高壓變頻器在大連開發(fā)區(qū)熱電廠給水泵中的應(yīng)用

1、高壓變頻器在大連開發(fā)區(qū)熱電廠給水泵中的應(yīng)用    大連開發(fā)區(qū)熱電廠是目前大連開發(fā)區(qū)唯一的以供熱為主，熱電聯(lián)產(chǎn)的燃煤電廠。目前總裝機(jī)容量為14.4萬kW、兩臺6萬kW和兩臺1.2萬kW機(jī)組，兩臺75t/h，一臺130t/h，三臺220t/h鍋爐。2000年，大連開發(fā)區(qū)熱電廠重組，成為國電電力發(fā)展股份有限公司下屬的全資發(fā)電、供熱企業(yè)。近年來，隨著電、煤價(jià)格逐步上漲，我廠發(fā)電成本逐年增加，為降低廠用電率，我們通過多方調(diào)研，決定對廠內(nèi)的高壓電機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造，以提高企業(yè)的市場競爭能力。大連開發(fā)區(qū)熱電廠是目前大連開發(fā)區(qū)唯一的以供熱為主，熱電聯(lián)產(chǎn)的燃煤電廠。目前總

2、裝機(jī)容量為14.4萬kW、兩臺6萬kW和兩臺1.2萬kW機(jī)組，兩臺75t/h，一臺130t/h，三臺220t/h鍋爐。2000年，大連開發(fā)區(qū)熱電廠重組，成為國電電力發(fā)展股份有限公司下屬的全資發(fā)電、供熱企業(yè)。近年來，隨著電、煤價(jià)格逐步上漲，我廠發(fā)電成本逐年增加，為降低廠用電率，我們通過多方調(diào)研，決定對廠內(nèi)的高壓電機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造，以提高企業(yè)的市場競爭能力。我廠二期三臺220t/h鍋爐，配備四臺高壓給水泵。四臺水泵入口側(cè)的取水均取自除氧器出口的公用母管，給水泵出口側(cè)均匯入同一母管，鍋爐的給水量靠水位調(diào)節(jié)門進(jìn)行控制，如果給水量偏差大的時(shí)候，就需要開給水再循環(huán)門，部分水量再回到除氧器，形成了自循環(huán)，

3、浪費(fèi)了大量的水資源和電力資源，有較大的節(jié)能潛力。熱網(wǎng)循環(huán)泵改造前，供熱負(fù)荷變化時(shí)需要通過調(diào)節(jié)泵的出口門的開度來調(diào)節(jié)水量，實(shí)際上是靠壓損來減少給水流量，而電機(jī)的出力卻沒有變化。調(diào)速改造后，就可以將出口門全部打開，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制流量，可以方便的調(diào)整機(jī)組的供熱量，也具有非常大的節(jié)能潛力。2005年，我們實(shí)地考查并比較了多家高壓變頻器生產(chǎn)廠家，最終，選擇了國內(nèi)高壓變頻器市場占有率最高的北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器，對一臺鍋爐給水泵電機(jī)和一臺熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速改造。1主回路方案變頻控制為一拖一方案，配備一臺變頻器。變頻調(diào)速系統(tǒng)接于6kV電壓等級的主動力電源系統(tǒng)，用于電動機(jī)的

4、變頻調(diào)速。為增加運(yùn)行安全性，變頻系統(tǒng)增加旁路，設(shè)計(jì)方案如下：此方案是手動旁路的典型方案,原理是由3個(gè)高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成（見下圖）。要求QS2和QS3不能同時(shí)閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí)，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運(yùn)行時(shí)，QS3閉合，QS1和QS2斷開。為了實(shí)現(xiàn)變頻器故障保護(hù)，變頻器對現(xiàn)場高壓斷路器QF進(jìn)行連鎖，一旦變頻器故障，變頻器跳開QF。電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，變頻器允許QF合閘，撤消對QF的跳閘信號，使電機(jī)能正常通過QF合閘工頻啟動。2鍋爐給水泵和電機(jī)的參數(shù)配套電機(jī)參數(shù)：     電動機(jī)型號 YK16

5、00-2/990 額定電壓（U0） 6KV     額定功率（Pdn） 1600kW 轉(zhuǎn) 速（n0） 2980r/min     額定電流（I0） 186.5A 功率因數(shù) 0.86  配套給水泵參數(shù)：    給水泵型號 DG230-140 效率 76%     軸功率&

6、#160;1200kW 轉(zhuǎn) 速（n0） 2960r/min     額定流量 230噸/小時(shí) 揚(yáng)程 1470米  3熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)參數(shù)    電動機(jī)型號 Y400-4 額定電壓（U0） 6KV     額定功率（Pdn） 500kW 轉(zhuǎn) 速（n0） 1480r/min   

7、60; 額定電流（I0） 59A 功率因數(shù) 0.87  4變頻器的選型 根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，鍋爐給水泵電機(jī)的最大工作電流不超過150A，據(jù)此選用變頻器的型號為HARSVERT-A06/170，變頻器額定輸出電流為170A，完全滿足現(xiàn)場負(fù)載運(yùn)行的要求。熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)配套變頻器選用型號為HARSVERT-A06/050，變頻器額定電流為50A，同電機(jī)額定容量匹配，滿足用戶要求。5給水泵變頻器的現(xiàn)場控制實(shí)現(xiàn)給水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)采用外接4-20mA電流源來控制變頻器的輸出頻率，該電流源信號來自于一塊Anthone牌LU-900M智能調(diào)節(jié)

8、儀。該控制儀表接入4-20mA管道壓力信號，儀表帶有PI控制器，可以通過控制儀表盤調(diào)節(jié)設(shè)定值，同時(shí)該儀表還可以對閉環(huán)控制和開環(huán)控制進(jìn)行無擾切換。系統(tǒng)圖如下：6節(jié)能效果鍋爐給水泵改造前電機(jī)電流約為120130A，改造后電機(jī)電流變?yōu)椋?0110 A。熱網(wǎng)循環(huán)泵改造前后，循環(huán)泵流量基本相同，改造前電機(jī)電流約為55A左右，改造后電流約為45A。7應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果1）、改善了工藝。在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中，泵的參數(shù)（尤其是流量）需時(shí)常調(diào)整，不僅需要節(jié)參數(shù)，而且備用設(shè)備需時(shí)常切換。根據(jù)工藝的變動，工藝參數(shù)又主要通過調(diào)節(jié)出口門來控制，人工關(guān)小或開大閥門不僅費(fèi)事，速度慢，也縮短閥門的壽

9、命（填料及閥桿的磨損）。采用變頻調(diào)速就不用調(diào)節(jié)出口閥，只需在控制室內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可。變頻啟動轉(zhuǎn)速可以從零開始逐漸升高，因此，帶負(fù)荷直接啟動不會有較大的啟動電流，避免了通常泵組首先關(guān)閉出口閥后再啟動的要求（無載啟動是為了降低啟動電流，保護(hù)電機(jī)）。2）、維護(hù)量減少。采用變頻調(diào)速后，可以避免因通過閥門控制使泵過多偏離額定工作區(qū)而引起的振動。通常情況下，變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低泵的轉(zhuǎn)速，由于啟動緩慢及轉(zhuǎn)速的降低，相應(yīng)地延長了許多零部件，特別是密封、軸承的壽命。3）、工作強(qiáng)度降低。由于調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備與備用設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行和相應(yīng)的保護(hù)及故障報(bào)警，操作工作由手動轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的無人操作，大大降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，為優(yōu)化運(yùn)營提供了可靠保證。 4）、減少了對電網(wǎng)的沖擊。給水泵工頻起動時(shí)，啟動電流達(dá)到額定電流的67倍，由于廠用電源串有電抗器供電，造成電抗器壓降過大，使廠用電系統(tǒng)母線電壓降低，對接于該母線上的負(fù)荷都會造成波動。采用變頻調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟啟動，電機(jī)啟動電流只是額定電流，啟動時(shí)間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)無大的沖擊，同時(shí)減輕了起動機(jī)械轉(zhuǎn)矩對電機(jī)機(jī)械損傷，有效的延長了電機(jī)的使用壽命