（山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 266100）
摘要：塔式光热电厂建造一般光热量充足，多热少雨的地方且占地面积比较大的地区，这就决定了选址一般会位于干旱少于雨的戈壁地区，那么系统设计对水消耗要求低就必不少，在这种情况下，一般光热电厂闭水式采用湿式表面冷却器进行冷却，但是由于湿式表面冷却器是封闭的带风机和喷淋系统的钢性箱体系统，在调试运行期间难免会产生风机和箱体共振大现象造成风机振动大设备保护跳，那么寻求一种现场简便易性的解决方案也就变得至关重要。
关键词：闭式水系统；WSAC湿式表面冷却器；风机振动
1 引言
努奥三期塔式光热电站（1×150MW）闭式循环冷却水的水质为除盐水，闭式水系统配备2×100%容量闭式水泵，1台运行1台备用，并设有一台高位布置的膨胀水箱。闭式水经过闭式水泵升压后进入各个需要冷却的设备，各设备的回水返回至闭式泵的人口完成闭式循环。湿式表面冷却器对辅助闭式水进行冷却，WSAC系统由3台喷雾水泵（两用一备）、8台冷却风机（4台工频风机+4台变频风机）、2台WSAC补水泵、WSAC本体水箱和WSAC补水箱组成。WSAC储水箱通过WSAC补水泵将WSAC补水箱的水输送至WSAC本体水箱，然后通过喷雾泵将水喷出冷却闭式水。风机主要冷却WSAC本体水箱中的水，可以通过调节变频风机的频率以及风机的数量来调节闭式水温度。WSAC储水箱有三路补水，分别来自化学高含盐废水、工业水、锅炉定排来水。
2 WSAC系统介绍
2.1工作原理
湿式表面换热器（WSAC）系统含有3台喷雾水泵和8台冷却风机），每两台变频器控制两风机，四台变频风机中间位置布置，其通过控制风机频率及风机数量达到冷却闭式水温度的要求。
2.1.1顺控启：当闭式水出口温度＞38℃时，两台喷雾水泵和变频器控制的#2、#3、#6、#7四台变频风机会自动启动，
若温度没有下降的趋势，风机频率会从5%慢慢增加到95%，当风机频率到95%后会延迟10min，自动启#4、#8工频风机，然后延迟10min再顺次启#1、#5工频风机
2.1.2顺控停：当闭式水出口温度＜38℃时，变频器控制的#2、#3、#6、#7四台变频风机频率会从100%慢慢降低5%，然后延迟10min，先停#1、#5工频风机；再停#4、#8工频风机
故WSAC在两台喷雾运行的前提下具有以下三种正常模式：
第一种（2#、3#、6#、7#变频风机运行）；第二种（4#和8#风机运行，2#、3#、6#、7#变频风机运行）；第三种（1#、5#、4#、8# 工频和2#、3#、6#、7# 变频风机全部运行）
3 WSAC振动现象分析
按照厂家设计要求，风机跳闸值为高二值 19mm/s，为了保证测试数据的真实可靠的参考，根据现场实际运行工况模式进行分析：
3.1第一种运行模式实际跳闸频率带工况集中数据分析可知，该模式下风机跳闸频率带主要分布在：风机频率为78%：2#和7#跳闸；风机频率为79%：2#和7#跳闸；风机频率为83%：3#跳闸
3.2第二种运行模式实际跳闸频率带工况集中数据分析可知，该模式下风机跳闸频率带主要分布在：风机频率为77%：7#跳闸
3.3第二种运行模式实际跳闸频率带工况集中数据分析可知，该模式下风机跳闸频率带主要分布在：风机频率为94%：5#跳；风机频率为84%：5#跳；风机频率为76%：7#跳；风机频率为75%：7#跳
从以上一、二、三种运行模式实际运行工况得出以下结论：
（1）随着运行工况的变化，风机跳闸频率带主要集中在75%、76%、77%、78%、79%、83%、84%；94%，
（2）从三种运行模式DCS画面显示的风机振速远传趋势分析出，随着频率逐渐接近跳闸频率点时，DCS画面显示的风机振速趋势都是从11mm/s慢慢增大到14mm/s，左右，然后到相应的频率带跳闸，观察可知风机在跳闸前振动存在缓慢上升趋势，说明以下两点：
a风机振速变送器能够起到实时反映就地风机实时数据的变化趋势的作用
b从DCS画面显示的风机振速变化趋势看，风机跳闸确实和箱体存在75%-84% 和 94%两个共振带
4 进一步通过实验对振动现象进行测试
根据物理学知识可知，改变物体的固有结构可以改变其固有的频率振动带，由于WSAC湿式表面冷却器采用封闭的箱体结构，我们通过改变风机在箱体上固有的支撑结构来运行设备对改造前后的设备工况数据继续分析。
通过改变物体局部结构方法，对减弱原有风机和箱体固有共振频率效果并不明显，反而又使其他风机增加了新的频率共振点，使得现场解决风机的振动共振工况变得更加复杂，可见这不是一个单一元素的共振现象，而是涉及到一个钢结构箱体、水汽动力场、风机变频调节等众多因素的结果，证明改变箱体结构来改变共振点的方法存在不可预期性，此方法不可行。
5 WSAC风机振动存在的危险点
（1）不同运行工况频率共振点的不同，无法使该系统的在正常运行工况下投自动运行，若手动调节，会分散运行人员的操作精力，导致不安全运行危险因素增多。
（2）闭式水系统为全场设备提供冷却水，对保持恒定冷却水温的自动调节要求较高，而WSAC的正常运行关系到整个闭式水系统的换热效果，进而关系到整个电厂设备的安全运行。
6 现场简便易性的解决方案可行性研究
6.1最近解决方案探讨
WSAC风机跳闸原因是运行的风机跟WSAC箱体和附件以及在不同工况下运行的水汽动力场之间产生了频率共振点，导致了风机振动大跳闸，且在不改变原有的设备固有的结构情况下，其振动频率带是有规律可行的。
三种模式的共振频率点主要集中在75%、76%、77%、78、80%、83%、84%、94%，共振跳的风机集中在2、3、5、7号，故现场采用修改逻辑快速通过该共振点区域方案是可行性的，其方案为：
（1）变频风机频率设置避开75%-86%；92%-95%两段。
（2）风机振动的延时目前就地振动变送器已经加延时5s，需要在DCS逻辑上给振动模拟量再加延时5s。
6.2最佳方案存在的缺点和风险
（1）逻辑上两个频率带的快速通过，对设备的性能有所影响，但频率区间很小影响不大。
（2）从现场目前数据来看，快速通过的过程中风机有时候也会跳闸，逻辑上是可以加跳闸延时，但就地风机确实存在振动大的现象，会有损坏风机的现象不易发现，且该振动带范围与不同的运行的工况也有关系，无疑增加快速通过逻辑修改的范围的不确定性，所以逻辑变更完后，需运行加强风机运行监视一段时间，确保修改后频率区间满足设备温度运行。
（3）水温调节上，逻辑上确实是根据水温来加减频率，当正常运行时，有可能维持当前温度时那个频率刚好处于屏蔽频率段，这样被屏蔽后，频率可能会在两个频率段边缘加减，这个地方确实有这个顾虑，但是考虑变频器本质就来通过多晶硅来控制输出频率，平时工作就是来频繁调节频率的，这个频率段很小对变频率器和风机来说有一定影响。
7 后期运行跟踪
采用修改逻辑快速通过该共振点区域方案实施后，通过后期运行人员跟踪，在机组运行期间，当WSAC湿式表面冷却器自动调节维持闭式水温38℃期间，风机能平稳运行，无振动变大趋势，在水温调节上，风机频率并没有在频率带边缘出现多次反复调节的现象，故该方案是成功的，在工程实践中若遇到此类振动问题，可以参考引用。