国产高压变频器在凝结水系统的应用

1、国产高压变频器在凝结水系统的应用凝结水系统配装上海凯士比泵业有限公司制造的NLT350-4006型凝结水泵，凝结水泵电机为湘潭电机厂制造的YLKS500-4型，高压变频器为北京利德华福电气技术有限公司制造的HARSVERT-A06/130系列。目前在已投运的大型火电机组中，凝结水泵采用100%容量、一用一备的配备模式，除氧器水位依靠上水调门开度控制，节流损失大。随着高压变频调速装置可靠性的提高，应用领域不断扩大，众多发电企业对凝结水泵进行了变频改造。在实际改造中，对控制方案的要求主要是变频凝结水泵运行中事故跳闸，备用泵工频联启后凝结水压力陡增，除氧器水位、凝结水其它用户的控制必须在要求范围内波

2、动。2.凝结水泵的运行工况在汽轮机低压缸内做功的蒸汽在空冷岛冷却凝结之后，集中在凝结水箱中，凝结水系统的作用是通过凝结水泵及时的把凝结水送至除氧器中，维持除氧器水位平衡。保证凝结水泵连续、稳定运行是保障电厂发电机组安全、经济生产的重要环节之一，凝结水系统如图1所示。 图1：凝结结水系统图凝结水泵电电机为6kVV/11200kW电机，设设计时有一定定裕量，每台台机组配备二二台凝结水泵泵，一台运行行，一台备用用。通过对机机组凝结水系系统和凝结水水泵运行方式式、动力系统统结构的研究究分析，提出出一拖二自动动工/变频切切换控制方案案。由于凝结结水泵属一用用一备运行方方式，因此采采用一拖二方方案可以提高

3、高变频设备的的利用率，保保证系统具有有良好的节能能效果。另一一方面，凝结结水泵具有定定期设备轮换换的制度，为为降低系统操操作的难度，系系统采用高压压开关等自动动切换装置，从从而，使得系系统操作简便便、安全可靠靠。具体系统统结构原理如如图2所示： 图2：系统统结构原理图图凝结水泵变变频改造前，除除氧器水位是是通过改变凝凝结水泵出口口调整门的开开度进行的，调调节线性度差差，调整门存存在较大的节节流损失。同同时由于频繁繁的对调整门门进行操作，导导致阀门的可可靠性下降，影影响机组的稳稳定运行（我我公司1#机机组曾发生三三次调整门机机械故障）。改造为高压变频器后，凝结水泵出口阀门处于全开位置(同时根据现

4、场实际情况可将旁路门打开，可进一步降低凝结水系统的节流损失)，仅在倒泵过程中由凝结水母管调整门来控制除氧器水位，正常运行时通过调节变频器的输出频率改变凝结水泵转速，达到调节出口流量控制除氧器水位的目的，满足运行工况的要求，图3为凝结水控制方案。 图3：凝结结水控制系统统图在图3中，采采用双回路控控制，主要是是考虑调整门门调节特性与与变频器存在在较大差异，单单一控制回路路的调节效果果不好；通过过变频运行后后的实际效果果，这种控制制回路设计调调节特性很好好，两套回路路切换平稳。3 改造中遇到的问题和解决的办法（1）高压变频调速凝结水泵运行时上水调整门打开，利用改变凝结水泵的转速调节除氧器水位造成凝

5、结水压力较低，最大不超过2.8MPa。运行中凝结水压力随负荷降低而下降，为了保证其它设备所需凝结水的压力，设定变频调速系统的最低转速为30Hz，对应凝结水泵的出口压力为1.2Mpa，修改减温水压力低保护关低旁逻辑。（2）由于变频凝结水泵用改变转速调节使得凝结水压力低，而定速凝结水泵仍为上水门调整、凝结水压力很高，运行一旦发生变频凝结水泵跳闸备用定速凝结水泵启动后凝结水压力、流量突然增大对除氧器水位造成很大的影响。针对此问题将控制逻辑修改为当变频泵或者变频泵高压开关事故跳闸，且发出联启定速泵的指令时，程序发出一个与汽轮机调速级压力具有函数关系的预置指令加到除氧器上水调整门，立即将上水调整门关至一

6、定位置并且程序强制将调整门投入“自动”进行调节除氧器水位，图4为#21凝结水泵变频跳闸后，#22备用工频凝结水泵联锁启动后水位与除氧器水位调整门的变化趋势图，在切换过程中，除氧器水位波动在正负20mm以内。 图4：切换换过程中水位位与阀门动作作趋势（3）运行行变频凝结水水泵跳闸备用用定速凝结水水泵联锁启动动后凝结水压压力突然升高高对凝结水供供其它辅助设设备影响很大大，特别是给给水泵机械密密封冷却水系系统，由于给给水泵机械密密封冷却水差差压一般维持持在0.1MMPa。针对对此问题在给给水泵机械密密封冷却水调调整门上预置置一个与汽轮轮机调速级压压力具有函数数关系的指令令，当备用工工频凝结水泵泵联锁

7、启动后后将该指令输输出至给水泵泵机械密封冷冷却水调整门门，延时一段段时间后系统统切换至给水水泵机械密封封水差压自动动调整回路。（4）凝结水泵再循环调整门是为了保证凝结水系统在低流量时凝结水泵在安全工作区内运行的，该控制回路的被调量是凝结水泵出口母管压力，当凝结水泵采用变频调速系统后，转速越低，出口压力越低，为了保证凝结水泵的安全，防止泵体汽蚀，在再循环调整门的控制指令输出上叠加一个与除氧器水位调整门具有函数关系的指令，当在变频运行时，控制再循环调整门开度。4改造后的运行措施 改造后变频凝结水泵长期运行，定速凝结水泵只作备用。为了保证变频凝结水泵安全的运行，定速凝结水泵处于良好的备用，以及凝结水

8、供给其它辅助设备的安全运行，制定以下运行措施。（1）正常运行时变频凝结水泵运行、定速凝结水泵投入备用，上水调整门开度控制在90%97%，利用变频凝结水泵的变频器对除氧器水位进行自动调节。低负荷时可以关小上水调整门维持凝结水压力不低于1.2 Mpa，凝结水泵转速不低于900r/min，确保变频凝结水泵和凝结水供给其它辅助设备的安全运行。（2）每月定期对凝结水泵进行切换运行，以保证备用凝结水泵处于良好状态。（3）机组启动、停止过程中可以将变频凝结水泵转速控制在某一值，采用除氧器水位调整门调节，不但使除氧器水位稳定而且可以保证其他辅助设备有足够压力的冷却水，如低压旁路减温水、疏水扩容器减温喷水、低压

9、缸减温喷水等。5.节能效果（变频器运行后检测）(1)节约厂用电效果显著现场截取变频改造前后的2机组实际运行数据记录，对本机改造前后的电流进行比较，可以比较直观的反映进行变频改造后节能情况，如表1所示。 表1：变频频改造前后电电流变化 图5：改造造前后电流变变化趋势图表2是某半半个月的电能能统计，做一一个同类机组组的横向比较较，可以看出出凝泵用电减减少许多。 表2：节电电统计以每台机组组年运行3000天计算，使使用变频器可可节约厂用电电242万kkWh，按按照0.255元/kWh计算,折折合人民币660.5万元元。(22)减少电机机启动时的电电流冲击电机直接启启动时的最大大启动电流为为额定电流的

10、的7倍；星角角启动为45倍；电机机软启动器也也要达到2.5倍。观察察变频器启动动的负荷曲线线，可以发现现它启动时基基本没有冲击击，电流从零零开始，仅是是随着转速增增加而上升，不不管怎样都不不会超过额定定电流。因此此凝泵变频运运行解决了电电机启动时的的大电流冲击击问题，消除除了大启动电电流对电机、传传动系统和主主机的冲击应应力，大大降降低日常的维维护保养费用用，图6为凝凝结水泵变频频启动电流趋趋势图（初始始转速9000r/minn）。 图6：凝结结水泵变频启启动电流趋势势图(3)延长长设备寿命使用变频频器可使电机机转速变化沿沿凝泵的加减减速特性曲线线变化，没有有应力负载作作用于轴承上上，延长了轴

11、轴承的寿命。同同时有关数据据说明，机械械寿命与转速速的倒数成正正比，降低凝凝泵转速可成成倍地提高凝凝泵寿命，凝凝泵使用费用用自然就降低低了。(4)降低噪噪音我公公司凝结水泵泵改用变频器器后，降低水水泵转速运行行的同时，噪噪音大幅度地地降低，当转转速降低600%时，凝结结水泵附近11.5m噪音音水平测试885dB,比比工频运行时时的110ddB减少255dB。同时时消除了停车车和启动时的的打滑和尖啸啸声，克服了了由于调整门门线性度不好好，调节品质质差，引起管管道锤击和共共振，造成凝凝结水系统上上水管道强烈烈震动的缺陷陷，凝结水泵泵的运行工况况得到明显改改善。6.总结结高压变变频调速系统统在凝结水

12、系系统中的成功功应用，以其其显著的节能能效果和良好好的系统响应应和控制品质质，充分说明明在火电厂发发电机组主辅辅机设备中采采用高压变频频调速技术具具有广阔的应应用前景和拓拓展空间，对对提高企业竞竞争力、降低低发电成本具具有积极意义义。参考考文献：1漳山山电厂3000MW级火火力发电厂机机组汽机辅机机运行规程山山西漳山发电电有限公司 2005.522 变频频调速凝结水水泵在3000MW机组的的应用 卜卜喜正3 HHARSVEERT-A系系列高压变频频调速系统说说明书北京京利德华福电电气技术有限限公司 20004.1。作者简介：朱军 山西漳山发电有限责任公司副总经理 高级工程师 毕业于太原工业大学热能动力专业李立敏 山西漳山发电有限责任公司助理总经理 高级工程师 毕业于华北电力大学电力系统自动化专业 白鹏 山西漳山发电有限责任公司 设备部热控专业工程师。后记： 在漳山电厂2300MW机组的凝结水变频系统改造项目中，北京利德华福电气技术有限公