凝结水系统变频运行改造措施及效果

凝结水系统变频运行改造措施及效果

【摘要】分析了发电厂凝结水系统进行变频改造的意义，探究了凝结水系统变频改造的措施及注意事项。对变频改造方式和传统的工频运行方式进行了比较，发现经过变频改造后，具有较好的节能效果。

【关键词】凝结水系统；变频改造；节能效果

随着科技的发展和人们生活水平的提高，对于能源的需求越来越广泛，地球上不可再生能源的数量日益减少。为了节约能源，实现可持续发展，低碳节能成为目前社会发展的一个主要趋势。对于我国发电厂来说，管理工作的重中之重就是加快节能技改，降低能源的消耗，降低成本，提高发电厂的经济效益。在发电厂中，凝结水系统是起着关键作用的动力设备，在实际运行过程中电能消耗量巨大，如果能够提高凝结水泵的工作效率，使其工作在最佳状态，则能够节省大量的能源。

1、凝结水系统变频改造的意义

在电厂的实际运行过程中，凝结水系统随着机组的发电与工况的变化，系统中除氧器水位调节方式也随之变化。在传统的工频设计中，对于运行过程的出水量无法自动调节，只能简单通过进水调节阀开控制水位，出水只能通过再循环门来控制，凝结水系统没有教好的自动调节手段。这种传统的调控模式导致凝结水系统的电能消耗比较大，尤其是在低负荷工作状态，功率和电能损耗更严重。因此，为了节约能源，提高效益，可以采用变频调速装置对凝结水系统的电气设备进行变频控制，使电气设备的功耗能够随着负荷的变化而变化，以达到凝结水泵的给水量能够随着负荷的变化自动调节。这样，不仅是减少凝结水系统的补水量，而且能够大幅提高凝结水系统的可靠性和利用率，提高工作效率，节省能源，保持最佳经济运行状态，达到节能降耗的目的。

2、凝结水系统变频运行的改造措施及注意事项

随着科技的快速发展，变频器的发展也日新月异，型号和种类具有多样性，笔者结合电厂的实际情况，提出了以下几种改造措施。

2.1改造措施

第一、开环控制的通用变频器三相异步电动机变频调速系统

a、原理图

b、该控制系统的特点

优点：结构简单、运行的稳定性和可靠性高；

缺点：开环的控制方式决定了其调速的精度和动态响应特性比较差，特别在低俗运转的区域，调速的范围和精度都不高，很难达到0.5%的精度要求。因此这种变频调速模式仅适用于那些对精度要求不高的电气设备的变频。

第二、无速度传感器的矢量控制变频器异步电动机变频调速系统

a、原理图

b、该控制系统特点

对比图1和图2可知，两者的不同在于所选择的变频器种类。图2采用的是无速度传感器矢量控制的变频器，这种类型的变频器可以对三相异步电动机的磁通和转矩电流进行检测和控制，能够使三相异步电动机的电压和频率自动发生变化，以保证指令值与实际的检测结果保持相同，达到矢量控制的目的。虽然图2的系统也属于开环控制系统，但是大大提高了调速的范围和精度，转速的精度约等于0.5%，转速的相应也大幅度提高。

第三、带速度传感器矢量控制变频器的异步电机闭环变频调速系统

a、原理图

b、该控制系统的特点

优点：可进行调速的范围比较广，既能在低速区控制，也能在高速区控制；能够对转矩进行精确控制；动态响应速度快；电动机的加速度具有很好的特性等。

缺点：异步电动机由于安装了速度传感器，其结构和可靠性有了一定程度的降低；运行的电路多了反馈环节，提高了电路出现故障的几率。

上述三种变频改进措施，可以依据电厂的实际情况进行选择。

2.2选择变频器的注意事项

（1）可靠性高

由于发电厂的特殊性，变频器必须具备很高的可靠性，以保证发电厂的正常和安全运行。

（2）变频器输入谐波对电力系统造成的影响

若变频器产生较多的谐波，将会给发电厂的系统造成以下危害：继电保护装置误动作；测量仪表的精度降低；给电厂其他电力设备的正常运行造成较大影响；导致电厂用电设备损耗增加，甚至损坏。

（3）变频器输出波形对电机的影响

目前很多电厂在进行凝结水变频系统改造时，都是属于旧有设备的改造，而旧设备多数是设计为电网直接运行的，要求基本的电压波形属于正弦波。若变频器输出波形质量低，则会引起电机过热、转矩脉动、噪音增大等，这些都降低了电机的绝缘效果。

（4）变频器要有可靠的冷却装置

变频器早高温状态运行时，很容易出现骤停的现象，因此变频器在运行时，最好有两套冷却装置，并且这两套冷却装置要相互独立，互不依赖。

（5）变频器要有良好的运行环境

变频器应运行在清洁、通风、干燥的环境，变频器的变压器柜和滤网应该定期清扫。如果运行环境较差，将会阻塞变频器功率柜的滤网，导致冷却效果降低、功率柜温度超过极限而停止运行。

3、凝结水系统变频改造的运行效果

3.1高压变频器的选择

笔者结合自身电厂的特点，最终决定选用广州智光电机有限公司的Zinvert-A5H1250/6Y高压变频调速装置，选择其主要原因如下：

（1）具有完善的功能系统

该高压变频装置具备完善的自控与通信功能，主控制室还配备监控计算机，最大可监控的距离远达1200m，并且该系统还具有成本低、抗干扰能力强、监控距离远、实现较好的人机交互、能多种方式显示设备的运行状态、操作方便、显示直观、便于维护等优点。

（2）控制系统可靠性强

凝结水系统在进行改造时，所有信号的检测和驱动系统与现用的DCS系统是完全独立的，因此调节时采用定频运行阀门控制，若后续进行DCS改造，也可以采用前面的控制系统，两者具有相同的控制系统，能够极大的提高控制系统运行的可靠性。（3）变频器可靠性措施方案

为了保证改造后变频系统的可靠性，能够提前设置故障预处理方案，以防止当变频系统出现故障时，能够将电机投切到工频下运行，确保凝结水系统能够正常工作。具体做法是：给改造后的变频系统配置旁路柜，一旦变频系统发生异常，控制器就会自动跳开DLI，连锁关闭变频系统的出水阀门，同时连锁启动整个系