷运行时，动作启备泵前已经断流，不利事故处理。方法一，按
控制压力值的 70%设置，即使在高负荷下也是存在问题的。
方法四，按凝泵实际出口压力值的 80%设置，满足 4.1 的通流基本要求，但 450MW 以下
均高于控制压力值，没有发挥除氧器水位调节阀对压力控制的协助能力。
方法五，以控制压力值的 90%设置，能得到除氧器水位调节阀的压力控制协助，基本满
足了 4. 1 的通流基本要求，低负荷下略有不足。
4.4推荐设置
当前凝结水系统控制策略中控制压力值过低，宜做适当修改。将控制压力值设为正常运
行工况下凝泵出口压力的 90%，这样能满足 300MW 以上正常运行中除氧器水位调节阀 100%
全开节能要求。发生除氧器水位高扰动时，控制水位的变频器转速下调后凝泵出口压力降低，
若低于控制压力值，除氧器水位调节阀会适当关小来稳定压力正常同时又能协助变频器转速
减少流量。
自启压力曲线按修改后控制压力值的 90%设置，在实际出口压力继续下降到动作值时，
自启备泵，维护凝结水系统的安全运行。
表三 推荐的控制压力与自启压力
4.5给泵密封水保护
4.5.1
4.5.2
凝泵变频运行时，若密封增压泵停运，自启定值为 1.8MPa。
密封增压泵启动条件中要求其进口压力低于 2.4MPa。在凝泵由工频转变频运行，并
不断下调凝泵出口压力以满足启动条件的过程中，因给泵密封水温度调节阀动作迟缓，跟不
上回水温度升高（因密封水压力下降，冷却流量减少）的速率，给泵密封水回水温度易达较
高值，影响给泵的安全运行。这要求运行人员在操作时注意监视给泵密封水回水温度升幅，
适当减缓操作。也可考虑增设联锁以避免该过程中的操作失误：在密封增压泵停运时凝泵出
口压力低于 2.3MPa（需按实际进一步商定具体值），报警并迫升凝泵变频转速至满足压力。
迫升凝泵变频转速提升压力与 300MW 以上的控制策略是有冲突的，故在凝泵由工频切至变频
后的降压操作中，需投除氧器水位调节阀自动，凝泵变频转速切手动调节。
5、300MW 以下凝泵的节能运行
5.1策略中的特殊点
在机组负荷 300MW 以下，除氧器水位调节阀和变频器转速的调节对象进行了转换。除氧
器水位调节阀控制水位，变频器转速控制凝泵出口压力。在 300MW 略下时，实际出口压力为
0.93MPa，控制策略低于该值。变频器转速为达控制压力值而下调，此时除氧器水位调节阀
已在全开，除氧器进水量必然不足而致水位下降。对该控制策略无法平衡的状况，运行人员
要多关注，适当干预调整偏置，提高控制压力值。
5.2节能潜力
凝泵本体如轴承的润滑问题，会限制凝泵变频转速的进一步下降，也就限制了凝泵的节
能范围。当前正常的变频转速调节以 500r/min 为最低，流体力学理论结合表一数据间关系，
可以推算出凝泵 500r/min 转速下稳定负荷为 242MW，凝结水流量 604t/h，凝泵出口压力
0.74MPa（按控制策略，实际该值更高）。604t/h 的流量很接近于当前凝结水系统流量开关
动作值 600t/h，若开关动作则全开凝结水最小流量调节阀。
600t/h 是凝泵最小安全流量，用来防止汽蚀，保证凝泵本身安全。该值为凝泵工频运
行时的最小安全流量，凝泵变频运行中低转速下对应有低的凝泵最小安全流量。
考虑开、停机及低负荷工况下的节能降耗，防止凝泵最a小流量调节阀开度过大及不必要
的开启，可考虑在凝结水最小流量阀调节器上按 600t/h 设置，在此基础上，将凝结水系统
流量开关动作值调整为 500t/h（仍大于规程规范中的最小流量 420t/h）。在凝泵变频最小
转速 500r/min 以上，凝泵能继续保持稳定的节能运行方式。
6、总结
6.1对凝泵控制压力曲线与自启压力曲线均进行修改，将前者设置为 90%实际出口压力、
后者为 90%控制压力值，能对凝结水系统的运行安全构成保障。
6.2凝泵投变频操作中要关注给泵密封水回水温度
6.3遇备泵自启，要保护好原运行泵。
6.4机组负荷 300MW 以下，凝泵变频仍有节能潜力可挖。
关键词: 凝结水泵； 变频调节； 压力保护； 节能
中图分类号：TE08文献标识码： A
在电力行业节能减排的要求下，凝泵变频在实际生产中得到了应用推广，其最大好处是有效降低了厂用电率。随着机组负荷变化，凝泵出口压力大幅变化，原设计的单一定值凝泵出口低
压自启保护已与当前不适应，需做更改以提高凝结水系统和设备运行安全稳定性。
1、低压自启保护
凝泵出口压力低自启备泵的设置是凝结水系统安全运行的需要。凝泵出口压力用于克服
除氧器内压力、除氧头至凝泵位差以及凝结水系统管道、阀门的沿程、局部阻力，把凝結水
送入除氧器。发现凝泵出口压力比正常运行值过低，可能凝结水系统或设备存在故障，甚至
更可能导致凝泵向除氧器供水的中断。
合适的凝泵出口压力自启值，应是能避过调节中的正常扰动，又能在凝结水中断前紧急
启动备泵。在凝泵改造前工频运行时，凝泵出口压力自启值设置为 1.8MPa，在变频改造后
暂定为 0.6MPa 且运行至今。该自启压力设置值与当前运行值相差太大，启动备用泵过迟，
影响了事故情况下凝结水系统与设备运行安全稳定性。
凝结水系统还需向给泵提供密封水，凝泵变频改造后一度因该问题而控制凝泵出口压力
在 2.3MPa 以上。设置一台密封增压泵解决了给泵密封水的供给问题，凝泵得以更深度的变
频节能。但密封增压泵跳闸后无备泵，需设置联锁以稳定给泵密封水的供给。
2、凝泵出口压力低原因及对策
2.1 凝泵进口滤网堵塞
滤网堵塞严重会危及凝泵本身的安全运行，对凝泵叶轮造成损害。滤网堵塞初期对系统
影响很小，滤网差压开关会首发报警。随堵塞情况加重，凝泵转速即使升高，出口压力与流
量也会迅速降低。在低于最小安全流量之后，位于凝泵出口的最小流量阀即使开启也毫无益
处，化解凝结水系统危机只有手动启备泵或由凝泵自启压力值触发备泵自启，而化解原运行
凝泵本身危机是在工频备泵自启成功后，尽快停运已处打闷泵状态的凝泵。
2.2凝结水最小流量阀故障开启
高负荷下如机组负荷 600MW 时，凝结水流量已达 1542t/h。若此时凝结水最小流量阀故
障开启而操作画面上无法关闭，该 600t/h 最小流量通路将分流变频凝泵的出力，使进入除
氧器流量减少导致除氧器水位下降。按控制策略，变频转速上升以期待将除氧器水位控制正
常，但即使达工频转速其额定出力为 1776t/h，除氧器水位仍将下降。若出口自启压力值与
运行值相差较近，易自启备泵。对于＃１机需考虑凝泵出口母管约 1800t/h 流量通路约束，
此时启动备泵对故障解决的益处并不大，还是就地操作关闭最小流量阀的手动阀以隔离最小
流量回路较好。
若机组负荷在 450MW 以下，进入除氧器的凝结水流量需求在 1200t/h 以下，可以从容处
理该最小流量阀开启故障。
2.3凝泵变频运行中泵本体损坏
在凝泵实施变频改造后，其启动平稳，有效减少电机与泵体的冲击；低负荷下泵转速降
低，减少了叶轮的受力，避免了汽蚀；减少轴承的磨损和发热，这些都使得泵的使用寿命得
以延长。观察凝泵与引风机的变频器输出，可看到其频率在一定范围内会跳跃突变。若采用
的变频器输出品质不佳，频率突变范围过大，会导致转速变化晃动，泵与风机的轴与叶轮在
变化载荷作用下，过限则引发高周疲劳，导致裂纹及断裂。
泵轴断裂前期，一般会伴有较同转速运行状况下振动增大现象。凝泵叶轮损坏的现象，
是出口压力随着损坏程度的加深而逐渐降低，在运行监视中可及早发现。若工频备泵启动，
原运行泵打闷泵后运行状况更恶劣，需即刻停运原运行凝泵。
3、当前控制方式与运行参数
3.1凝结水系统的控制策略
凝结水系统控制策略的前提是除氧器水位调节阀和变频器转速均投自动，仅一项投自
动，该自动只作用于控制除氧器水位。
机组负荷 300MW 以上，除氧器水位调节阀控制凝泵出口压力、变频器转速控制除氧器水
位。机组负荷 300MW 以下，除氧器水位调节阀控制水位，变频器转速控制凝泵出口压力。
3.2典型工况下凝泵变频运行参数表
表一 运行参数表
在凝结水系统控制策略中，机组负荷 600MW～300MW 间，除氧器水位调节阀为满足控制
压力值而全开并保持。300MW 以下，变频器转速控制保持凝泵出口压力为 0.8MPa，除氧器水
位调节阀将开始关小并控制水位。
4、自启压力曲线的设置
4.1凝结水系统流体动力分析
#1 机除氧头至凝泵水位高度差为 32m，该静压折算为 0.32MPa；除氧器内压力，在 600MW
时为 0.79MPa，300MW 时为 0.4MPa。要把凝结水压入除氧器，凝泵出口压力在 300MW 时至少
0.72MPa，600MW 为 1.11MPa，这还没有计入必须克服的流动阻力。
4.2对应凝泵变频运行，在不同负荷下，凝结水泵自启动定值采用变定值设置。
4.3自启压力的几种设置比较
表二 多种自启压力设置方法
方法一、二、三，低负荷运行时，动作启备泵前已经断流，不利事故处理。方法一，按
控制压力值的 70%设置，即使在高负荷下也是存在问题的。
方法四，按凝泵实际出口压力值的 80%设置，满足 4.1 的通流基本要求，但 450MW 以下
均高于控制压力值，没有发挥除氧器水位调节阀对压力控制的协助能力。
方法五，以控制压力值的 90%设置，能得到除氧器水位调节阀的压力控制协助，基本满
足了 4. 1 的通流基本要求，低负荷下略有不足。
4.4推荐设置
当前凝结水系统控制策略中控制压力值过低，宜做适当修改。将控制压力值设为正常运
行工况下凝泵出口压力的 90%，这样能满足 300MW 以上正常运行中除氧器水位调节阀 100%
全开节能要求。发生除氧器水位高扰动时，控制水位的变频器转速下调后凝泵出口压力降低，
若低于控制压力值，除氧器水位调节阀会适当关小来稳定压力正常同时又能协助变频器转速
减少流量。
自启压力曲线按修改后控制压力值的 90%设置，在实际出口压力继续下降到动作值时，
自启备泵，维护凝结水系统的安全运行。
表三 推荐的控制压力与自启压力
4.5给泵密封水保护
4.5.1
4.5.2
凝泵变频运行时，若密封增压泵停运，自启定值为 1.8MPa。
密封增压泵启动条件中要求其进口压力低于 2.4MPa。在凝泵由工频转变频运行，并
不断下调凝泵出口压力以满足启动条件的过程中，因给泵密封水温度调节阀动作迟缓，跟不
上回水温度升高（因密封水压力下降，冷却流量减少）的速率，给泵密封水回水温度易达较
高值，影响给泵的安全运行。这要求运行人员在操作时注意监视给泵密封水回水温度升幅，
适当减缓操作。也可考虑增设联锁以避免该过程中的操作失误：在密封增压泵停运时凝泵出
口压力低于 2.3MPa（需按实际进一步商定具体值），报警并迫升凝泵变频转速至满足压力。
迫升凝泵变频转速提升压力与 300MW 以上的控制策略是有冲突的，故在凝泵由工频切至变频
后的降压操作中，需投除氧器水位调节阀自动，凝泵变频转速切手动调节。
5、300MW 以下凝泵的节能运行
5.1策略中的特殊点
在机组负荷 300MW 以下，除氧器水位调节阀和变频器转速的调节对象进行了转换。除氧
器水位调节阀控制水位，变频器转速控制凝泵出口压力。在 300MW 略下时，实际出口压力为
0.93MPa，控制策略低于该值。变频器转速为达控制压力值而下调，此时除氧器水位调节阀
已在全开，除氧器进水量必然不足而致水位下降。对该控制策略无法平衡的状况，运行人员
要多关注，适当干预调整偏置，提高控制压力值。
5.2节能潜力
凝泵本体如轴承的润滑问题，会限制凝泵变频转速的进一步下降，也就限制了凝泵的节
能范围。当前正常的变频转速调节以 500r/min 为最低，流体力学理论结合表一数据间关系，
可以推算出凝泵 500r/min 转速下稳定负荷为 242MW，凝结水流量 604t/h，凝泵出口压力
0.74MPa（按控制策略，实际该值更高）。604t/h 的流量很接近于当前凝结水系统流量开关
动作值 600t/h，若开关动作则全开凝结水最小流量调节阀。
600t/h 是凝泵最小安全流量，用来防止汽蚀，保证凝泵本身安全。该值为凝泵工频运
行时的最小安全流量，凝泵变频运行中低转速下对应有低的凝泵最小安全流量。
考虑开、停机及低负荷工况下的节能降耗，防止凝泵最a小流量调节阀开度过大及不必要
的开启，可考虑在凝结水最小流量阀调节器上按 600t/h 设置，在此基础上，将凝结水系统
流量开关动作值调整为 500t/h（仍大于规程规范中的最小流量 420t/h）。在凝泵变频最小
转速 500r/min 以上，凝泵能继续保持稳定的节能运行方式。
6、总结
6.1对凝泵控制压力曲线与自启压力曲线均进行修改，将前者设置为 90%实际出口压力、
后者为 90%控制压力值，能对凝结水系统的运行安全构成保障。
6.2凝泵投变频操作中要关注给泵密封水回水温度
6.3遇备泵自启，要保护好原运行泵。
6.4机组负荷 300MW 以下，凝泵变频仍有节能潜力可挖。