高压给水泵变频技术介绍.pdf

2010年4月(下) 摘要 介绍pg9171e机组的余热锅炉的给水调节，通过对高压给水泵节能变频技改，提高机组效率，降低电耗，实现节能降耗的目的， 降低生产成本，赢得经济效益。 关键词 高压给水泵；变频技术；节能 高压给水泵变频技术介绍 胡春 （ 东莞中电新能源热电有限公司，广东东莞523127 ） 某燃机电厂配有两套9e联合循环机组，分别是燃机- 锅炉- 蒸 汽 轮 机 ， 燃 机 采 用 ge 公 司 的 pg9171e， 锅 炉 型 号 - q1178/517- 174 （ 39 ） - 5.9 （ 0.5 ） /498 （ 254 ） 是杭州锅炉厂生产 的无补燃余热锅炉，汽 机 是哈 汽厂 生 产的 ，型号 n60- 5. 6/o.56/527/255。目前该9e机组烧lng发电，为积极响应国家节能 降耗政策，降低电厂生产成本，节能降耗尤为重要，下面将介绍联合循 环机组的9e机组余热锅炉#1 炉的高压给水泵通过技改，改为变频调 节，高压给水调门全开，减少节流损失及节约电能，达到电厂节能目 地。 1锅炉简介 1.1 锅炉结构 锅炉为三压强制循环无补燃余热锅炉;锅炉采用塔式布置,全悬吊管 箱结构;它由入口烟道、锅炉本体受热面管箱、出口烟道及烟囱、钢架、 平台扶梯、高压锅筒、低压锅筒、除氧器及水箱、强制循环泵等组成。 其中锅炉本体受热面管箱由高压过热器管箱，高压蒸发器 （ 1 ） 管箱， 高压蒸发器（ 2 ） 管箱，高压省煤器（ 1 ） 及低压过热器管箱，高压省煤 器（ 2 ） 管箱，低压蒸发器管箱，高压省煤器（ 3 ） 低压省煤器管箱，除 氧蒸发器管箱，凝结水加热器管箱，总共9 个管箱组成。锅炉钢架中心 落地尺寸为30.3*14 米，顶部标高30.5 米，高压锅筒中心线标高24.8 米，低压锅筒中心线标高32 米，除氧水箱中心线标高为32.5 米，烟囱 出口标高60 米。 1.2 除氧系统 由汽机来的凝结水进入凝结水加热器加热，再进入除氧器，经过 除氧后进入水箱，水箱水由除氧热水循环泵打入除氧蒸发器，吸热后成 为汽水混合物回到分离器进行汽水分离，分离下来的水回到水箱的水空 间，饱和蒸汽则通过蒸汽管道被送到除氧器，供除氧用。 1.3 高压汽水系统 除氧水箱的水经高压给水泵加压经过给水调节门节流调节后依次 进入高压省煤器（ 3 ） 、高压省煤器（ 2 ） 、高压省煤器（ 1 ） ，接近饱和温 度的水进入高压汽包，汽包内的水经过下降管，强制热水循环泵后，在 高压蒸发器（ 2 ） 、（ 1 ） 内受热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内 的分离器中进行汽水分离后，分离出来的水回到汽包的水空间，饱和蒸 汽则通过饱和蒸汽引出管被送到高压过热器。饱和蒸汽在过热器内继续 被加热成为过热蒸汽，然后经过减温器调节到规定温度后，经过高压主 蒸汽管被送到汽机做功。 高压锅炉出口蒸汽压力：mpa （ 表压 ）5.9 高压锅炉出口蒸汽温度：528 高压锅炉最大连续蒸发量：t/h180 低压锅炉出口蒸汽压力：mpa （ 表压 ）0.5 低压锅炉出口蒸汽温度：254 低压锅炉最大连续蒸发量：t/h35.7 除氧锅炉工作压力mpa （ 表压 ）0.1 （ 允许变压运行 除氧锅炉蒸汽温度125 除氧锅炉蒸发量t/h11.8 高压、低压锅炉给水温度：125 凝结水进口介质温度76 2高压给水泵变频技改介绍 2.1 技改前 2.1.1 锅炉高压给水泵及电机有关参数 2.1.2#1 炉高压给水泵技改前主电路如下 通常运行状况：在dcs 上直接合开关6103 或6104 起动高压给 水泵，通过高压给水调节阀节流调节给水流量 （ 泵出口压力9.5mpa， 节流调阀后压力5.8mpa ） ，给水节流损失较大且高压给水泵定速运转， 电能消耗大。 2.2 电气方面 2.2.1 高压给水泵及电机参数不变 2.2.2 给水泵调速的改造 #1 炉高压给水泵采用了广州智光电气股份有限公司的zinvert 型 高压变频调速系统进行给水泵调速的改造，变频器的型号为 a6h900/06y 。 2.2.3 变频系统结构 采用功率单元串联技术，解决了器件耐压的问题，级间spwm 信 号移相叠加，提高了输出电压谐波性能，降低输出电压的dv/dt；通过 电流多重化技术降低输入侧谐波，减少对电网的谐波污染。主控器采用 双数字信号处理器（ dsp ） ，超大规模集成电路可编程器件 （ cpld和 fpga ） 为核心，配合数据采集，单元控制和光纤通信回路以及内置可 编程器（ plc ） 构成系统控制部分。 2.2.4 就地变频房里高压变频调速系组成部分 整流变压器柜，功率控制柜，旁路柜组成。 2.2.5 改后电路图如下 116 technology trendtechnology trendtechnology trendtechnology trend 1 ） 刀闸的机械锁闭锁说明： a.刀闸6103- 1 和刀闸6103- 3 布置在1# 炉1# 高压给水泵电机 电源进线旁路柜，两个刀闸实现机械锁闭锁。两个刀闸不能同时在合闸 位置。 b.刀闸6104- 01 和刀闸6104- 03 布置在1# 炉2# 高压给水泵电 机电源进线旁路柜，两个刀闸实现机械锁闭锁。两个刀闸不能同时在合 闸位置。 c.刀闸 6103- 2 和刀闸6104- 02 布置在1# 炉 1#、2# 高压给水 泵电机电源出线旁路柜，两个刀闸实现机械锁闭锁。两个刀闸不能同时 在合闸位置。 2 ） 各刀闸允许操作条件说明： a.刀闸 6103- 1 允许操作条件：进线开关 6103 分闸状态；刀闸 6103- 3，刀闸 6104- 01，刀闸 6104- 02 分闸状态；变频器停止状 态。 b.刀闸 6103- 2 允许操作条件：进线开关 6103 分闸状态；刀闸 6103- 3，刀闸 6104- 01，刀闸 6104- 02 分闸状态；变频器停止状 态。 c.刀闸 6103- 3 允许操作条件：进线开关 6103 分闸状态；刀闸 6103- 2，刀闸6103- 1 分闸状态；变频器停止状态。 d.刀闸6104- 01 允许操作条件：进线开关6104 分闸状态；刀闸 6104- 03，刀闸6103- 1，刀闸6103- 2 分闸状态；变频器停止状态。 e.刀闸6104- 02 允许操作条件：进线开关6104 分闸状态；刀闸 6104- 03，刀闸6103- 1，刀闸6103- 2 分闸状态；变频器停止状态。 f.刀闸6104- 03 允许操作条件：进线开关6104 分闸状态；刀闸 6104- 02，刀闸6104- 01 分闸状态；变频器停止状态。 2.2.6 以1# 炉1# 高压给水泵变频运行，2# 高压给水泵工频备用为 例操作步骤 1 ） 断开1# 炉1# 高压给水泵变频器电源开关6103，并拉至“检 修”位置。2 ） 断开1# 炉2# 高压给水泵变频器电源开关6104，并拉 至“检修”位置。3 ） 拉开1# 炉1# 高压给水泵电源进线旁路柜内刀闸 6103- 1，检查在分闸位置。4 ） 拉开1# 炉1# 高压给水泵电源出线旁 路柜内刀闸6103- 2，检查在分闸位置。5 ） 拉开1# 炉1# 高压给水泵 电源进线旁路柜内刀闸6103- 3，检查在分闸位置。6 ） 拉开1# 炉2# 高压给水泵电源进线旁路柜内刀闸6104- 01，检查在分闸位置。7 ） 拉 开1# 炉2# 高压给水泵电源出线旁路柜内刀闸6104- 02，检查在分闸 位置。8 ） 拉开1# 炉2# 高压给水泵电源进线旁路柜内刀闸6104- 03， 检查在分闸位置。9 ） 合上1# 炉1# 高压给水泵电源进线旁路柜内刀闸 6103- 1，检查在合闸位置。10 ） 合上1# 炉1# 高压给水泵电源出线旁 路柜内刀闸6103- 2，检查在合闸位置。11 ） 合上1# 炉2# 高压给水 泵电源进线旁路柜内刀闸6104- 03，检查在合闸位置。12 ） 把6kvi 段#1 炉#1 高压给水泵变频器电源开关6103 推入工作位置。13 ） 合上6kvi段#1 炉#1 高压给水泵变频器电源开关6103 控制电源14 ） 把6kvi段#1 炉#2 高压给水泵变频器电源开关6104 推入工作位置。 15 ） 合上6kvi段#1 炉#2 高压给水泵变频器电源开关6104 控制电 源。16 ） 检查6kvi段#1 炉#2 高压给水泵变频器电源开关6104 在工 频备用位置。17 ） 把 6kvi段 #1 炉 #1 高压给水泵变频器电源开关 6103 在dcs 合上，检查在合闸位置。18 ） 启动变频器。 2.3 热工dcs上的组态 变频器通过硬接线和dcs 系统连接，dcs 以给水调节阀开度信 号（ 420ma ） 输入到变频器，由变频器实现对给水泵电机转速进行 调节，满足给水系统运行需要。#1 炉控制柜通过硬接线接收变频器输 出的“变频器运行” 、“变频器停止”等开关量信号。当变频器运行时 给水调节阀全开，实现变频控制方式。当变频器因故障停运时给水调节 阀回关到30% （ 三冲量调节时开度 ） ，防止因变频器故障后备用给水泵 启动时由于调节阀全开导致汽包水位过高。控制方式切换到调节阀控制 方式。控制示意图如下： 当变频器运行时as3=“1” ，选择as2“100%开度信号”给水调 节阀全开，变频器接收dcs 三冲量给水调节信号实现变频控制方式。 当变频器跳闸时 as3=“0” ，bs3=“1”选择 as1、bs2“30% 开度信号”给水调节阀开度为30%，20 秒钟后bs3=“0”选择bs1 “三冲量给水调节信号”切换到调节阀控制方式，操作员把给水调节阀 投自动，则可以实现三冲量给水自动调节功能。通过组态在#1 炉系统 画面上可监视变频器“变频器运行” 、“变频器停止” 、“变频器故障” 、 “工频旁路状态” 、“就地状态”等开关量信号；可对变频器进行起停、 紧急停、复归等操作。 给水泵变频操作（ 以#1 高压给水泵为例 ） 2.3.1 冷态、热态起动变频器 1 ） 在给水变频操作画面操作“#1 高压给水泵变频允许”标把，确 认#1 高压给水泵变频。2 ） 在给水变频操作画面操作“选择#1 高压给 水泵变频”标把，选择#1 高压给水泵变频。3 ） 在给水变频操作画面 操作“#1 高压给水泵运行”标把，合高压给水泵电机高压开关。4 ） 在 给水变频操作画面操作“变频器远方启动”标把，启动变频器。5 ） 在 给水变频操作画面操作“高压给水调节阀”标把，手动操作高压给水调 节阀开至100%开度；也可以投入“自动” ，高压给水调节阀自动开至 100%开度。6 ） 在给水变频操作画面操作“变频器手/自动”标把，设 定变频器初始频率为28hz对应56% （ 热态 ） ，冷态初始频率为5hz 左右，观察汽包水位和给水流量情况，逐渐增加变频器的频率给定值， 当机组满负荷时频率给定值约为41.5hz左右。待水位平稳后选“变频 器自动”标把，设定高压汽包水位目标值为0mm。7 ） 把#1、#2 高压 给水泵投“自动” ，投入开关“联锁” 。 2.3.2 运行过程中变频切工频 1 ） 当变频器故障停运时，高压给水调节阀自动回关到30%并到切 工程技术 117 2010年4月(下) （ 上接第113页 ） 本文主要介绍了众多科研工作者在结构钢与不锈钢焊接领域取得 的研究成果以及他们积累的大量的研究经验和大量的焊接工艺、方法。 然而，这个领域仍有许多问题有待进一步深入研究以期待得以解决。目 前能够彻底解决异种钢焊接接头所有缺陷的成果并不多，如碳迁移、金 相组织的不均匀性、焊接接头显微组织特征与转变、焊接区的应力/应 变状态等，都值得我们去进一步的研究。由于任何一种研究没有一个标 准和固定的焊接方法和工艺，因此我们必须针对某种特定异种钢的焊接 接头进行定性的研究以解决它所出现的问题。随着工业化进展，钢材种 类的增加，焊接技术获得了迅猛发展，从焊接方法、焊接材料、焊接工 艺及焊接质量管理的各个方面都取得巨大的进步，我国的焊接技术特别 是异种钢焊接技术也必然会按照这一趋势发展下去。因此，未来结构钢 与不锈钢异种金属的焊接，必将更加广泛地应用于工业生产。 参考文献 1 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册(材料的焊接,第 2 卷)m.北京:机 械工业出版社,1992. 2 王立成,于捷,李彦,李卫东等.异种钢熔合区马氏体相变过程及组织.焊接 学报,1999. 3 王立刚,王来,黄明亮,董贵昕等.cr6mnl3nil0/cr5mo 异质接头时效过程 中碳的扩散行为.金属学报,1999. 4 黄治军,陈方玉,缪凯,肖小华.超低碳钢与奥氏体不锈钢的电阻点焊.钢铁 研究 2000. 手动方式，同时备用泵自动起，运行人员应根据高压汽包水位实际情况 手动操作高压给水调阀。待高压汽包水位稳定后再投自动，切换到工频 自动运行方式。2 ） 当高压汽包水位低于- 150mm 时，高压给水备用 泵自动起，同时高压给水调节阀自动回关到30%保持不变并切手动； 运行人员应根据高压汽包水位实际情况手动操作高压给水调阀。 2.4 运行参数比较 2.5 故障介绍 变频器投运以来2010 年1 月12 日两次来“远方启停报警”的轻 故障，就地有“过流速断报警”后对软件升级解决；2010 年3 月5 日 来“变频器故障报警”高压给水泵由变频切到另一台泵工频运