300MW机组凝结水泵变频改造总结报告

1、300mw机组凝结水泵高压变频技术应用研究报告 目 录第一部分、300mw机组凝结水泵高压变频技术应用研究调研报告3一、高压变频器用户使用情况3二、各品牌高压变频器的特点比较4三、进口中压变频器对照7四、各品牌高压变频器国内电厂用户统计8五、初步结论及建议9第二部分、300mw机组凝结水泵高压变频技术应用研究总结17一、项目背景171.1、集团公司高度重视节能工作171.2、公司节能降耗的需要171.3、高压变频技术发展17二、凝结水系统概况及参数18三、变频方案选择193.1、凝结水泵变频一拖二方案203.2、凝结水泵变频一拖一方案20四、变频控制方式选择224.1、电气控制224.2、热控

2、控制24五、项目实施情况265.1、现场改造中遇到的问题275.2、引发的新问题28六、高压变频应用研究效果296.1、节能显著296.2、解决了电机启动时的大电流冲击问题306.3、延长设备寿命306.4、社会效益30附件1：凝结水泵节能效果计算比较31附件2：#1机a凝结水泵变频运行节能分析33附件3：#3机a凝结水泵变频运行节能分析40附件4：#4机a凝结水泵变频运行节能分析报告45附件5、三个品牌变频器特点49附件6、三个品牌的凝结水泵高压变频器参数比较表62第三部分、机组凝结水泵高压变频技术应用实施方案63一、概述63二、技术性措施64三、工程验收检查项目要求64四、变频器调试66五

3、、控制电源及辅助电源接线说明69六、电源控制回路继电保护70七、凝结水变频器与外部信号接口列表70八、#1机a凝结水变频改造电缆清册72九、变频装置与外界控制接口图73十、环保要求73附件1、#1凝结水高压变频控制接口及逻辑图73附件2、#1凝结水高压变频改造出线、进线、旁路刀闸闭锁原理图73附件3、#1凝结水高压变频器二次端子排图73附件4、#1凝结水高压变频改造进线出线二次端子排图73附件5、#1凝结水高压变频改造旁路柜二次端子排图73第四部分、凝结水泵变频运行情况总结79第五部分、凝结水泵变频安装调试总结81一、电气方面安装调试81二、热控方面安装调试90第一部分、300mw机组凝结水泵

4、高压变频技术应用研究调研报告 高压电动机加装高压变频装置的调研报告 根据广东省粤电集团公司关于湛江发电厂2004年生产项目计划及费用批复粤电生200477号文附件三湛江发电厂2004年度科技项目计划表的批文， 2004年3月26号收到粤电公司的该批文后，我厂立即部署了该项工作，安排该项目立即行动。根据该项目的申请报告，电气分部在省公司、厂各级领导的关心指导下，抓住#3机组大修前的空隙，开展了本次调研工作。调研目的:国内、外主要品牌的高压变频装置在大型电动机上的实际使用情况和安装、调试、运行及维护注意事项，在各方面的帮助下，尤其是省内外兄弟相关电厂同行的鼎力相助，加上全体调研人员的共同努力，调研

5、工作进展顺利，收集到了大量高压电动机改造运行等方面的资料，现整理如下：一、高压变频器用户使用情况用 户品牌及使用简况变频器类型使用情况大庆油田热电厂东芝六台:3200mw火电厂，用于61600kw吸风机电动机,吸风机为离心风机，出口挡板可调，配1800kva全套东芝变频器，无旁路单元。20012003年每年8月投产两台。电压源(多级igbt串联)运行情况良好，节能效果明显。祥见附件一：油田热电厂生产技术部编写的#3炉引风机电动机改变频控制技术总结报告。 大庆宏伟热电厂东芝六台:3200mw火电厂，分别用于21400kw吸风机电动机，配离心式吸风机，出口挡扳调节；:4450kw吸风机电动机；全套

6、东芝变频器，无旁路单元。20012003年每年10月先后投产。电压源(多级igbt串联)采用变频调速后的节能效果是十分明显的:低负荷时节能50%，平均节能40%，并且调速性能优越。电动机的转速可以按风量的实际需要进行精密调节，风机风门全部打开，避免了气流通过产生的扰动，燃烧不稳定及管道振动等问题都被消除。且变频调速后还可以实现电动机的软起动，使电动机轴、连接轴及其它部件的机械应力大幅度下降，使电动机的寿命得以延长。经过一段时间运行的观察和测试，其电动机的振动、温升和环境噪声都有所降低。大庆南一油库利得华福两台：用于630kw的油泵电动机。电压源(多级igbt串联)节能效果明显，但房屋面积太小，

7、为小循环，风扇噪声较大，气温10c时，变压器59c，有一定发热。大庆供电第四分公司东方凯奇一台，630kw的热力回收泵配dfcvert-mv-800/6b一台。电压源(多级igbt串联)节能效果明显。变压器柜上风扇噪声较大，2003年停电时，控制柜液晶显示：“系统休眠中”（但可远方操作，不影响操作）。长春第一热电厂东方凯奇一台一拖二，可分时带电动给水泵电机二台，电泵定速，出口调门节流调节给水流量，沈阳电机厂1600kw电机配dfcvert-mv-2000/6b一台电压源(多级igbt串联)运行情况尚可，但高、低压设备混放不妥。现场发现控制模块娈红：通信故障报警。长春辽源热电厂利得华福和东方凯奇

8、各两台。两台1000kw的电动机带两台离心式吸风机，出口挡扳调节，配两台1350kva利得华福harsvert-a。06/130变频器；两台500kw的电动机带两台离心挡扳式送风机，配两台650kva东方凯奇dfcvert-mv-650/6b变频器；电压源(多级igbt串联)四台运行及节能效果均良好。运行中东方凯奇变频器功率模块有一单元发热（自动转小旁路），后利用低峰停机处理。山东龙口发电厂西门子七台：1250kw的送风机电动机一台，1999年投运；1250kw的引风机电动机一台，2000年投运；1000kw的一次风机电动机一台，2001年投运；1490kw的引风机电动机一台，2003年投运等

9、共七台。 电压源( 三电平)总的运行情况不错。因控制电源问题装置停运过，采用ups电源来再未出现类似问题。发热情况明显。变压器后和功率柜后有滤波回路等，体积较大。详见附件二。威海发电厂罗宾康三台：两台2800kw的送风机电机和一台循环水泵电机，2000年投运。ab七台，投运五台：四台送、吸风机电机，一台灰浆泵电机。另外两台吸风机电机正在安装。罗宾康电压源(多级igbt串联)；ab电流源总的来说，增装变频器后节能效果非常明显，厂用电率从原来的6.3%下降到现在的4.9%。运行情况：罗宾康故障率较低，ab的故障率较高。占地面积及发热：ab的占地面积大很多，发热也大一些。青岛发电厂(2300mw机组

10、)罗宾康九台:500kw的冲灰水泵电动机一台，500kw的一次风机电动机四台，600kw的灰浆泵和给水泵电动机各一台，1000kw的凝结水泵电动机二台，20002003年先后投产。罗宾康电压源(多级igbt串联改变频运行后，原电动机保护要相应改成变压器保护，国自南电保护尚可；节能效果明显，电动机运行亦好；但定期清理滤网，大小修定期检查工作量较大，维修备品及维修人工费费用较高。表格 1 高压变频器用户使用情况对照表二、各品牌高压变频器的特点比较a、东芝变频器的特点（原型号tosvert-mv，与三菱合资后的型号tmdrive-mv）1、变压器采用18脉冲h级绝缘多绕组干式变压器，耐温可达到180

11、度，输出采用多单元串联，实现完美无谐波，不加任何滤波器可以满足ieee-519标准。2、直接高压输入，高压输出，无输出变压器，无滤波器，整体效率较高。3、主控全部由东芝自己生产，而且全部是军品级产品，保证了产品质量的一致性和可靠性。4、采用1700v/400a的igbt（1400-1800kva），耐压余量充足，电流余量足够大。igbt的开关损耗和导通损耗极小，开关速度极高，输出端等效载波频率4800hz，而单元载波频率仅400hz，使单元的损耗降低，整体效率提高。5、采用的igbt能承受很高的dv/dt和di/dt，因此不需要很大的阻容吸收装置，吸收损耗小，使整体效率提高。对外承诺效率97%

12、以上，实际可达到97.6%。6、每相采用6个单元串联，每个单元输出电压低，仅577v，因此igbt的耐压余量足够高（igbt耐压1700v），由于单元输出电压低，因此在输出电缆和电机绝缘上产生的dv/dt较小，不会对输出电缆和电机绝缘产生电压冲击。7、采用成本较低且技术极为成熟的低压器件和低压单元，生产出的高压变频器整体可靠性较高。8、采用东芝为交流电传动专门开发的32位微处理器pp7，并广泛用于250，350，650，850等其它系列变频传动产品。不需要冷却风扇，不会因cpu过热而死机，可靠性极高，采用矢量控制。9、产品全部进口原装，而且由日方人员前来调试，调试成本高。b、罗宾康变频器的特点

13、1、进入中国市场较早，是生产高压变频器的专业公司，代理商遍布全国各地，因此销售业绩较好。2、目前产品已经国产化，在国内建厂，因此成本较低。调试有上海办事处派人进行，因此调试成本较低。3、采用30脉冲整流变压器，完美无谐波。变压器采用f级绝缘，对散热要求较高。4、采用1700v/300a的igbt，igbt外购。5、采用5个单元串联，单元输出电压690v，dv/dt高，对电缆和电机的绝缘有一定的冲击。c、西门子变频器的特点：1、采用12脉冲整流变压器，谐波含量大，必须加滤波器，变压器由国内配套生产，与变频器放在不同位置，变压器室占地空间大。2、主控元件采用sgct，是与igct类似的电压控制晶闸

14、管，耐压高，电流大，过载能力强。但承受dv/dt 和di/dt的能力较差，须加很大的阻容吸收装置，开关损耗和吸收损耗较大，整体载波频率低，仅几百hz。因此输出电流波形较差，谐波较高。3、采用三电平方式，输出电压dv/dt 大，载波频率低，对电缆和电机绝缘有一定的冲击，电流谐波较大，输出必须加滤波器，目前采用自耦变压器升压到6kv，同时自耦变压器还起到滤波作用。输出变压器和滤波器的加入使整体效率降低一些。d、abb变频器的特点：1、采用12脉冲整流变压器，谐波含量较大，必须加滤波器，变压器由国内配套生产，与变频器放在不同位置，变压器室占地空间大。2、主控元件采用igct，是电压控制晶闸管，耐压高

15、，电流大，过载能力强。但承受dv/dt 和di/dt的能力较差，须加很大的阻容吸收装置，开关损耗和吸收损耗较大，整体载波频率较低，仅几百hz。因此输出电流波形较差，谐波较高。3、采用三电平方式，输出电压dv/dt 较大，载波频率较低，对电缆和电机绝缘有一定的冲击，电流谐波较大，输出必须加滤波器，目前没有6kv输出，最高输出电压4160v。e、ab变频器的特点：1、采用gto作为主控元件，耐压高，电流大，过载能力强。但控制驱动电路较复杂，体积较大，属于电流源型变频器，采用18脉冲的整流变压器，及pwm整流，因此可以减少谐波，变压器可以国内采购。但输入功率因数随着转速的降低而降低，须进行动态功率因

16、数补偿。2、国内代理商较多，业绩一般。f、东方凯奇变频器的特点：1、由北京凯奇（市科委下属企业）与东方集团合资成立的股份制企业，主要股东在国内和行业中都很有实力。由北京凯奇负责研发，成都组织生产，后续开发能力强。2、系多级igbt串联，为电压源型，属国际主流产品。采用1700v的igbt，6单元串联，单元输出电压低，对绝缘的冲击小，电压余量足。3、采用36脉冲整流变压器，小功率采用b级绝缘，大功率采用f级绝缘，谐波很小，完美无谐波。4、历史上曾出现过炸单元和变压器的现象，但这两年比较稳定可靠，所有产品都是调试时一次成功，且运转可靠性尚可，但也出现过掉闸现象（电网电压不稳定造成）。5、国内代理商

17、较少，因此销售业绩一般。g、利德华福1、股份制企业，代理商众多，销售业绩较多，售后服务网络齐全。系多级igbt串联，为电压源型，属国际主流产品，柜体体积较小，总谐波含量较少在3%以下，中性点可以漂移。2、6kv主电路掉电3秒不停机，恢复供电不会对变频器造成冲击。控制电源双电路供电，可保障系统更可靠工作。3、非线性加减速，可让风机较快地停车及启动而不产生过电压保护。历史上经常出现炸单元和变压器，但近年投产的设备比较稳定可靠。4、具体结构与东方凯奇一致。三、进口中压变频器对照比较项目东芝罗宾康abb西门子ab变频器类型电压源(多级igbt串联)电压源(多级igbt串联)电压源( 三电平)电压源(

18、三电平)电流源主电路装置 整流逆变二极管igbt(1700v)二极管igbt(1200/1400v)二极管igct(4160v)二极管igbt(3300v)可控硅gto输出电压/容量3300v/500-3000kva6600v/1000-6000kva2300v/400-3000hp3300v/500-4500hp4160v/700-5000hp6600v/1000-9000hp2300v/400-3600kva3300v/400-5950kva4160v/400-5800kva2300v/800-2400kva3300v/1000-3100kva4160v/1300-4000kva2300v

19、/400-3000hp3300v/400-3500hp4160v/1500-10000hp6600v/1500-10000hp冷却方式强迫风冷(冷却风扇装在各柜中)2250kva以下强迫风冷(有一个大风集中冷却)3500kva以上水冷2000kva以下强迫风冷,2300-5950kva水冷强迫风冷2000马力以下风冷或水冷,3500马力以上水冷变频器控制电压源多电平pwm电压源多电平pwm电压源三电平pwm电压源三电平pwm电流源pwm输入变压器多绕组干式变压器多绕组干式变压器三绕组油浸变压器三绕组油浸变压器二或三绕组油浸变压器电源侧谐波18或36脉冲达到或超过ieee51918/24或36脉

20、冲达到或超过ieee51912脉冲不满足ieee51912脉冲不满足ieee5196或12脉冲不满足ieee519电源功率因数0.95以上0.95以上0.95以上0.95以上与速度成正比瞬间断电来电再起动，断电瞬间短时间通过有有有无有有有不祥有不祥输出电压波形7/13电平7/9电平或13电平3电平3电平无输出滤波器不需要不需要需要需要需要转矩波动小小大大大输出浪涌电压(3kv级)小(750v)中等(560v2或750v2)大(2100v)大(2100v)小采用现有电机没问题没问题可能会产生温度升高可能会产生温度升高没问题效率97%以上(包括输入变压器)96%以上(包括输入变压器)98%以上(不

21、包括输入变压器)98%以上(不包括输入变压器)96%以上(包括输入变压器)功率单元互换可以可以不可以不可以可以功率单元可替换性及平均更换时间容易平均30分钟容易平均30分钟需花费一定时间,60分钟以上(需专有工具)需花费一定时间,60分钟以上(需专有工具)需花费一定时间,60分钟以上(需专有工具)6kv输出可以可以不可以可以可以主要器件外购情况不需外购变频器/igbt/控制电路板外购不需外购igbt外购(eupec)gto(东芝)维护性好好一般好一般可靠性高差高高一般表格 2 进口中压变频器对照表四、各品牌高压变频器国内电厂用户统计变频品牌负荷类型负荷容量台数投产年份使用地点总业绩套国产变频器

22、东方凯奇送风机500kw42003.8吉林四平热电厂50东方凯奇给水泵1600kw12003.11吉林长春第一热电厂东方凯奇循环水泵1250kw12003.10黑龙江省牡丹江市第二发电厂利德华福引风机1600kw12003丰城发电有限公司150利德华福送风机500kw22002北京大唐发电公司下花园电厂利德华福引风机1250kw22002北京大唐发电公司下花园电厂利德华福送风机800kw22001四川华蓥山电厂利德华福引风机800kw22001四川华蓥山电厂中山明阳风机1000kw22002.12河南新乡电厂5中山明阳风机1600kw22003.12唐山钢铁公司第二炼钢厂进进口变频器ab送风机

23、800kw2黄岛电厂100ab引风机1250kw1黄石电厂ab引风机1250kw1双马水泥厂ab风机2050kw4陡河电厂ab风机1800kw2西柏坡电厂ab风机2400kw4盘山电厂西门子送风机1250kw11999山东龙口电厂150西门子引风机1250kw12000山东龙口电厂西门子一次风机1000kw12001山东龙口电厂西门子引风机1490kw12003山东龙口电厂西门子引风机1250kw22000河南焦作电厂西门子一次风机1400kw22002徐州彭城电厂西门子引、送风机800kw82002镇江高资电厂西门子引风机1460kw22003深圳广深沙角b电厂西门子引风机1800kw220

24、01鹤港电厂西门子引风机2000kw22002三门峡电厂罗宾康引风机2000kw2山东潍方电厂259罗宾康送风机1000kw2山东潍方电厂罗宾康引风机450kw2辽河油田热电厂罗宾康送风机1000kw2辽河油田热电厂东芝引风机1800kw22001.1大庆油田热电厂40东芝引风机1800kw32001.9大庆油田龙凤电厂东芝送风机1400kw22000.11大庆油田龙凤电厂东芝送风机1400kw22000.11大庆油田龙凤电厂备注：以上品牌的业绩，仅是2004年4月获得的资料进行的初步统计，其中只是高压变频，包括非电力行业的产品。该业绩统计不作为品牌业绩的依据。表格 3 目前了解的高压(6kv

25、)变频器的品牌及使用简要统计五、初步结论及建议1、进口、国产高压变频器均可用，进口品牌东芝、罗宾康相对较好，而国产品牌东方凯奇、利得华福相对较好；进口品牌工艺及成套性较好，但成本较高，备品及维护费用相对较高。2、加装高压变频器后，对应的电动机保护更改为变压器保护。高压变频器本身的保护整定要认真对待，尤其是进口品牌高压变频器本身的保护整定一定要依据中国的国情。3、进口、国产高压变频器均可达到dcs控制系统的控制要求，都可在60秒内完成从0到额定工频转速的升速过程，都可接受dcs系统的模拟量控制信号，可向dcs系统反馈必要的状态参数。另外，所调研的各类变频器都留有与dcs系统通讯的数字通讯接口，可

26、实现远程设备状态监测。4、当变频器故障时，由变频调节方式自动切换到电机工频运行、改造前的调节手段(如动叶、挡板)参与系统调整的运行方式目前还没有先例。变频器故障时，视为主设备故障，机组运行方式做相应调整后，手动切换到电机工频运行。5、考虑到同期和回切对电动机的安全，采用手动大旁路为宜。6、高压变频器的核心为电力电子器件，对环境温度，粉尘度、通风散热、电磁抗干扰等要求较高，土建务必按设备要求认真设计、施工，万万不可大意。另外，滤网要定期清洗。7、控制电源的稳定性、可靠性和安全性要妥善考虑。附件一：油田热电厂生产技术部编写的#3炉引风机电动机改变频控制技术总结报告；附件二：山东龙口电厂电气变频班编

27、写的 高压变频设备运行情况总结；附件三：各种进口、国产高压变频器现场实物照片。调研人员 张翔 雷蓉 张茂强 邓永 丁怀德 李建龙2004年5月8日星期六附件一 #3炉引风机电动机改变频控制技术总结报告#3炉引风机电动机改变频控制技术总结报告 油田热电厂生产技术部1问题的提出在火力发电机组中，风机是配套的主要辅机之一，一般包括送风机、引风机。据资料介绍火电机组配套风机的耗电约占发电机组发电量的1.5%3%，对于大型火电机组，配套风机所耗电能十分巨大。目前，我国火力发电机组的大型配套风机主要是由6kv鼠笼异步电机直接驱动的。电厂风机目前主要采用进、出口风门档板，进口轴向导流器，进口静叶调节器等方法

28、进行风门的调节以控制流量，其缺点是节流损失大，增加风机消耗的功率，同时调节阀门有时处于很高的压力下工作，容易磨损和损坏。另外由于定速风机启动转矩大配置的电动机容量比风机的额定容量大很多，在低负荷区，电动机工作效率很低，能源浪费严重。对于调峰机组，情况更为突出。调节档板控制风量造成管网内气流紊乱和风量调节不准确，导致管网振动发生和炉膛燃烧不稳。统计结果表明约有10%的电动机缺陷是由启动时的大电流及对绕组的过大电磁力直接引起的，定子绕组接头开焊、鼠笼断条等缺陷也都与直接启动有关。我厂锅炉系统的6台引风机电动机，运行10年来也发生了多次上述故障，且引风机电动机年平均耗电达40950000kw.h，占

29、年平均发电量的1.385%。鉴于以上原因，多年来，人们一直在探求电动机的调速问题。风机转速是通过驱动装置调节的，长期以来，对于需要调速的驱动机械，直流调速一直占主导地位。如晶闸管直流电机调速系统。但是由于直流电机本身结构上存在有机械整流器和电刷，给直流调速驱动系统带来了下面三个主要缺点：（1）维护困难；（2）设置环境受到限制，易燃易爆以及环境恶劣的地方不能适用；（3）在结构上，制造的容量、高转速及高电压的直流电机比较困难。所以也经常采用交流滑差离合器电机、交流电机的调压，变极，串电组调速以及加装液力偶合器等交流电机调速方法。但这些交流电机调速方法在精度，效率，变比，平滑等方面都不够理想。所以，

30、从电机结构和特性上看，采用改变电源频率进行调速是最好的调速方法。2项目实施我厂于2001年8月23日至2001年9月18日，在#3炉两台引风机电动机电源回路安装了tosvertmv变频器，并进行了调试工作，2001年9月19日正式投入使用。3 效益分析图10 024小时发电机有功曲线图11 024小时锅炉蒸汽量曲线以下曲线是变频器改造后与没有进行改造的#1、2炉引风机电动机运行参数和#1、2、3炉蒸汽量、发电机有功功率的日数据比较。由以上数据我们可以得到，加装变频控制和没有加装变频控制的系统运行参数对比图形。图10、11分别记录了2001年10月24日0时至24时的发电机有功功率和锅炉蒸汽量的

31、变化情况，通过参数的比较，我们可以得出当日发电机组的运行工况基本上是相同的，当日的锅炉蒸汽量分别为#1炉12311吨、#2炉12493吨、#3炉12113吨；发电量分别为#1机381.2（万kwh）、#2机384.5（万kwh）、#3机389.7（万kwh）。既在当日全天范围内#1、2、3锅炉的引风机系统的运行工况是相当的，除个别情况下，全年发电机组的运行工况在不同季节也都是基本相同的。图12、13记录了当日#1、2、3炉引风机电动机的运行电流和运行电压。从图中我们可以清楚的看到，改变频控制后的引风机电机运行电流和电压明显的低于没有改变频控制的引风机电机的电流和电压，且在发电机组的不同运行参数

32、下，改变频控制的电机电流和电压是随着机组负荷的变化而变化的，变化的幅度也是比较大的。而没有改变频控制的电机其运行参数，在全日不同负荷下的参数变化是相当微小的，且运行在比较高功率的工况下。图12 024小时引风机电流曲线图13 024小时引风机电压曲线图14记录了当日变频器输出的电源频率的全过程，其被拖动负载的转速是随着机组负荷的变化而变化的，而没有改变频控制的电机一直运行在额定转速上。图15记录了引风机电动机在当日不同负荷下，电机有功功率的变化。从图中可以明显看出，改变频控制后的节能效果。节省电能图14 024小时引风机频率曲线图15 024小时引风机功率曲线我们对2001年10月10日至17

33、日，8天发电机发电量和#1、2、3锅炉引风机电机耗电量进行了统计见表1。表1 发电机发电量及引风机耗电量统计日期#1机发电量/万kwh#2机发电量/万kwh#3机发电量/万kwh#1炉吸风机电量/kwh#2炉吸风机电量/kwh#3炉吸风机电量/kwh10日336.6343.8226.0843920482401764011日339.48345.24359.6445000475202952012日347.76371.88366.1248960457202880013日398.16391.68376.246440478802772014日381.24371.163784896048600309601

34、5日396.4399.236947160428402808016日379.1382.3374.7649320529202556017日361.8369.7376.56471604860026280合计2940.542974.962826.36376920382320214560从表1中可得，在锅炉蒸汽量和发电机输出有功功率基本相当的情况下，通过对#1、2、3锅炉引风机系统电动机耗电的统计，可以推算出改变频调速后的年节能效果。我们取#1、2炉引风机电机耗电量的平均值（376920+382320）/2=379620kw.h，8天内#1、2炉引风机电机较#3炉引风机电机多耗电379620-21456

35、0=165060kw.h。8天引风机系统运行小时数为824=192小时，我们取发电机组年运行小时数为6000小时，可计算出全年#1、2炉引风机电机较#3炉引风机电机多耗电1650606000/192=5158125kw.h，多耗电费为51581250.22=1134787.5元。根据2000年我厂的厂用电率水平，计算可降低厂用电率5158125/2935000000100%=0.176%。节能效率达到16506031.25/(37962031.25)100%=43.48%。从上面的计算可知，改变频控制后的锅炉引风机系统的电机每年可获得的经济效益在110万元以上，如果把全年机组启、停机考虑进去，

36、其效益将更好。4 结束语采用变频调速后的节能效果是十分明显的，并且调速性能优越。电动机的转速可以按风量的实际需要进行精密调节，风机风门全部打开，避免了气流通过产生的扰动，燃烧不稳定及管道振动等问题都被消除。且变频调速后还可以实现电动机的软起动，使电动机轴、连接轴及其它部件的机械应力大幅度下降，使电动机的寿命得以延长。通过在我厂#3锅炉引风机电动机回路进行变频调速改造，节约了电能，降低了厂用电率和煤耗，延长了风机和电动机的适用寿命，减轻了检修维护量和运行人员的操作量，经过一段时间运行的观察和测试，其电动机的振动、温升和环境噪声都有所降低。综上所述，如果在我厂其它平方转矩负载设备上应用变频调速控制

37、技术，将给我厂带来巨大的经济效益。附件二 、高压变频设备运行情况总结我公司目前共安装运行高压变频器7台，分别用于1炉送、引风机电机及2炉、3炉、4炉、5炉、6炉引风机电机，实践证明其节能明显、运行可靠。我公司的高压变频器的运行情况总结如下：一、使用变频器的优点：节电显著变频器的一般效果是节电30%60%。变频器可以明显的提高节能水平。根据我厂的风机负荷情况，按变频70转速运行计算，引风机风门全开时变频器输入电流约为30a,这是变频器较常运行的状态，也是比较经济运行的状态，我们取这个值进行计算。如果不用变频风机风门全开时电机电流为150a左右,可以将其折算为和变频同样出力时的电流为150*0.8

38、4(电机功率的平方与风量成正比，此数为0.75的开方值)=126a,而事实上由于电机和风机本身的损耗，这个电流一般在130a左右，变频器的功率因数在0.90左右，故在此状态下变频每小时的节电量约为：6*130*0.85-6*30*0.90=500kwh，以变频每年运行4600小时计算，可以计算出每年节电约为500*4600=2300000kwh,，以每度电0.36元计算，每年节约费用约为：2300000*0.36=828000元，可以得出，变频器投资成本基本上可以在45年内全部收回。解决了电机启动时的大电流冲击问题电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的7倍；星角启动为4.5倍；电机软启动器也

39、要达到2.5倍。仔细观察变频器启动的负荷曲线，可以发现它基本没有启动冲击，电流从零开始，仅是随着转速增加而上升，不管怎样都不会超过额定电流。因此，随时启动电机都可以，它不会对供电设备的容量提出过高的要求。使用变频调速器进行电机启动，消除了对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低了日常的维护保养费用。延长设备寿命降低设备转速的同时，设备的寿命也大幅度地增加。以滚动轴承为例，寿命与转速的倒数成正比，降低转速可成倍地提高寿命。降低噪音降低电机的转速运行的同时，风机噪音大幅度地降低。转速降低50%，噪音可以减少几十个绝对分贝左右。二、siemes mv系列变频的特点：西门子变频器采用西门子公司三电平

40、的6kv高压直供“高高”方案。保留原引风机，仅在6kv开关和电机之间加入变频器，可以在较宽的调速范围内实现高效率均匀平滑调速，满足电网负荷高峰低谷变化对风机风量变化的需要。其主要有以下优点：无级调速功能本产品完全实现无级调节锅炉吸、送风机转速，实现开机、运行、调峰等状态的炉膛负压精确控制。调节过程中挡板全开，没有节流损失。转数限制功能本产品可以通过系统逻辑设定电动机的最高和最低转速，保证既使负压调节器和转速设定回路故障，电动机也不会停机或超过额定转速。零启动功能采用本装置能保证异步电机所带风机平稳软启动、经济运行、平滑软制动，可避免57倍的起动电流对电网和电机绕组的冲击，从而减轻对供电系统的影

41、响，并可节省对电动机和高压开关的维修费用，提高电动机和高压开关的使用寿命，且电动机在启停时均可以保证无发热、振动问题。经济运行本装置特别适用于变负荷或非满负荷工作状态的电机，使电机的每个工作点的功耗完全对应于负荷的变化，节省了由于使用调节风门调节负荷造成的能源浪费，既解决了适应变负荷的工况，又降低了电机的输入功率。可减少有功和无功损耗，节约电能，节电效果显著。除此之外，还可以减少机械阀门、管道、风门的磨损，电机运行期间，依负载不同而采用不同转速，不必使之保持最大值，不仅节电效果显著，而且可节省设备检修材料费用与人力费用。全自动运行基于高速度微处理器控制的诊断、监视与保护系统，可以在线监视变频器

42、各功能点及元件状态，分析事故状态原因，诊断故障部位并形成切除拖动装置信号以及实现自动程序，正常与事故切除，换接到电网自动启动与制动，具有过流、过压、输出短路、接地等故障保护。在电网电压大幅度下降或供电中断后，工备电源切换的低压（或失电过程）等情况属于系统的可恢复性故障，一旦重新受电，装置系统能自动恢复正常工作，实现自动跟踪启动至给定转数，而无需运行人员的任何干预。 电气分场变频班2004-4-16第二部分、300mw机组凝结水泵高压变频技术应用研究总结一、项目背景1.1、集团公司高度重视节能工作集团公司高度重视公司的节能降耗工作，为实现公司做强做大、可持续发展的目标，实施了“节能与开发并重，节

43、能优先”的发展战略。在2004年9月集团公司颁布了粤电集团公司20042015年节约能源规划，此规划坚持把节约能源放在首位，实行全面、严格的节约能源制度和措施，要求依靠科技进步和创新，广泛采用先进技术，引入先进的节能管理模式，开展节能降耗工作。高压辅机变频改造是省公司节能规划之一。在集团公司的节能规划中，分析了我厂变频节能方面存在较大的潜力，指出了湛江公司4台机组的凝结水系统存在不同程度的节流损失。其中#3、#4机凝结水泵的控制阀门开度在30%至40%左右，节流损失较为显著。#1、#2机凝结水泵的控制阀门开度在50%至60%左右，节流损失也较大。建议我公司可先选择#3或#4机的凝结水系统进行凝

44、结水泵变频改造的可行性研究，在结合国内电厂凝结水泵变频改造成功经验及可行性研究的基础上，对选定机组的凝结水泵进行变频改造。然后再对另外3台机组的凝结水泵进行变频改造。1.2、公司节能降耗的需要2004年在集团公司的指导下，湛江公司立即开展高压变频节能技术准备工作，积极开展变频节能降耗工作。在2004年3月份我公司计划进行#3机送、引风机4台电动机进行变频节能改造，该技改项目报送粤电集团公司批复。此后，经专业调研及广泛论证，后来经过进一步计算分析比较，发现我公司的送、引风机不是最佳的高压变频节能的试点辅机，主要因为送、引风机是机组较为重要的辅机，直接威胁机组运行安全，存在较大的安全风险；另外原动

45、叶调节的轴流风机本身也具有一定的节能效果。经详细的论证研究，凝结水泵采用变频调节节能效果较明显，同时不影响机组安全运行，改造费用增减变动不大。我公司根据实际，申请该项目变更为“湛江发电厂四台机组的四台凝结水泵电机（8台电机，4套变频器）变频改造”。省公司批复“同意变更为发电机的凝结水泵电机变频改造项目（先改造2台机组、4台电动机、2套变频器）”1.3、高压变频技术发展随着科技的发展，大量科技工作者不懈努力奋斗，社会主义市场经济有效调节，高压变频技术日趋成熟，涌现了一批高压变频制造商和供应商，有国产品牌、合资品牌、进口品牌等，其中有历史悠久的，也不乏后起之秀，这些为我公司高压变频改造提供保证。该

46、项目在粤电集团公司大力支持下，在各方面的帮助下，尤其是省内外兄弟相关电厂同行的鼎力相助，通过专业技术人员广泛调研，对国内、外主要品牌的高压变频装置在大型电动机上的实际安装、调试、使用、运行及维护深入了解，对各大品牌的性能、参数、业绩作了明确对比，吸取了兄弟电厂高压变频改造中的先进经验。形成比较全面客观的高压电机变频调研报告，为变频设备改造选型打下良好基础。二、凝结水系统概况及参数我公司的四台发电机组的汽机都是东方汽轮机厂生产的n300-16.7/537/537-型汽轮机，设计凝结水流量#1、#2机为870t/h，#3、#4机为1000t/h，设计为两台即a、b凝结水泵，凝结水系统正常一台凝结水

47、泵工作，一台凝结水泵备用方式，采用除氧器水位调整门开度调节除氧器水位。凝结水泵系统如下图所示。经过凝结水泵升压后的凝结水通过除氧器水位调整门后经低加系统进入除氧器。母管上的凝结水同时为旁路二级、三级减温水提供水源。图表 1 机组凝结水系统示意图凝结水系统原控制方式：两台凝结水都是工频，额定转速运行。正常起动时凝结水泵合闸30秒后，联锁开凝结水泵出口门。一台泵运行，另一台处于备用。当下列条件之一成立时，备用泵联锁启动：l 运行中的凝结水泵跳闸（习惯称电气联锁）；l 凝结水母管压力低于1.3mpa延时3秒钟（习惯称热工联锁）。l、凝结水泵参数参数项目#1机#2机#3机#4机型号9ldtn-6 9l

48、dtn-6 9ldtn-7 9ldtn-7 扬程 244m 244m 240m 240m 流量 870m870m1000m1000m转速 1480r/min1480r/min1480r/min1480r/min轴功率 750kw 750kw 817kw817kw效率78%78%80%80%厂家 沈阳水泵厂沈阳水泵厂沈阳水泵厂沈阳水泵厂图表 2 机组凝结水泵参数、凝结水泵电机参数参数项目#1机#2机#3机#4机型号ylst5004 ylst5004 ylst5004 ylst5004 额定功率1000kw1000kw1000kw1000kw额定电压6kv6kv6kv6kv额定电流118.8a11

49、8.8a118.8a118.8a额定转速1487转/分1487转/分1487转/分1487转/分效率93.1%93.1%93.1%93.1%功率因数0.870.870.870.87厂家 湘潭电机厂湘潭电机厂湘潭电机厂湘潭电机厂图表 3 机组凝结水泵电机参数、凝结水系统运行参数参数项目#1机组#2机组#3机组#4机组机组负荷mw300264258225凝结水泵电机电流a100967275凝结水泵出口压力mpa2.412.612.92.7除氧器压力mpa0.740.720.60.44调门开度%74%67%42%34%凝结水流量t/h780707846766图表 4 机组凝结水系统运行参数正常运行（

50、以机组负荷250mw为例）除氧器水位调整门开度#1、#2机组为65%左右，压力为2.6mpa，#3、#4机组为30%左右, 压力为2.7mpa，存在较大节流损失和阻力损失。三、变频方案选择变频方案众多，其安全性、可靠性、经济性、使用性也相差甚远，根据我公司凝结系统实际，选择合理变频配置方案非常重要，也是机组安全、节能的关键。公司重点从两个典型的方案展开论证比较。3.1、凝结水泵变频一拖二方案变频装置与电动机的连接方式，一台机组采用一套变频器可以轮流带两台凝结水泵运行，即一拖二的变频方式，根据切换方式分为一拖二自动切换方式、一拖二手动切换方式。如图为一拖二手动切换方式，6kv电源经断路器输入到高

51、压变频装置，变频装置输出经两把出线隔离刀闸送至电动机。图表 5凝结水泵变频一拖二手动切换方式示意图3.2、凝结水泵变频一拖一方案变频装置与电动机的连接方式，变频器只能带一台凝结水泵，另一台工频运行，即一拖一的变频方式。根据旁路的特点细分为一拖一手动旁路方式、一拖一自动旁路方式、一拖一无旁路方式，如图为一拖一手动旁路方式，6kv电源经断路器输入到高压变频装置，变频装置输出经出线隔离小车送至电动机。图表 6 凝结水泵变频一拖一手动旁路示意图 针对变频主流方式主要有一拖二、一拖一，我公司进行了较长时间的广泛讨论。一拖二，主要优点节约投资，一套变频器可以轮流切换至两台凝结水泵用，变频器利用率高；缺点是

52、电气接线复杂，开关和刀闸之间闭琐关系复杂，现场操作特别是两泵之间的切换操作复杂，容易产生误操作。一拖一方式接线简单，工频变频间切换操作简单，缺点是变频器的利用率较低，仅带一台凝结水泵运行。经专业讨论决定，考虑运行实际操作和机组运行安全，采用变频器与电机一拖一的接线方式，并配置变频器旁路方式。根据高压变频装置设备发展现状，虽然高压变频技术日趋成熟可靠，但是设备质量特别是主要元器件的可靠性尚未稳定，仍有不少高压变频异常停用变频器、功率单元爆炸等事件发生，我公司认为变频器旁路方式非常需要。为了达到试点项目横向比较的目的，在#1机组和#4机组的a凝结水泵上采用一拖一手动旁路方式，在#3机组的a凝结水泵

53、上采用一拖一自动旁路方式。变频装置与电动机的连接方式见下图，一台机组采用一套变频器，即一台机组一台工频运行，一台变频运行。图表 7一拖一手动旁路示意图图表 8一拖一自动旁路示意图四、变频控制方式选择4.1、电气控制本次机组凝结水变频控制方式设计原则是接线简洁，闭锁可靠，控制方便。为此在凝结水泵启动过程中，采用单键启动（在crt上启动电机即可）自动启动变频装置，自动打开出口门。同时为方便现场检修调试变频配备人工启动方式。变频器启动l 自动启动：一次系统倒至“变频运行”方式、控制系统上电、控制器启动监控系统主界面，系统检测无故障后，变频器进入就绪状态（即等待高压送电）；合上进线断路器，经过20s后，变频器自动启动，dcs设定运行转速或自动调节转速，完成变频器的启动。l 人工启动：主要是调试人员使用，方便设备调试。一次系统倒至“变频运行”模式下、控制系统上电、控制器启动监控系统，系统检测无故障后，变频器进入就绪状态（即等待高压送电）；合上进线断路器，经过20s后，运行人员或调试人员手动导通保护igct和逆变igct，从而从就绪状态进入到正常运行状态，完成变频器的启动。变频器正常停机 变频器装置的正常停机操作是指变频器按照设定的停机时间不断减小输出频率和输出电压，直至停机。是一种主动停机过程