凝泵變頻節能技術(shù)的應用論文
摘要：近年來(lái),隨著(zhù)電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展,電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著(zhù)一場(chǎng)歷史革命,即交流調速取代直流調速和計算機數字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調速技術(shù)事當今節電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調速以其優(yōu)異的調速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數和節能效果，廣泛的適應范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內外公認為最有發(fā)展前途的調速方式。
關(guān)鍵詞：變頻器;凝泵轉速;密封水差壓
1、前言
國安電力公司已經(jīng)投產(chǎn)的2×300MW國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤機組，獲國家電力公司“優(yōu)質(zhì)工程”稱(chēng)號。隨著(zhù)國家“節能減排”的計劃的實(shí)施，特別是2009年初國安公司作為國家千家節能減排重點(diǎn)企業(yè)，公司上下面臨巨大的壓力，而兩臺機組4臺凝泵工頻運行已經(jīng)嚴重影響了廠(chǎng)用電率，故將高壓大功率設備由工頻運行改造為變頻運行勢在必行。凝泵變頻改造及運行是“節能降耗”的一個(gè)重要途徑。
2、變頻改造的目的
2.1凝結水為中壓系統，凝結水壓力高。負荷300MW時(shí)凝結水壓力也不低于2.6MPa，低負荷時(shí)上水門(mén)開(kāi)度更小造成凝結水壓力更高。
運行采用上水門(mén)調節除氧器水位，即使滿(mǎn)負荷上水門(mén)開(kāi)度也只有30%左右、低負荷時(shí)開(kāi)度更小，上水門(mén)的節流損失，造成凝結水泵的經(jīng)濟性很低。
2.2高壓力的凝結水造成凝結水管道振動(dòng)很大、凝結水最小流量調整門(mén)漏流，同時(shí)造成給水泵機械密封冷卻水管道振動(dòng)和噪音很大、調整門(mén)多次損壞。另外凝結泵電機運行中振動(dòng)大，電機的線(xiàn)圈溫度夏季最高達100℃。針對上述問(wèn)題，決定采用變頻技術(shù)來(lái)降低凝結水泵的轉速，改變凝結水泵的Q—H特性曲線(xiàn)，凝結水泵的流量不變的情況下壓力得到降低，使上水門(mén)打開(kāi)、消除上水門(mén)的節流損失。
3、變頻器特點(diǎn)介紹
3.1凝結泵的變頻器為北京利德華福技術(shù)有限公司生產(chǎn)的1000kW/6kV高壓變頻調速系統，型號為HARSVERT—AO6/130。容量為1350kVA，運行環(huán)境溫度為0℃-40℃。
3.2變頻技術(shù)的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f(I-s)/p，(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數);通過(guò)改變電動(dòng)機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。通過(guò)市場(chǎng)調研最后選定了羅克韋爾A-B1336PlusII標準變頻器。此產(chǎn)品采用無(wú)轉速、矢量控制技術(shù)，控制性能優(yōu)越。
3.3變頻器節能分析：通過(guò)流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機、泵類(lèi)設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n,H∝n2,P∝n3即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。而我廠(chǎng)屬于調頻電廠(chǎng)，機組負荷經(jīng)常變化，疏水流量也跟著(zhù)變化，因此節能效果會(huì )十分明顯。
4、改造中遇到的問(wèn)題和解決的辦法
4.1為了降低改造成本，只將互為備用的兩臺凝結泵中一臺改造為變頻調節，這樣兩臺凝結泵在運行時(shí)由于調節方式不同造成凝結水運行參數各不相同，所以遇到幾個(gè)問(wèn)題。高壓變頻調速凝結泵運行時(shí)上水調整門(mén)打開(kāi)，利用改變凝結泵的轉速調節除氧器水位造成凝結水壓力較低，最大不超過(guò)1.6MPa。
4.2由于變頻凝結泵用改變轉速調節使得凝結水壓力低，而定速凝結泵仍為上水門(mén)調整、凝結水壓力很高，運行一旦發(fā)生變頻凝結泵掉閘備用定速凝結泵啟動(dòng)后凝結水壓力、流量突然增大對除氧器水位造成很大的影響。針對此問(wèn)題將控制邏輯修改為當變頻泵或者變頻泵高壓開(kāi)關(guān)事故掉閘，且發(fā)出聯(lián)啟定速泵的指令時(shí)，程序發(fā)出一個(gè)具有某函數關(guān)系的預置指令加到上水門(mén)，立即將上水門(mén)關(guān)至一定位置并且程序投入“自動(dòng)”進(jìn)行調節除氧器水位。
5、改造后凝結水系統安全性經(jīng)濟性試驗
為了確認運行中變頻凝結泵事故跳閘定速凝結泵聯(lián)啟對系統的影響，機組啟動(dòng)前對凝結泵進(jìn)行帶負荷試驗。變頻凝結泵運行凝結水壓力為1.19MPa、流量為737t/h，除氧器上水調整門(mén)開(kāi)度為88.9%。給水泵機械密封冷卻水調整門(mén)投入“自動(dòng)”運行，開(kāi)度為78.5%、冷卻水壓力為0.56MPa，將負荷設置為150MW。事故停止變頻凝結泵、定速凝結泵聯(lián)啟，上水調整門(mén)關(guān)至18.7%并投入“自動(dòng)”，凝結水流量變?yōu)?30t/h。給水泵機械密封冷卻水調整門(mén)關(guān)至22%，壓力最低降為0.24MPa、最高升高為1.2MPa而后穩定為0.4MPa，整個(gè)變化過(guò)程時(shí)間小于30秒。
為了確定凝結水泵改造為變頻調節的經(jīng)濟性，在300MW、200MW、150MW負荷下對同一臺凝結泵分別進(jìn)行變頻調節和節流調節電耗測試。電功率采用卡電度表轉盤(pán)轉數計算求得，凝結水流量、壓力、轉速等主要參數采用運行表計。采用高壓變速調節可以大大降低凝結泵的功耗，特別是低負荷更明顯。
6、改造后的運行措施
改造后變頻凝結泵長(cháng)期運行，定速凝結泵只作備用。為了保證變頻凝結泵安全的運行，定速凝結泵處于良好的備用，以及凝結水供給其它輔助設備的安全運行，制定以下運行措施。
6.1正常運行時(shí)變頻凝結泵運行、定速凝結泵投入備用，上水調整門(mén)開(kāi)度控制在80%—95%，利用變頻凝結泵的變頻對除氧器水位進(jìn)行自動(dòng)調節。低負荷時(shí)可以關(guān)小上水調整門(mén)維持凝結水壓力不低于1.1 MPa、凝結泵轉速不低于900r/m，確保變頻凝結泵和凝結水供給其它輔助設備的安全運行。
6.2定速凝結泵進(jìn)行定期試驗，每月定期對凝結水泵進(jìn)行切換運行試驗，定速凝結水泵的定期運行試驗時(shí)間不得低于2小時(shí)，以保證2#凝結水泵備用時(shí)處于良好狀態(tài)。
參考文獻：
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[2]張旭亮北京利德華福技術(shù)有限公司高壓變頻使用說(shuō)明[M]。2009，5
[3]肖弘.汽輪機設備原理與運行技術(shù)[M]。沈陽(yáng)工程學(xué)院出版社2007，3
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