新型變頻工藝改良

　　1電廠凝結水泵運行現狀及改造分析

　　1.1凝結水泵係統現狀及存在的問題

　　某電廠1、2號機組，每台機組配置2台全容量（1運1備）凝結水泵，其主要技術規範。

　　根據該廠提供的凝結水泵相關(guan) 運行數據，凝結水泵的主調閥位、出口壓力和流量與(yu) 機組負荷變動的對應關(guan) 係所示。

　　可知，機組在滿負荷情況下，凝結水泵出口壓力調節閥開度為(wei) 65%左右，而在100%～66%額定負荷運行時，隨著運行負荷的逐漸降低，凝結水泵 出口壓力不斷加大，主調閥位開度逐漸減小，亦即在100%～66%額定負荷區間運行時，主調閥位開度均在65%以下，閥門一直處在節流狀態，且隨著運行負 荷的逐漸降低，節流損失越來越大。由於(yu) 機組主要在晚間參與(yu) 調峰，且每台機組的凝結水泵為(wei) 1運1備運行方式，因此凝結水泵的出力必須具有較大的調整空間；並 考慮到在低負荷運行時，凝結水泵出力變化較小，因此過多地消耗了不必要的電量，此時除氧器補水隻能依靠大量再循環水進行平衡，再考慮到除氧器一般為(wei) 高位布 置，又更多浪費了凝結水泵電動機功率。如果利用高壓變頻技術對每台機組的凝結水泵進行變頻控製，就可以實現凝結水泵的適時變負荷調節，既可改善凝結水係統 的調節品質，又可以提高凝結水係統的運行可靠性，同時根據機組的變負荷和低負荷運行情況，適時降低機組的補水量，避免凝結水泵不必要的能耗，將大大改善凝 結水係統的經濟性，節約可觀的廠用電量。

　　1.2凝結水泵變頻改造分析

　　由於(yu) 6 kV高壓電機的變頻改造費用較高，綜合考慮變頻改造的技術經濟性，本次節能改造僅(jin) 對每台300 MW機組的2台凝結水泵的電動機加裝1套變頻調速係統，全廠共加裝2套。在凝結水泵加裝變頻調速係統後，當機組根據電網的要求在Zui低不投油穩燃負荷到 100%額定負荷甚至BMCR工況運行時，凝結水泵無須以額定轉速運行，變頻調速係統可適時閉環控製凝結水泵電動機轉速，而不再需要調節閥門的開度，凝結 水泵電動機將在小電流、低頻率下運行，可以節約大量的廠用電量，預期節能效果可達50%左右。

　　2凝結水泵具體(ti) 改造方法

　　2.1改造方案

　　對應每台機組，凝結水泵正常運行方式為(wei) ：1運1備，因此隻需設置1套高壓變頻調速係統，通過切換變頻器來進行凝結水泵的運行方式調整。1套變頻 調速係統由高壓變頻器、高壓變頻器專(zhuan) 用隔離變壓器、工頻、變頻旁路切換櫃、電動機、水泵及後台控製係統構成。係統主回路電氣原理所示。

　　2.2高壓變頻器容量選配高壓變頻器容量選配。

　　2.3係統控製凝結水泵變頻裝置具有與(yu) 分散控製係統（DCS）注：旁路切換櫃開關(guan) 之間需設置機械和電氣連鎖，防止誤操作。

　　的通信接口，變頻裝置根據DCS控製指令，控製電動機的啟動、停止，控製電動機的轉速；變頻裝置通過通信接口向DCS反饋變頻裝置的主要狀態信號和故障報警信號。

　　在正常工況下，由運行人員根據工藝需要，通過對各台DCS控製係統調節凝結水泵電動機的轉速以控製凝結水流量。同時，變頻器櫃配置有控製操作裝置，可以在變頻器現場對設備的運行情況進行監控，控製變頻器啟停，直接輸入變頻器速度給定值（一般用於(yu) 設備調試、檢修）。

　　現有DCS係統需增加凝結水泵變頻器的控製功能，相應需增加部分信號隔離、傳(chuan) 送、轉換、控製方麵的器件，並對DCS係統程序做相應的修改及增加部分程序。各設備之間必要的通信信號。

　　2.4設備安裝地點及其他配套改造工作（1）安裝地點及布置。變壓器櫃等安裝地點應滿足無粉塵、無結露、無腐蝕性氣體(ti) 、環境溫度- 20～45℃，通風、散熱良好的室內(nei) ，故需在生產(chan) 現場（汽輪機房0 m）建設1座配電室。根據現場實際情況，變壓器櫃、功率單元櫃、控製櫃可采用橫向布置。

　　（2）散熱及通風。由於(yu) 變頻器和隔離變壓器工作時會(hui) 產(chan) 生一定的熱量，而周圍環境惡劣，不允許利用外界空氣自然散熱，配電室中需安裝空調，保證合適的配電室內(nei) 部溫度。

　　（3）電纜敷設。由於(yu) 變頻裝置與(yu) 配電室、主控室不在一起，相互間的動力及控製線纜需重新架設。

　　（4）控製係統改造。將變頻裝置信號接入現場DCS控製係統，變頻裝置根據DCS控製指令，控製電動機的啟動、停止，控製電動機的轉速；變頻裝 置通過通信接口向DCS反饋變頻裝置的主要狀態信號和故障報警信號。DCS係統需增加部分信號隔離、傳(chuan) 送、轉換、控製方麵的器件，並對DCS係統程序做相 應的修改，並增加部分程序。

　　3改造效果及節能分析

　　3.1改造的效果（1）采用先進的變頻器調速技術和PLC控製技術，由變頻器實現無級平滑調速，動態響應快。調整靈活穩定，大大提高了係統的自動化程度，凝結水泵的流量調節性能也得到很大提高。

　　（2）實行變頻調速後，通過改變變頻器的頻率來調節電動機的轉速，大大簡化了調節手段，變頻器既是動力源，又是執行機構，取代了電動閥。

　　（3）實行變頻調速後，該設備的輸出功率自動跟隨負載的變化而變化，大大減少了電能的浪費。

　　（4）凝結水泵改用變頻器後，在降低水泵轉速的同時，噪音大幅度地降低，當轉速降低60%時，水泵附近1.5 m噪音水平約為(wei) 85 dB，比工頻運行時的110 dB減少25 dB.同時消除停車和啟動時的打滑和尖嘯聲。

　　結語

　　（1）凝結水泵采用變頻變流量係統方案，節約能源，切實可行，效果明顯，特別適用於(yu) 負荷變化較大的係統。本文例子中的水泵采用變頻調節控製總投資約180萬(wan) 元，年節電157.0萬(wan) kWh，折合標準煤991.3 t，按上網電價(jia) 0.35元/（kWh），每年節約資金約55萬(wan) 元，約3.3年收回投資，經濟效益顯著。

　　按1 kg煤燃燒後排放1.98 kgCO 2計算，進行變頻改造後2台機組年可減少CO 2排放1 962.8 t，減排效果明顯。

　　（2）采用變頻調速技術後，由於(yu) 電機、水泵的轉速普遍下降，減少了機械摩擦，延長了設備的使用壽命，降低了設備的維修費，同時也降低了風機的噪音。

　　（3）采用變頻調速後，電機可以軟啟動，啟動電壓降減小，大幅度減少了對電網的衝(chong) 擊。