電廠凝結(jié)水泵采用“一拖二”控制方式進(jìn)行變頻改造的應(yīng)用實(shí)例

電廠凝結(jié)水泵采用“一拖二”控制方式

進(jìn)行變頻改造的應(yīng)用實(shí)例一、引言凝結(jié)水泵是發(fā)電廠的重要輔助設(shè)備，它負(fù)責(zé)把汽輪機(jī)排汽產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)行升壓以便回收和再利用。由于機(jī)組負(fù)荷經(jīng)常需要變化，致使汽輪機(jī)產(chǎn)生的凝結(jié)水量也時常變化，造成汽輪機(jī)凝汽器中凝結(jié)水位不穩(wěn)定。凝結(jié)水位的高或低都不利于汽輪機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此在實(shí)際運(yùn)行中保持凝結(jié)水位的穩(wěn)定對汽輪機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。汽輪機(jī)凝結(jié)水位的調(diào)節(jié)方式通常是通過人工遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)凝結(jié)水再循環(huán)門的開度來控制凝結(jié)泵的出口流量，從而保持凝結(jié)水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)汽輪機(jī)工況發(fā)生變化時，為保持凝結(jié)水位的穩(wěn)定，運(yùn)行人員需要頻繁手動調(diào)節(jié)再循環(huán)門的開度，這種操作相當(dāng)于“粗調(diào)，既增加了運(yùn)行人員的工作量，同時調(diào)節(jié)速度較慢，不利于保持凝結(jié)水位的穩(wěn)定。理論分析表明：水泵是一種平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，泵的流量變化與轉(zhuǎn)速變化成正比，壓力變化與轉(zhuǎn)速變化成正比。當(dāng)降低水泵轉(zhuǎn)速時，不僅可以改變流量與壓力，同時使軸功率明顯下降即電機(jī)轉(zhuǎn)速變化能適應(yīng)負(fù)荷量的變化，具有明顯的節(jié)能效果。因此對凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速非常有必要。二、變頻改造實(shí)例兗礦集團(tuán)南屯電廠裝機(jī)容量2X50MW，每臺機(jī)組配置有兩臺凝結(jié)水泵，正常情況下為一臺工作、一臺備用。凝結(jié)水泵型號：6LDTNA-11，配套電機(jī)型號：YLB280-4，110kW。凝結(jié)水泵在運(yùn)行中主要存在的問題有：（1）在不同負(fù)荷情況下，凝結(jié)水泵均在額定功率下運(yùn)行，電能浪費(fèi)較大。（2）實(shí)際運(yùn)行中，凝結(jié)水再循環(huán)門的開度一般控制在90%左右，理論計(jì)算耗能約為30%?50%，這樣既不經(jīng)濟(jì)，也不易控制。（3）凝結(jié)水泵采用工頻直接起動，瞬間電流大，對廠用電網(wǎng)及凝結(jié)水泵電機(jī)本身均有不利影響。為此，我廠決定對凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻控制改造。1、“一拖二”的變頻控制接線方式根據(jù)凝結(jié)水泵一用一備的運(yùn)行方式，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方案比較，我們認(rèn)為采用“一拖二”的變頻控制方式比“一拖一”的變頻控制方式要有很多優(yōu)點(diǎn)。首先可節(jié)省一臺變頻器，降低了設(shè)備投資；其次大大提高了變頻器的利用率，能夠有效發(fā)揮變頻器的最大作用；再次減少了設(shè)備占地面積。當(dāng)然，“一拖二”的變頻控制方式也有其缺點(diǎn)，一旦變頻器發(fā)生故障將會自動切換到另一臺泵工頻運(yùn)行，而在運(yùn)行中工頻泵一般不能再切回到變頻狀態(tài)。下面是我廠凝結(jié)水泵采用“一拖二”的變頻控制接線方式：（改造前接線如下圖左，改造后接線如下圖右。）

0.4KV母線（）內(nèi)為5#泵電機(jī)改造前接線2#凝結(jié)泵電機(jī)1#凝結(jié)泵電機(jī)變頻器改造后接線2、實(shí)現(xiàn)的主要功能0.4KV母線（）內(nèi)為5#泵電機(jī)改造前接線2#凝結(jié)泵電機(jī)1#凝結(jié)泵電機(jī)變頻器改造后接線（1）在正常工作時可以根據(jù)汽輪機(jī)凝汽器水位的設(shè)定值自動調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，維持水位穩(wěn)定在設(shè)定水位值。（2）水位設(shè)定值可以在現(xiàn)場通過變頻器操作盤數(shù)字化設(shè)定，直觀明了，便于運(yùn)行人員在線操作管理。（3）當(dāng)一臺凝結(jié)泵變頻工作到50Hz并且接到DCS送來的高水位報(bào)警信號時，能夠自動投入另一臺凝結(jié)泵工頻工作（根據(jù)工藝要求，投入工頻工作的凝結(jié)泵停機(jī)時由人工發(fā)出停止命令）。（4）變頻控制柜拖動的兩臺凝結(jié)水泵運(yùn)行時具有雙重互鎖功能：硬件互鎖和軟件互鎖。硬件互鎖:1#凝結(jié)泵在變頻運(yùn)行時，K4與K5互鎖同時K4與K1互鎖;2#凝結(jié)泵在變頻運(yùn)行時，K4與K51#凝結(jié)泵在變頻運(yùn)行時，K4與K5互鎖同時K4與K1互鎖;2#凝結(jié)泵在變頻運(yùn)行時，K4與K5互鎖同時K5與K2互鎖;1#凝結(jié)泵在工頻運(yùn)行時，K1與K4互鎖同時K4與K5互鎖;2#凝結(jié)泵在工頻運(yùn)行時，K2與K5互鎖同時K4與K5互鎖;軟件互鎖：在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，PLC在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，PLC實(shí)時監(jiān)控每只開關(guān)（或接觸器）的開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)上述硬件互鎖邏輯及控制要求控制每臺凝結(jié)水泵的工作，禁止K1與K4,K2與K5、K4與K5同時閉合。（5）機(jī)組啟動前，可以指定任何一臺凝結(jié)水泵作為變頻泵主運(yùn)行，另一臺泵為工頻泵做備用。變頻控制柜在收到DCS送來的啟動信號時能夠自動啟動相應(yīng)水泵運(yùn)行，自動啟動時遵循下列原則：★當(dāng)1#、2#凝結(jié)泵均為停機(jī)狀態(tài)時，若DCS發(fā)出1#凝結(jié)泵啟動運(yùn)行信號，PLC控制K4閉合，K1和K5斷開，此時K1與K4，K4與K5閉鎖，1#凝結(jié)泵進(jìn)入自動變頻運(yùn)行狀態(tài)；若DCS發(fā)出的為2#凝結(jié)泵啟動運(yùn)行信號，K5閉合，K2和K4斷開，此時K2與K5，K4與K5閉鎖，2#凝結(jié)泵進(jìn)入自動變頻運(yùn)行狀態(tài)。★當(dāng)1#凝結(jié)泵變頻運(yùn)行、2#凝結(jié)泵在備用狀態(tài)時，若此時DCS發(fā)出啟動2#凝結(jié)泵信號，PLC控制K2閉合、K5斷開，此時K2與K5閉鎖，K1與K4閉鎖，2#凝結(jié)泵直接工頻啟動運(yùn)行。★當(dāng)2#凝結(jié)泵變頻運(yùn)行、1#凝結(jié)泵在備用狀態(tài)時，若此時DCS發(fā)出啟動1#凝結(jié)泵信號時，PLC控制K1閉合、K4斷開，此時K1與K4閉鎖，K2與K5閉鎖，1#凝結(jié)泵直接工頻啟動運(yùn)行?！镌谟型C(jī)信號時，發(fā)出哪一臺凝結(jié)泵停機(jī)命令，則停止相應(yīng)凝結(jié)泵的運(yùn)行?！锟刂乒裨谶\(yùn)行過程中，變頻運(yùn)行的凝結(jié)泵或工頻運(yùn)行的凝結(jié)泵均不可進(jìn)行變頻或工頻的轉(zhuǎn)換，具有互鎖功能。（6）當(dāng)一臺凝結(jié)泵在運(yùn)行過程中有故障時，能夠根據(jù)故障類型自動啟動另外一臺凝結(jié)泵投入工作。（7）在變頻控制柜本體兩臺凝結(jié)泵均設(shè)有緊急停機(jī)按鈕，在現(xiàn)場若有緊急情況時，可以就地按動“緊急停止”開關(guān)停止相應(yīng)凝結(jié)泵的運(yùn)行（不管處于變頻運(yùn)行還是工頻運(yùn)行）。3、效益分析南屯電廠自從2005年10月對兩臺機(jī)組凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻控制改造后，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，實(shí)踐證明改造是非常成功的。正常運(yùn)行中為保持凝結(jié)水母管壓力不能低于最小允許值，我們對變頻器設(shè)置了頻率下限。由于變頻器運(yùn)行穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)靈敏、快速，對凝結(jié)水位起到了“細(xì)調(diào)”的作用，凝結(jié)水再循環(huán)門可以在全關(guān)狀態(tài)，減輕了監(jiān)盤人員的勞動強(qiáng)度，受到了運(yùn)行人員的一致好評。同時，凝結(jié)水泵的節(jié)電效果也非常顯著。經(jīng)實(shí)測，正常運(yùn)行中，凝結(jié)水泵的平均