变频器在火力发电厂凝结水泵上的应用

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高压变频器在发电厂凝结水泵中的应用

高压变频器在发电厂凝结水泵中的应用
1引 言 .
从表 1 可以看出 , 流量变 化, 随着 采用 变频调速 , 功率下降显著 ; 同 时; 扬程下降 , 噪音将 大大降低 。
4变频 调 速 改造 方 案 - . 41 气 系 统 .电
用 电率是提高发 电厂综合效益的重要指标 。而发 电厂 中凝结水泵 的功 耗约 占机组额 定出力的 0 5 . %左右 , 3 低负荷 时 , 比例更 高 , 能量损 失巨大 。 高压变频调速装置可以根据设备实际需要改变电机转速 , 使设 备处 于最佳运行状态 , 大大提高运行效 率, 达到节能 的目的。 2凝结 系统的工况简介及变频调速的必要性 . 凝 水系统 的主要功 能是将 凝结水 从排汽 装置凝结 水箱送 到除 氧 器, 为一些设备提供减温水 , 并 如图 1 所示 。 在火力发 电厂 中, 凝结水泵 是实现动力循 环的重要组成部分 , 是重要的辅机之 一 , 其安全 、 经济 运 行对 电厂的安全经济发电起着重要作用 。为了满 足机组 在整个 负荷 范 围内对凝结水流量 的需求 , 不得不大幅度提高凝泵 出口压力 , 以保证 除 氧器水位调节 阀在任何工况下均能有效地进行除 氧器水位 调整。但 发 电厂的凝结泵 在机 组负荷率不 高时普遍存在着需要 节流调节的现 象 , 造成 了电能 的极大浪费 ,对 电厂凝结水泵进行变 频调速 已是 当前电厂 节能改造的一个刻不容缓 的问题 。 凝结水最小流量
除氧器水位调节为单 回路控制 ,并引入蒸汽流量信号和凝结水 流 量信号 , 以提高系统的负荷适应能力 , 使系统只是在机组 负荷发 生变化 的过程 中和凝结水流量发生变化 的过程 中以及水位 自 发扰动变化 的过 程中动作 , 蒸汽流量信号和凝结水流量信号相平衡后 , 系统处 于等待状 态, 以适应热力系统的滞后和各 种不确定 因素 。 除氧器上水调阀和变 频 器频率均采用这样的调节回路。 凝结泵 出口压力调节也采用单 回路调 节系统 ,并且 和除氧器上水 调阀使用同一个调节器 ,通过 D S C 系统 中的 自适应块切换 PD参 数 , I 以适 应水位调节和压力调节不同的特性。 工频 时, 凝结泵 出口压力调节 切除 , 除氧器水位调节系统控制除氧器上水调 阀。变频运行 时 , 除氧器 上水调阀切 至凝泵 出口压力调节控制 ,除氧器调节 回路 控制 变频器的 频率。工频 与变频两种控制方式下 , 控制策略实现 自 动无扰切换。 43 _凝水泵调速注意事项 () 可能地降低运行时的凝泵出 口压力与转速 ,以获得最大的节 1尽 能效果 。 凝 泵变速运行时 的出口压 力直接关 系到凝泵 的变 速运行 节能潜 力 发挥 程度 , 在保证最小允许值 的情况下 , 要尽可能地 降低凝泵 出 口运行 压力值。机组低负荷运行时 , 了保证凝泵 的出口压力在 允许值 之上 , 为 维持凝 泵在高效率范 围内运行 , 除氧器水位调节 阀通常要参与调节 。 随 着机组负荷 的上升 , 在保 证凝泵 出口压力 与流量 的前 提下 , 尽可能降 要 低凝泵转速 、 加除氧器水位调 节阀开度 , 增 也就 是说 , 在平衡点 以上 负 荷时 , 免通过 除氧器水位凋节 阀开度来 调节凝 结水流量 , 要避 以减少调 节阀的节流损失 , 提高节能效果。 ( 必须 可靠地保证凝泵出 口压力不低于最 小允许值 。 2 ) 凝泵密封水压力 厂家要求值一 般都 留有较大裕量 ,可以通过试验 逐步降低该 压力 , 从而确定 出更 为合理 的汽泵 密封水压力最小要求值 或者通过更换 密封水调节 阀来减小该阀前对凝结水压力 的要求 。 另外 , 保证凝泵出 口压力不低于最小允许值 , 有助于防止当除氧器侧压力 还 大于凝结水母 管压力 时,凝结水母管 中的水通 过凝结水 再循 环流回热

变频调速技术在发电机凝结水泵的运用

变频调速技术在发电机凝结水泵的运用

这种调节方式存在着能量损失大 、调节精度 差、 响应速度慢等不足。为改善上述凝水泵运行不 足之处 、 降低厂用电率, 技术组决定将 # 发电机 1 凝水泵的运行方式改为变频调速运行 ,作为试点 改造 项 目。 1过程 P 控制系统的组成 I # 发电机额定功率 5 MW,有凝结水泵 # 、 J 0 1 23三台。正常运行 为一备两用 。电动机均为 、 10 W、 C 8  ̄,0 A。 0 K A 3 0 2 2 改造后 用变 频 器控制 #1 、 2 ,整个系统由变频器 、I 泵 PD调节器 、手动操作
引言
现有两台 5 MW 发电机 , 0 它的附属设备凝结 水泵原是 以丁频(0 Z , 5 H )电压 3 0 8 V传统恒速加 再循环回路构成凝汽器水位控制 系统。机组正常 运行时 ,通过控制再循环回路的循环 门开度进行 凝汽器 回路组成 。 手操器在自动状态时 , 自手操 来 器 的数字量输入 1( I )使系统切换到主控 回 D N1 路 ,实现水位 自动调节 。手操器在手动状态时 , D N 使系统切换到跟踪 回 , D输出直接跟踪 I1 路 P I 于操输 H ,实现手操器转换到手动状态时二者之 j 问 的无 扰 动切换 , 如图 3所 示。
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科 苑 论谈 Jl l
朱琼 珍
科 黑江 技信息 —龙— — —
变频调速技术在发 电机凝 结水泵 的运用
( 东 省 交通 高级 技 工 学校 , 东 佛 山 5 8 0 ) 广 广 20 0
摘 要 : 分析 电机 凝结水泵传统控 制方法及传统运行 方式局 限性的基础上 , 在 结合火 电厂生产过程 的特殊性 , 分析 了P 控制 用于凝 结水位控 I 制 系统主要设备的 工作原理和连接 , 围绕 着节约能源及提 高系统 可靠性 , 分析 了变频 系统 的电气控 制接 线及 功能。 关键词 : 变频 调 速 ; 结 水 泵 ; 约 电 能 ;I 凝 节 PD调 节 器 ; 制 回路 控

火电厂中凝结水泵变频技术的节能应用研究

火电厂中凝结水泵变频技术的节能应用研究

火电厂中凝结水泵变频技术的节能应用研究摘要:凝结水泵作为电厂的主要辅机设备之一,其运行过程中存在能耗过高等问题。

本文通过重点介绍凝结水泵变频技术在火电厂应用中的节能效果,体现凝结水泵变频技术的节能价值,并对火电厂中的凝结水泵变频技术作了表层分析。

关键词:火电厂;凝结水泵变频技术;节能应用引言变频能够通过改变供电的频率,达到降低功耗和减小损耗的目的,而变频技术是通过改变交流电的电频,达到控制交流电的目的的一种技术。

变频技术对火电厂中的凝结水泵进行改造,能够推动火电厂的整个运作系统以节能的方式进行运作,大大减少对能源的消耗,进而提高对能源的利用率。

一、浅析火电厂中的凝结水泵变频技术由于传统的凝结水泵存在损耗大的缺陷,与火电厂节能的目标不相符,因此,需要对传统的凝结水泵进行改造。

将变频技术与凝结水泵相结合,借助变频技术能够通过改变交流电频率,实现对交流电的控制这一技术,降低凝结水泵的能源消耗以及在截流时产生的不必要损失。

凝结水泵变频技术的改造原理如下:(1)综合考虑影响因素,确保用水充足。

凝结水泵中的除氧器水位与凝汽器水位之间相互影响并且二者也受外界的诸多因素影响,因此,在进行技术改造时,要注重考虑。

即使凝结水泵在负电荷的情况下运行,也要保证辅助设备能够用水充足;(2)协调三方压力。

在进行技术改造方案设计时,需要考虑除氧器水位、凝结水母管压力以及凝汽器水位之间的压力情况。

因此,在进行设计时,将控制系统进行了细分设计,确保三者的运行状态是最佳的,借此来保证整个火电厂机组运行时是平稳的。

(3)根据考虑角度的不同,在进行凝结水泵的技术改造时,既可以选择使用高压变频,也可以选择保留差动保护的方式进行改造。

二、分析凝结水泵变频技术在火电厂中的节能应用(一)在最小流量调节中的应用在火电厂机组进行运作时,需要保证凝结水泵中的最小流量。

但凝结水泵的最小流量受凝结水泵自身运作时的工频和转频影响。

在进行凝结水泵变频技术的应用时,要考虑如何保证机组对最小流量的需求。

高压变频器在火电厂凝结水泵上的应用

高压变频器在火电厂凝结水泵上的应用
大 , 矩 分 量 将 相 应 减 小 , 载 能 力 也 将 随 之 下 降 , 重 饱 和 时 转 带 严 则 会 因 绕 组 过 热 而 损 坏 电机 。 流 异 步 电机 中 , 通 交 磁 由定 子
22 .
和 转 子 磁 势 合 成 产 生 , 要 控 制 好 定 子 的 E 和 便 可 达 到 控 只 制 磁 通 的 目的 。因 此 , 要保 持 不变 , 当频 率 .从 额 定值 厂
如 每个功率单元输 出交流有效值 V 7  ̄57V, 为 了近 似 地 保 持 气 隙 磁 通 不 变 , 以便 充 分 利 用 电机 铁 芯 , 联为例 , 图 3所示 , 6 线 0 输 发 挥 电机 产 生 转 矩 的 能力 , 在 基 频 以下 须 采 用 恒 压 频 比控 制 。 相 电压 即达到 342V, 电压则 为 60 0V; 出相 电压 波 形
否 适 当 , 不合 理 的设 定值 能根 据运 行工 况进 行 自适 应调 整 。 对 泵 变 频 运 行 解 决 了 电机 启 动 时 的大 电流 冲 击 问题 ,消 除 了大 启
3 凝 结 水 泵 一 次 回路 设 计
动 电流对 电机、 传动系 统和主机 的冲击应 力, 大大降低 了日常 的
频 器 的一 次 回路及 控制 逻辑 设 计 , 并对 应用 变频 器 后的 运行 效 果进行 了介绍 。 关键 词 : 高压变 频器 ; 结水 泵 ; 能分析 凝 节
0 引 言 随 着 电力 电子 技 术 、 息 技 术 和 现 代 控 制 理 论 等 在 调 速 系 信 统 中 的应 用 , 频 调 速 已逐 步 代 替 了 过 去 的 滑 差 调 速 、 子 调 变 定 速 、 极调 速 、 力耦 合 器 调 速 、 变 液 串极 调 速 及 直 流 电机 调 速 等 调 速 方 式 , 工 业 生 产 中 得 到 广 泛 的应 用 。 目前 的变 频 调 速 技 术 在

变频器在700 MW机组凝结水泵上的应用

变频器在700 MW机组凝结水泵上的应用

变频器在700 MW机组凝结水泵上的应用江西丰城二期电厂有2台700 MW氢冷机组(#5、#6),第一台机组于2007年1月投产发电,第二台机组于2007年5月份投产发电(一期4台300 MW机组)。

每台机组配备两台上海凯士比泵业有限公司生产的凝结水泵,水泵电动机为湘潭电机厂产品。

凝结水系统设计为两台100%容量凝泵互为备用,凝结水流量靠除氧器上水调门调节。

在这种方式下,凝结水泵采用定速运行,凝结水水压、流量采用阀门节流方式调节,节流损失大,出口压力高、管道损失严重、系统效率低,使得凝结水泵长期处于不经济运行状态。

经过调研,决定对凝结水泵增设大功率变频器,通过对驱动电机进行变频调速,把传统的节流调节方式改为变频调速调节方式,凝泵变频调速节能效果比较显著。

同时,变频方式下电机启动可减少对电机的大电流冲击,正常运行时减少了转动机械的磨损,可适当延长设备的正常使用寿命。

两台机组分别于2007的10月、2008年5月完成技术改造,取得了良好的安全、经济效益。

1 凝结水泵变频改造情况1.1 变频器选型通过调研,结合凝结水泵及配套电动机的主要技术参数和运行情况,在考虑既要充分满足生产需要,又能节省改进投资及减少配套设施的前提下,决定采用《北京利德华福电气有限公司》制造的高压大功率变频器,该变频器适用于对大功率风机、泵类等具有平方转矩特性的负载进行变频调节,可取代传统方式通过挡板、调节阀对热力系统参数的控制,达到节能降耗的目的。

凝结水泵及配套电动机的主要技术参数见表1,高压大功率变频器主要技术参数见表2。

1.2 变频改造方案1)主回路方案。

对于凝泵变频改造,我们本着投资最省、改动最小、收益最大的原则,综合比较了多种接线方案,决定采用一拖一带旁路方式,如图1所示。

正常运行时A泵以变频节能方式运行,如变频系统图1 凝结水泵变频改造电气原理图出线故障,自动切换至另一台备用B泵,以工频方式运行,此时使用原来的调节方式,保证系统的正常运行。

凝结水泵高压变频器应用演讲资料

凝结水泵高压变频器应用演讲资料
0MW机组调速凝结水泵进行各工况的节电计算,部分数据列入表1,其中第一列 TMCR工况是凝结水精处理装置投运时的数据。 表1 300MW机组凝结水泵调速计算部分数据表
项目 机组发电功率 凝结水流量 定速凝结水泵的运行数据: 泵的扬程 泵的效率 电动机耗电功率 凝结水系统的运行数据: 凝结水系统总压降 调节阀工作压降 调阀压降/系统总压降 变速凝结水泵的运行数据: 调速泵的效率 调速泵转速 消耗电功率 节省电功率 节电率 % r/min kW kW % 0.808 1309 641.4 201.1 23.86 0.812 1227 542.8 299.7 35.57 0.808 1070 352.9 415.2 54.06 0.803 1003 283.7 453.0 61.49 0.8 964 249.2 468.8 65.29 0.772 784 124.7 506.1 80.24 0.617 578 41.7 497.6 92.27 MPa MPa % 2.31 0.761 24.77 1.965 1.106 36.02 1.541 1.637 51.51 1.364 1.853 57.59 1.271 1.956 60.62 0.874 2.421 73.46 0.497 2.846 85.13 MPa % kW 3.071 0.785 842.5 3.071 0.785 842.5 3.178 0.735 768.0 3.217 0.7 736.6 3.227 0.677 718.0 3.295 0.552 630.8 3.344 0.308 539.3 单位 MW t/h TMCR 320 736.6 TMCR 320 736.6 89%负荷 267 607.5 80%负荷 240 548.2 75%负 荷 225 515.2 50%负荷 150 361.4 18%负 荷 54 169.9

电厂凝结水泵高压变频器应用分析

电厂凝结水泵高压变频器应用分析

电厂凝结水泵高压变频器应用分析摘要:电厂通过调节高压变频器的运行频率,可使电机转速得到改变,且调节水泵的流量和压力。

高压变频器在电厂凝结水泵上有广泛应用,当前强调运行稳定和节能效果,需要应用到高压变频调速技术,还需要严控凝结水泵高压变频器设备的招标。

电厂的节能降耗中,应该将凝结水泵高压变频器应用作为一个有效途径,积极探索凝结水泵采用高压变频器的节能降耗措施。

关键词:凝结水泵;高压变频器;高压变频调速技术一、引言电厂发电机组的安全运行中,凝结水泵节能降耗一直是重点和难点,一些电厂在机组改扩建工程中强调应用高压变频器,借助高压变频器和通过应用高压变频调速技术,可以控制凝结水泵转速,如此可以降低凝结水泵的耗能水平[1]。

凝结水泵高压变频器设备具有多样性与复杂性,并且凝结水泵运行工况较为复杂,所以电厂凝结水泵高压变频器应用会具有挑战性,需要充分掌握其中所涉及到的专业知识及操作。

为此,笔者结合现有研究成果,继续探究电厂凝结水泵高压变频器应用的相关内容,现作如下综述。

二、电厂凝结水泵高压变频器的运行工况电厂的高压变频器主要是由功率单元、移相变压器、控制器所组成,以高压变频器6KV/1250KW系列为例,是有24个功率单元,一相是由8个功率单元串联所构成。

高压变频器的各个功率单元结构保持一致,具有互换性,其输入侧是由移相变压器对每个单元进行供电。

在高压变频器的控制器中,会有一套独立于高压电源的供电体系,在提高电源电压利用率时,常用做法是应用三次谐波补偿技术。

电厂会利用高压变频器对电机转速加以改变,这一过程中需要调节高压变频器运行频率,其中涉及到凝结水泵高压变频器的运行工况。

蒸汽在汽轮机内做完功,且在凝汽器冷却凝结,此时会集中于热水井中,凝结水泵可将凝结水有效送至除氧器之中。

如此一来,凝结水泵处于连续与稳定的运行状态,并可以确保电厂安全。

比如当凝结水泵为6KV/1185KW电机,通常每一机组会配备2台凝结泵,分别是运行与备用,在调整凝汽器内的水位时,做法是改变凝结水泵出口阀门的开度。

高压变频器在火力发电厂凝结水泵中的应用分析

高压变频器在火力发电厂凝结水泵中的应用分析

在的问题 , 提 出了解决方案 , 分析了改造后的节能效应。
关键词 : 电厂. 凝结水泵 ; 高压变频器
作者简介: 王建收 ( 1 9 7 1 - ) , 男, 河南南阳 人, 南阳鸭河 口 发电有限责任公 司 运行部主任, 工程师。( 河南 南阳 4 7 3 0 0 0 )
中图分类号: T N7 7 3 文献标 识码 : A 文章编号: 1 0 0 7 - 0 0 7 9( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 1 8 2 - 0 2
1 . 现 状 介 绍
高压变频 器主要 由 旁 路柜 、 变压器 柜、 功率柜 及控制 柜组
( 1 ) 鸭河 口电厂 期安装两台3 5 0 MW机组 , 每 台机组 的凝 结水系统 ( 图3 ) 包含二台凝结水泵 , 机组正常运行时一台运行,

台备用。 系统在凝结水出口管路有三个 调节阀 ( 低 负荷凝结水
闰 2 高压 形成原理 图
功率 单元为高压变频器 的核心部件 , 功率 单元内各器件 的
高, 运行可靠和维护方便 的特点。 南阳鸭河 口 发电有限责任公司
2 0 1 1 年# l 、 2  ̄ F L B 凝泵变频 器、 # 3 、 4 机A 凝 泵变频改 造均 采用此
工作状 态及相 应的参数都有监控 和保 护。 通过控制每个功率单 元 的逆变桥I G B T , 改变 输出P WM波 形, 改变频率 , 逆变控制指
即在电机和负载之 间串人一个液 力耦合 装置 , 通过 液面的 高低 调节 电机和负载之间耦 合力的大小 , 实现负载的速度调节。
2 渖 级 调 速
流输 入电压 。 功率柜 装有多个功率单元 , 向高压 电机 提供 变频
后 的输出电源 。 控制柜 处理采集到的数据 , 实现保护、 控制的功 能, 提总第2 7 0 期
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变频器在火力发电厂凝结水泵上的应用
作者:樊龙景
来源:《武汉科技报·科教论坛》2013年第10期
【摘要】随着电力电子技术、自动控制技术、现代通信技术和高压电气技术的飞速发展,高压变频调速技术日趋成熟,在电力行业中的应用也得到很大的推广。

从本公司600MW 机组凝结水泵高压变频器使用的情况来看,变频装置工作稳定,凝结水系统的运行更加合理和稳定,同时其节能效果明显,值得在火力发电厂进一步推广应用。

【关键词】凝结水泵;变频器;节能
一、前言
大唐韩城第二发电有限责任公司位于陕西省韩城市,装备有四台600MW亚临界燃煤机组,其中I期两台机组凝结水泵在设计安装时未采用变频技术,单台机组采用“一用一备”配置。

实际应用中发现机组在满负荷运行时,电机电流最大在100A左右,具有较大的功率裕度,设备运行时特别在低负荷率时,电机的电能浪费比较严重,因而在2008年、2009年分别将这两台机组凝结水泵改为变频器运行。

二、变频器的运行方式及一次接线原理
(一)一次接线
变频装置与电动机采用“一拖二”的变频方式,一台机组采用一套变频器可以轮流拖动两台凝结水泵运行。

如图1所示,6.3kV电源经1号机凝泵变频电源开关输入到高压变频装置,变频装置输出经两台隔离刀闸K1A(1A凝泵切换刀闸)、K1B(1B凝泵切换刀闸)分别送至两台凝泵电动机。

(二)逻辑联锁
1A凝结水泵电源开关与隔离刀闸K1A(1A凝泵切换刀闸)有电气闭锁,不能同时处于“合”状态;1B凝结水泵电源开关与隔离刀闸K1B(1A凝泵切换刀闸)有电气闭锁,不能同时处于“合”状态;K1A与K1B有机械、电气闭锁,不能同时处于“合”状态。

1号机凝泵变频电源开关在合位时,有防止拉合K1A、K1B功能。

(三)运行方式
A泵变频运行,B泵工频备用。

此时1号机凝泵变频电源、K1A合闸,K1B、1A凝结水泵电源、1B凝结水泵电源断开。

B泵变频运行,A泵工频备用。

此时1B凝泵电源开关、K1B合闸,K1A、1A凝结水泵电源开关、1B凝结水泵电源开关断开。

1A凝结水泵电源自投工频的条件(变频器带B泵运行,A泵工频备用,K1A处于分闸状态):联锁投入+变频器故障停运B泵+ 1号机凝泵变频电源开关跳闸+延时;
1B凝结水泵电源自投工频的条件(变频器带A泵运行,B泵工频备用,K1B处于分闸状态):联锁投入+变频器故障停运A泵+ 1号机凝泵变频电源开关跳闸+延时;
“A泵变频运行,B泵工频备用”切换到“B泵变频运行,A泵工频备用”的步骤为:1.合1B 凝结水泵开关,B泵工频运行;2.停止变频器,跳断路器1号机凝泵变频开关,断开K1A;3.合1A凝结水泵开关,A泵工频运行;4.断开1B凝结水泵开关,B泵停止;5.合K1B;6.待B 泵完全停止后,合1号机凝泵变频电源开关,B泵变频运行。

7.B泵正常运行后,断开1A凝结水泵电源开关。

“B泵变频运行,A泵工频备用”切换到“A泵变频运行,B泵工频备用”的步骤为:1.合1A 凝结水泵电源开关,A泵工频运行;2.停止变频器,跳1号机凝泵变频电源,断开K1B;3.合1B凝结水泵电源,B泵工频;4.断开1A凝结水泵电源开关,A泵停止;5.合K1A;6.待A泵完全停止后,合1号机凝泵变频电源开关,A泵变频运行;7.A泵正常运行后,断开1B凝结水泵电源开关。

(四)变频原理
1. 交流电动机的调速特点
上述公式中n为电动机转速,f为电动机定子供电频率,p为电动机极对数,s为电动机转差率。

由上式可知,如果均匀地改变电动机定子供电频率,可以平滑地改变电动机的同步转速,在改变供电频率的同时,还需维持电机磁通恒定,即保持电动机的输出力矩不变。

2. HARSVERT-A高压变频器特点
HARSVERT-A高压变频器属于电压型高-高变频器,不需要另外加设输出变压器,只要将变频器输入端直接接在6kV的电网上,输出端直接接到高压电动机上,连接简单方便。

HARSVERT-A高压变频器整流电路采用36脉冲整流,逆变回路采用独特的单相多电平PWM控制技术,从而构成了对电源和电动机都十分友好的双完美系统,电源一侧为完美无谐波输入,电动机一侧输出为完美的正弦波,直接连接原有凝泵电动机,不需要大的改造,不需要增加输出滤波器。

通过对变频器输出PWM波形测量可以看出,波形正弦度好,dv/dt小,大大减少对电机和电缆的绝缘损坏,同时消除机械震动带来的轴承的损坏。

3. 600MW凝泵高压变频器的特殊设计
(1)功率模块的N+1冗余设计。

HARSVERT-A高压变频器采用6级串联结构形式,变压器为36脉冲输入,每个功率单元的输出电压能力仍然为700V,在正常运行模式下,由PWM调节每个功率单元的输出电压,功率单元的输出电压不用达到额定电压700V,即可保证电机运行的需要。

当某个功率单元发生故障被旁路时,由于系统具有N+1备份的功能,由PWM调节提高其余功率单元的输出电压,系统仍旧可以输出6kV的电压,满足电机运行的需要。

(2)20s快速启动功能。

根据凝结水泵的工艺要求,两台水泵要真正实现互为备用,变频水泵必须能够在20—30s内由0速启动到全速,为此针对凝结水泵的特殊工况进行特殊设计,来满足20—30s内将水泵由0启动到全速的要求。

主要采取以下手段:1.选用比标准
2150kW/6kV高压变频器具有更大电流承载能力的IGBT器件、电解电容和整流桥,提高变频器的输出电流能力,从而可以获得较大的启动电流和启动转矩,加快电机启动时间;2.变压器容量、散热器容量仍然按2150kW/6kV高压变频器设计,因为变压器本身具有较大的短时过流能力,短时的大电流也不会在变频器内产生大的热量,散热器容量也没必要加大,这样可以将高压变频器的成本控制在合理范围内;3.从控制方式上,高压变频器启动时采用飞车启动功能将电机转速在20s内直接升至命令频率,按照转速-时间曲线进行速度调节,使得在一定的电流负载下,获得总体较快的加速效果。

4.过流保护设定上,采用不同的标准。

在启动时段,变频器内部会将过流保护设定得较高,保证电机能在较大电流下启动。

正常运行时,高压变频器自动将过流保护调整为120%每分钟,以保证能对电机实现有效的过流保护。

三、变频器改造后的节能效果
(一)节能效果
取1A凝泵变频运行与1A凝泵工频运行同工况状态下(300MW、400MW、500MW、600MW)下,变频运行120分钟的电度及功率进行比较来检验节电效果。

根据2007年10月——2008年8月凝结水泵耗电量统计,平均月耗电量120万度,机组平均负荷450MW。

从图2可以看出改变频后凝结水泵的节电率在50%左右,即月节约60万度电。

(二)效益分析
1.节能效益计算
从以上分析看出,一台机组凝结水泵变频改造后全年可节约电量约720万kWh,按我厂上网电价0.3元/kWh计算,全年可增收216万元左右,可见经济效益非常可观。

2.投资回报
单台机组凝结水泵变频改造(包括控制系统部分)预计投资大约270万元左右,变频器改造后每年可节约216万元左右,那么不到一年半就可以收回投资。

四、变频凝泵调速后的其它优点
变频调速不仅节能效益显著,而且可以明显改善系统的安全可靠性,有以下几个方面的优点。

(一)可减少电机启动时的电流冲击
电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的7倍,星角启动为4.5倍,电机软启动器也要达到2.5倍。

观察变频器启动的负荷曲线,可以发现它启动时基本没有冲击,电流从零开始,仅是随着转速增加而上升,不管怎样都不会超过额定电流。

因此凝泵变频解决了电机启动时的大电流冲击问题,消除了启动电流大对电机、传动系统和主机的冲击应力,防止了电机、泵等设备损坏,大大降低了日常的维护费用。

(二)可延长设备寿命,减少日常维护费用
提高了凝结水泵的可靠性,延长了凝结水泵的寿命。

采用变频调速后,低负荷时凝结水泵低速运转,泵必需的汽蚀余量(NPSH)降低,降低了泵内发生汽蚀的可能性(因泵的汽蚀余量近似与泵的转速的平方成正比),延长了水泵的寿命。

同时使用变频器可使电机转速变化沿凝泵的加减速特性曲线变化,没有应力负载作用于轴承上,延长了轴承、电机的寿命,降低了检修次数,节约了维护费用。

(三)提高系统可靠性
变速调速运行时,其出口调节门可以全开,利用转速调节流量和压力,改善了由于阀门调节时对管系的冲击,降低了调节阀前后的管系泄漏的可能性,从而减少了维护工作量,提高了系统的安全可靠性。

另外由于小流量时的转速低,这样降低了泵及系统的噪音,改善了运行环境。

五、结论
变频器在我公司凝结水泵上的成功使用,表明了变频器可以满足大功率发电机组的辅机控制,而且也证明了设备改造后,维护费用大幅减少,安全性能大幅提高、节能效果显著,为今后600MW以上机组变频改造提供了良好的成功经验,变频器改造应在火电厂积极推广。

参考文献:
[1]600MW火电机组培训教材(电气分册)[M].中国电力出版社.
[2]北京利德华福电气技术有限公司,郑家海,黄桂英,吕泽玉等.,HARSVERT-A高压变频器技术手册[Z].
[3]西门子(上海)电气传动设备有限公司.空冷型完美无谐波系列新一代控制NBH 高压变频器(用户手册说明书)[Z].
[4]西门子(上海)电气传动设备有限公司大型传动罗宾康部许红强编写,大唐韩城第二发电有限责任公司,1、2号凝结水泵变频器调试大纲[Z].
[5]西门子(上海)电气传动设备有限公司大型传动罗宾康部许红强编写,大唐韩城第二发电有限责任公司,1、2号凝结水泵变频器调试报告[Z].。

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