600MW機(jī)組凝結(jié)水泵變頻控制策略和節(jié)能研究

1、600 mw機(jī)組凝結(jié)水泵變頻控制策略和節(jié)能研究摘 要：本文介紹了 600 mw機(jī)組凝結(jié)水泵用變頻 器調(diào)節(jié)除氧器水位的策略以及介紹了變頻器應(yīng)用在凝潔水 泵上的節(jié)能原理及高壓、大功率變頻器在電廠凝潔水泵上的 應(yīng)用，節(jié)能效果明顯。關(guān)鍵詞：凝結(jié)水泵高壓變頻器控制策略節(jié)能中圖分類號(hào)：tm621.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào):1672-3791 (2013) 06 (b) -0108-021系統(tǒng)概述茂名熱電廠600 mw機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日 立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界壓力、一次中間再熱、沖動(dòng)式、單 軸、三缸四排汽、雙背壓、抽汽凝汽式汽輪機(jī)，其凝結(jié)水系 統(tǒng)將汽輪機(jī)低壓缸的排汽經(jīng)凝汽器凝結(jié)在熱水井中的凝結(jié)

2、水輸送至除氧器，供鍋爐給水用水，同時(shí)還向低旁、輔汽、 軸封供汽等減溫器提供減溫水。配套凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)兩臺(tái)100% 容量的凝結(jié)水泵，兩臺(tái)凝泵電機(jī)共用一套變頻裝置采用“一 拖二”變頻方案，即利用一套變頻裝置通過(guò)切換可分別拖動(dòng) 任意一臺(tái)凝結(jié)水泵電機(jī)變頻運(yùn)行，通過(guò)切換刀閘把變頻器切 換到要運(yùn)行的凝結(jié)水泵上。變頻器可以拖動(dòng)#1凝結(jié)水泵電機(jī) 實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)行，也可以通過(guò)切換拖動(dòng)#2凝結(jié)水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)行。2臺(tái)凝結(jié)水泵電機(jī)均具備工頻備用功能，正常運(yùn)行 情況下一臺(tái)變頻運(yùn)行另外一臺(tái)工頻備用。每一臺(tái)凝結(jié)水泵都 能滿足40%額定轉(zhuǎn)速以上工況的變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行?？蓪?shí)現(xiàn)任意 一臺(tái)電機(jī)的變頻運(yùn)行、另一臺(tái)工頻備用，當(dāng)變頻器發(fā)生故障

3、 時(shí)，系統(tǒng)可聯(lián)鎖另一臺(tái)工頻電機(jī)運(yùn)行。同時(shí)凝結(jié)水系統(tǒng)中設(shè)置四臺(tái)低壓加熱器、一臺(tái)軸封冷卻 器、一臺(tái)除氧器，#5、#6低壓加熱器，精處理裝置均設(shè)有各 自的凝結(jié)水旁路。#7、#8低壓加熱器設(shè)有公用的凝結(jié)水旁路。 軸封冷卻器出口設(shè)有25%額定流量的凝結(jié)水再循環(huán)管至凝汽 器。#7、#8低壓加熱器入口管道上設(shè)有主、副調(diào)整閥（副調(diào) 整閥容量是主調(diào)閥的25%）,用以調(diào)整除氧器水位。（如圖1）2除氧器水位調(diào)節(jié)策略的比較2. 1傳統(tǒng)的除氧器水位控制（凝結(jié)水泵工頻運(yùn)行策在沒(méi)有使用變頻器之前，傳統(tǒng)凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行，是凝結(jié)水泵工頻運(yùn)行，運(yùn)行中除氧器水位控制采用主、副調(diào)整閥， 用以調(diào)整除氧器水位，機(jī)組在滿負(fù)荷情況下，凝結(jié)泵出

4、口除 氧器上水調(diào)節(jié)閥開度在35%85%之間，閥門一直處在節(jié)流狀 態(tài)下工作，特別是在較低負(fù)荷或機(jī)組參與調(diào)峰時(shí)，閥門開度 更小，令凝結(jié)水泵節(jié)流損耗更大，凝泵效率也迅速降低，能 耗增大；再者凝結(jié)水系統(tǒng)采用閥門調(diào)節(jié)時(shí)，精度差，除氧器 水位波動(dòng)大；閥門長(zhǎng)期處于較高壓差下運(yùn)行，金屬磨損較大, 同時(shí)閥門門芯頻繁操作易導(dǎo)致閥門可靠性下降，影響了機(jī)組 的穩(wěn)定運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，2臺(tái)凝結(jié)水泵1臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用, 在聯(lián)鎖開關(guān)投入的情況下，若運(yùn)行泵跳閘，備用泵必須馬上 啟動(dòng)，凝結(jié)水母管壓力低的情況下，備用泵也要啟動(dòng)。當(dāng)凝 結(jié)水流量小于一定值時(shí)，邏輯強(qiáng)制打開凝結(jié)水再循環(huán)流量調(diào) 節(jié)門，流量繼續(xù)降低就聯(lián)開凝結(jié)水再循環(huán)流量電動(dòng)門

5、，防止 管道受阻時(shí)對(duì)泵體的損害。2.2采用凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行下的除氧器水位控制除氧器水位調(diào)節(jié)在高負(fù)荷時(shí)除氧器水位主調(diào)節(jié)閥和低 負(fù)荷時(shí)除氧器水位副調(diào)節(jié)門2套自動(dòng)的基礎(chǔ)上，增加了 1套 變頻自動(dòng)調(diào)節(jié)，替代以往通過(guò)改變管徑來(lái)調(diào)整流量的方式， 減少節(jié)流損失，達(dá)到節(jié)能效果。除氧器水位調(diào)節(jié)邏輯回路中 增加1個(gè)切換開關(guān)。使除氧器水位調(diào)節(jié)可在變頻調(diào)水位與壓 力調(diào)水位之間切換。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷式中：qi、hl、p1為水泵在nl轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率；q2、h2、p2為水泵在n2轉(zhuǎn)速時(shí)的相似工況條件下的流 量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率。由公式（1）、（2）、（3）可知，水泵的流量與其轉(zhuǎn)速成 正比，壓力（或揚(yáng)程

6、）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與其 轉(zhuǎn)速的立方成正比。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速降低后，其軸功率隨轉(zhuǎn)速的 三次方降低，驅(qū)動(dòng)水泵的電機(jī)所需的電功率亦可相應(yīng)降低。從上述分析可見，調(diào)速是水泵節(jié)能的重要途徑。采用變 頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的線性調(diào)節(jié)，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使除氧器水位、凝結(jié)水壓力和流量維持一定的關(guān)系。通過(guò)電科院對(duì)本廠機(jī)組調(diào)試的性能試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與工頻方式運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表lo4系統(tǒng)安全性(1) 采用變頻調(diào)水位后，操作人員無(wú)需根據(jù)負(fù)荷情況, 手動(dòng)輸入凝結(jié)水壓力指令。減少了疏忽遺漏或誤操作的可 能，在負(fù)荷變動(dòng)過(guò)程中全程實(shí)現(xiàn)除氧器水位的自動(dòng)調(diào)整。(2) 凝結(jié)水泵改變頻調(diào)水位方式后，凝結(jié)水母管壓力 降低，對(duì)泵及

7、管路的沖刷力度減弱，減少了維護(hù)成本，提高 了泵的使用壽命。(3) 凝結(jié)水泵改變頻后，啟動(dòng)方式由以前的全電壓?jiǎn)?動(dòng)改為變頻啟動(dòng)，對(duì)于電機(jī)而言，全電壓?jiǎn)?dòng)意味著電機(jī)要 突然承受大的啟動(dòng)力矩，電機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)的最大癖動(dòng)電流約 為額定電流的47倍；電機(jī)軟啟動(dòng)也要達(dá)到2.5倍。對(duì)電 機(jī)的損壞力很大。而改為變頻啟動(dòng)，觀察變頻器起動(dòng)的負(fù)荷11線，可以發(fā)現(xiàn)它啟動(dòng)時(shí)基本沒(méi)有沖擊，電流從零開始，僅 是隨著轉(zhuǎn)速增加而上升，還管怎樣都不會(huì)超過(guò)額定電流。因 此凝泵變頻支解決了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊問(wèn)題目，消除 了大啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)的沖擊應(yīng)力，大降低 日常的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。且電機(jī)是平滑地過(guò)渡到要求的轉(zhuǎn)速, 啟動(dòng)力矩小，對(duì)電機(jī)的損壞力減小，從而延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。(4) 延長(zhǎng)設(shè)備壽命：使用變頻器可使電機(jī)轉(zhuǎn)速變化沿 凝泵的加減速特性曲線變化，沒(méi)有應(yīng)力負(fù)載作用于軸承上， 延長(zhǎng)了軸承的壽命。(5) 降低噪音：凝結(jié)水泵改用變頻器后，降低水泵轉(zhuǎn) 速運(yùn)行的同時(shí)，噪音將大幅度地降低。5結(jié)論茂名熱