變頻控制在鍋爐給水系統(tǒng)的應(yīng)用方案

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 變頻控制在鍋爐給水系統(tǒng)的應(yīng)用方案 1 引言 該改造項(xiàng)目為某熱電廠100MW機(jī)組380t/h煤粉鍋爐給水系統(tǒng)。系統(tǒng)共有三臺1600kW/6kV給水泵，運(yùn)行方式為兩用一備。 通過對給水系統(tǒng)變頻改造方案的論證，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況；終對100MW機(jī)組的給水系統(tǒng)改造制定的動力系統(tǒng)方案為二拖三自動切換方案，系統(tǒng)電氣原理圖如下所示。其中#3、#4、#5為給水泵原有高壓開關(guān)，QF01、QF02為6kV母線室的I、II段備用高壓開關(guān)間隔。在汽機(jī)側(cè)高壓變頻器室安裝兩臺 HARSVERT-A06/200變頻器，并且分別配備安裝兩臺KYN28-12Z高壓開關(guān)，即QF21QF24。 為了

2、實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)變頻改造后實(shí)現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)，在集控室電子間增加了一臺給水變頻控制系統(tǒng)柜。用于實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)的變頻、工頻方式下的運(yùn)行、切換、聯(lián)鎖等邏輯處理功能以及實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行方式下的給水自動調(diào)節(jié)功能，滿足機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的需要。 該系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后，通過近一年的實(shí)際運(yùn)行證明改造是成功的；并且取得了良好的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)收益。 2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 給水系統(tǒng)在采用二拖三自動切換方案，獨(dú)立的給水控制系統(tǒng)后，主要實(shí)現(xiàn)了以下功能： （1）實(shí)現(xiàn)“一變或一工”、“兩變一備”、“一工一變一備用”、“兩工一備”四種運(yùn)行模式。 （2）3、4、5三臺給水泵均可以處于變頻工頻運(yùn)行狀態(tài)。 （3）每臺給水泵任一運(yùn)行模式下，系統(tǒng)具備完全的電氣

3、、邏輯閉鎖和聯(lián)鎖雙重關(guān)系有效。即：高壓開關(guān)QF3（3給）與QF24之間，QF4（4給）與 QF21之間，QF5（5給）與QF22、QF23之間、QF21與QF22之間、QF23與QF24之間均存在有效閉鎖關(guān)系。單臺運(yùn)行泵跳閘，備用泵投入系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動備用泵。 （4）給水泵處于工頻或變頻運(yùn)行方式下，潤滑油泵的聯(lián)鎖以及給水泵的軸溫、震動等保護(hù)回路動作準(zhǔn)確有效。 （5）給水泵工/變頻運(yùn)行及切換時，系統(tǒng)均準(zhǔn)確聯(lián)動泵出口電動門動作且開啟事件自動選擇，運(yùn)行平穩(wěn)。 （6）能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)方操作和就地操作功能。 （7）具備遠(yuǎn)程報警、故障指示和故障自診斷處理能力。 （8）系統(tǒng)能夠在機(jī)組30100MW負(fù)荷之間，實(shí)現(xiàn)各

4、種運(yùn)行模式下的汽包水位自動調(diào)節(jié)及連續(xù)平穩(wěn)切換控制。 3 系統(tǒng)優(yōu)化 根據(jù)設(shè)計思想的“改動”原則，該系統(tǒng)僅在現(xiàn)有給水系統(tǒng)中增加了三臺給水泵的運(yùn)行方式選擇開關(guān)，對工/變頻高壓開關(guān)的二次控制回路開展了電氣閉鎖改造。增加四臺高壓開關(guān)，一臺系統(tǒng)控制柜和兩臺變頻器經(jīng)施工、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)后即可投入使用；系統(tǒng)集成化程度高，設(shè)計構(gòu)造緊湊、合理，大大減輕了系統(tǒng)改造周期和成本。 由于在該系統(tǒng)的設(shè)計論證時，推算采用一工一變運(yùn)行方式的機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力只有74100MW。在實(shí)際的調(diào)試過程中，該論斷得到證實(shí)。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷減至 76MW時，變頻給水泵的排量降低至7080t/h；工頻泵排量200 t/h。由于此時為防止變頻給水泵進(jìn)入不安

5、全工作區(qū)，因此系統(tǒng)開啟給水泵再循環(huán)門，保持給水泵流量值。 一工一變運(yùn)行方式是系統(tǒng)運(yùn)行過程中的一種中間運(yùn)行方式，僅作為給水泵倒泵操作或變頻器故障跳閘情況下的后備方式。但是“一工一變” 運(yùn)行模式下的平穩(wěn)運(yùn)行和實(shí)際可操控性，大大減低了系統(tǒng)在運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變過程中對機(jī)組運(yùn)行安全的威脅。 實(shí)踐證明：兩臺給水泵在一定的負(fù)荷條件下，是能夠?qū)崿F(xiàn)“一工一變”運(yùn)行的。并且對兩臺變頻的給水系統(tǒng)而言具有重要的意義。 4 實(shí)際運(yùn)行效果 4.1 控制品質(zhì) 通過對變頻改造前后，兩臺工頻運(yùn)行給水調(diào)整閥控制和兩臺變頻運(yùn)行給水泵變頻控制的實(shí)際運(yùn)行比較，主要表達(dá)以下幾方面： 采用變頻控制方式，汽包水位的控制品質(zhì)由改造前的30mm波動變

6、為改造后10mm波動，控制品質(zhì)得到明顯提高。 變頻改造前，在機(jī)組增減負(fù)荷時，給水調(diào)整門無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的及時響應(yīng)，往往導(dǎo)致汽包水位自動解除，需要人為干預(yù)才能維持系統(tǒng)運(yùn)行，自動投入率低。變頻改造后，系統(tǒng)響應(yīng)速度增加，完夠滿足機(jī)組增減負(fù)荷的需求。保證汽包水位不超調(diào)，提高了自動化運(yùn)行水平，保證了機(jī)組運(yùn)行安全。 根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變化，尤其是在機(jī)組啟動過程中，合理配置系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)造，大大減輕了運(yùn)行操作工作量。在不同的運(yùn)行模式下以及切換過程中均能夠完全實(shí)現(xiàn)水位自動控制。 4.2 模式切換 在系統(tǒng)出現(xiàn)單臺設(shè)備故障時或者需要開展定期倒泵操作時，可以實(shí)現(xiàn)水位自動情況下的平穩(wěn)過渡，系統(tǒng)自動實(shí)現(xiàn)內(nèi)部不同模式下的控制策略平穩(wěn)無擾動切換。在機(jī)組80MW負(fù)荷情況下的運(yùn)行模式切換試驗(yàn)證實(shí)，系統(tǒng)具有良好的響應(yīng)速度和控制品質(zhì)，完全可以滿足實(shí)際運(yùn)行需要。 4.3 實(shí)際節(jié)電效果 根據(jù)近一年來的實(shí)際運(yùn)行情況，對鍋爐在不同負(fù)荷情況下的給水泵單耗統(tǒng)計，改造前后給水單耗水平有了明顯的下降。具體可參見下列圖表。 20*年季度的實(shí)際節(jié)電效果統(tǒng)計如下表所示： 如果按照平均負(fù)荷84，每年運(yùn)行8000小時開展推算，可節(jié)約電量584.6萬度。以每度0.25元的上網(wǎng)電價計算，年可節(jié)約146.15萬元；大約3年即可收回投資。 5 結(jié)語 上述的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)踐情況充分說明：在鍋爐給水系統(tǒng)中采用完整的給水變頻控制系統(tǒng)解決方案能夠有