凝结水泵变频改造与应用

凝结水泵使用变频调节当然了省电了啊，我公司的300MW机组凝结水就是采用变频控制。优点，省电，节能，减少阀门磨损。缺点变频器发热超严重，维护不好就出故障，而且变频器故障率似乎很高。两台凝结水泵采用一个变频器，可以切换。先说优点我公司#4#5机组采用定压凝结水泵，电机功率使1120kw，电压6000V正常运行电流100A左右，满负荷运行出口压力3.4MPa。在启动初期需要开启再循环管道降低压力但因为再循环管路流量有限而出口压力过高造成压力不但没有降下来，再循环管道强烈振动。一旦操作不正常极易造成凝结水管路超压。正常运行需要采用除氧器上水调节门来节流降压，阀门严重磨损。08年迫于经济形式，节能降耗，我们采取在5级凝结水泵叶轮拆掉一级的方法来降低凝结水泵出口压力处理方案。采取这一方案后既能满足凝结水系统的用水要求，更能降低凝泵电耗，具体的参数不记得了。可以计算获得收益颇丰。我公司#6机组采用凝结水变频控制，可以根据用水需要调整凝泵处理满足用水需求。缺点：个人建议在启动初期最好不要用变频泵，因为凝结水用户较多，手动调节压力的情况下造成凝结水母管压力变化较大，非常容易造成出口压力低，联起备用泵。

科技信息　工程技术　高压变频器在发电厂凝结水泵由嘲应用　安徽电力建设第二工程公司电仪公司　胡炜　肺　要］近年来，随着变频技术的日趋成熟，高压变频调速技术在节能领域中有着重大的贡献。本文针对发电厂凝水控制系统中存　在的问题，从实际角度出发，介绍了采用变频调速的必要性，分析了变频技术的原理，提出了凝结水泵变频改造的控制方案，最后还　简单介绍了变频技术的现状，并提出了高压变频在发电厂节能降耗中是大有前景的。　［关键词］发电厂　凝结水泵　变频调速　节能　１．引言　用电率是提高发电厂综合效益的重要指标。而发电厂中凝结水泵　的功耗约占机组额定出力的０．３５％左右，低负荷时，比例更高，能量损　失巨大。高压变频调速装置可以根据设备实际需要改变电机转速，使设　备处于最佳运行状态，大大提高运行效率，达到节能的目的。　２．凝结系统的工况简介及变频调速的必要性　凝水系统的主要功能是将凝结水从排汽装置凝结水箱送到除氧　器，并为一些设备提供减温水，如图１所示。在火力发电厂中，凝结水泵　是实现动力循环的重要组成部分，是重要的辅机之一，其安全、经济运　行对电厂的安全经济发电起着重要作用。为了满足机组在整个负荷范　围内对凝结水流量的需求，不得不大幅度提高凝泵出口压力，以保证除　氧器水位调节阀在任何工况下均能有效地进行除氧器水位调整。但发　电厂的凝结泵在机组负荷率不高时普遍存在着需要节流调节的现象，　造成了电能的极大浪费，对电厂凝结水泵进行变频调速已是当前电厂　节能改造的一个刻不容缓的问题。　凝结水最小流量　＾　且　图１凝结水系统　３．变频节能的原理　异步感应电动机的转速与电源频率、转差率、电机极对数三个参数　有如下关系：　：　＝生　Ｐ　改变其中任何一个参数都可以实现转速的改变。变频器是通过改　变电源频率的方式来改变电动机转速的。当转差率与极对数不变时转　速与频率成线性比例关系。　对于凝泵来说，其变频改造的理论出发点就是流体机械的相似定　律，该定律表明了变速运行的凝泵其流量、扬程、轴功率与转速的关系，　主要关系式如下：　器＝　㈩　酉Ｈ１＝（　）（２　Ｐｌ：（　）（３）　从以上关系式可以看出，凝泵出口流量与其转速一次方成正比，扭　矩与转速二次方成正比；而凝泵功耗与其转速的三次方成正比。流量变　化时的功率变化及节电率见表ｌ所示。　表１变频流量泵理论节能效果　单位：％　ＱＪＱ　ｎ　ｎｌ　Ｈ　－　Ｐ　Ｐ１　１００　１ｏｏ　１ｏｏ．Ｏ　１ｏ０．Ｏ　９０　９０　８１．Ｏ　７２．９　＾　８５　８５　７２．３　６１．４　８０　８０　６４．０　５１．２　７０　７０　４９．０　３４．３　６０　６０　３６．Ｏ　２１．６　５０　５０　２５．Ｏ　１２．５　—３１Ｏ一　从表１可以看出，随着流量变化，采用变频调速，功率下降显著；同　时；扬程下降，噪音将大大降低。　４－．变频调速改造方案　４．１电气系统　用１台变频器连接２台电机，正常时变频器拖动１台凝泵变频运　行，另一台工频备用；当变频器或运行的凝泵发生故障时，备用凝泵可　以工频运行，使用原来的调节方式，保证机组运行，系统结构如图２所　示。优点：充分利用变频器和现有设备，投资相对较少，既保留了紧急状　态下原系统的控制操作方式不变，工频恢复运行，又满足了系统改造后　的节能运行，易于系统维护。缺点：系统接线较复杂；需增加高压断路　器；二次回路需要增加闭锁回路定期切换操作较繁琐。　５１　凝　囊　开　关　５Ｏ　变　频　器　电　源　开　关　５１凝泵电机　５２凝泵电机　图２凝泵变频改造一次原理图　４－２调节系统　除氧器水位调节为单回路控制，并引入蒸汽流量信号和凝结水流　量信号，以提高系统的负荷适应能力，使系统只是在机组负荷发生变化　的过程中和凝结水流量发生变化的过程中以及水位自发扰动变化的过　程中动作，蒸汽流量信号和凝结水流量信号相平衡后，系统处于等待状　态，以适应热力系统的滞后和各种不确定因素。除氧器上水调阀和变频　器频率均采用这样的调节回路。　凝结泵出口压力调节也采用单回路调节系统，并且和除氧器上水　调阀使用同一个调节器，通过ＤＣＳ系统中的自适应块切换ＰＩＤ参数，　以适应水位调节和压力调节不同的特性。工频时，凝结泵出口压力调节　切除，除氧器水位调节系统控制除氧器上水调阀。变频运行时，除氧器　上水调阀切至凝泵出口压力调节控制，除氧器调节回路控制变频器的　频率。工频与变频两种控制方式下，控制策略实现自动无扰切换。　４＿３凝水泵调速注意事项　（１）尽可能地降低运行时的凝泵出口压力与转速，以获得最大的节　能效果。　凝泵变速运行时的出口压力直接关系到凝泵的变速运行节能潜力　发挥程度，在保证最小允许值的情况下，要尽可能地降低凝泵出口运行　压力值。机组低负荷运行时，为了保证凝泵的出口压力在允许值之上，　维持凝泵在高效率范围内运行，除氧器水位调节阀通常要参与调节。随　着机组负荷的上升，在保证凝泵出口压力与流量的前提下，要尽可能降　低凝泵转速、增加除氧器水位调节阀开度，也就是说，在平衡点以上负　荷时，要避免通过除氧器水位凋节阀开度来调节凝结水流量，以减少调　节阀的节流损失，提高节能效果。　（２）必须可靠地保证凝泵出口压力不低于最小允许值。　凝泵密封水压力厂家要求值一般都留有较大裕量，可以通过试验　逐步降低该压力，从而确定出更为合理的汽泵密封水压力最小要求值　或者通过更换密封水调节阀来减小该阀前对凝结水压力的要求。另外，　保证凝泵出口压力不低于最小允许值，还有助于防止当除氧器侧压力　大于凝结水母管压力时，凝结水母管中的水通过凝结水再循环流回热　｝÷　丫了～。孵～一臻～　跏变频器输出开关一一　一塑　凝泵开关　一

凝结水泵变频“一拖二”控制系统改造设计与应用

[摘要] 介绍了600ＭＷ超临界机组凝结水泵调节系统变频“一拖二”改造工程中除氧器水位调节系统及两台凝结水泵的控制与保护逻辑的设计方案。实践证明，改造方案可行，不仅节约了成本，而且凝结水系统安全可靠，经济效果明显。

[关键词] 节能；“一拖二”变频控制；凝结水泵调节系统；超驰关

Abstract: This paper introduces the 600MW supercritical generating units

condensate pump to adjust the system frequency “drag” the deaerator water level

adjustment system and two condensate pump control and protection logic design in

the renovation project. Practice has proved that the transformation is feasible, not only

cost savings, and the condensate system safe and reliable, the economic effect is

obvious.

Key Words: energy saving; “drag” variable frequency control; condensate

pump-conditioning systems; override off

中图分类号: TM921.51文献标识码：A文章编号：T2012-02（02）8004

1 概述

国电电力大连庄河发电有限责任公司2×600MW 机组汽轮机为超临界机组，每台机组配备两台100％容量的定速凝结水泵，正常运行时，一台运行一台备用，除氧器水位的调节是通过调节除氧器水位调节阀的开度来实现。以前，机组经常参与调峰运行，除氧器水位调节阀开启不足，节流引起的凝结水压力能损严重，凝结水泵偏离经济区域运行，造成凝结水泵马达额外的耗电损失，影响了机组的经济性。

Ｖｏｌ＿２９　ＮＯ．４　Ａｕｇ．２Ｏ１０　河北电力技术　ＨＥＢＥＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰｏＷＥＲ　第２９卷第４期　２０１０年８月　

高压变频装置在火力发电厂凝结水泵　节能改造中的应用　Ａｐｐｌ　ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈ　ｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｉｎ　Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ＰｕｍＤ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓａｖｉｎｇ　Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　尚振文，曹明芳　（河北兴泰发电有限责任公司，河北　邢台０５４０００）　摘要：介绍变频调速及其装置节能的原理，针对某机组凝结　水泵节能改造情况，分析高压变频装置接入凝结水泵系统后　的控制方式，通过比较该机组凝结水泵采用工频和变频运行　方式下的数据，认为使用高压变频装置可降低电厂能耗，是　电厂实现节能的有效方法。　关键词：火力发电厂；凝结水泵；变频调速；节能改造　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ｐｕｍｐ　ｕｎｉｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｒｅ｛ｏｒ—　ｍａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉａｎｃｅ　ｊｏｉｎｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ｐｕｍｐ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａｆｔｅｒ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏｎｄｉ—　ｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉａｎｃｅ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ；ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ｐｕｍｐ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　中图分类号：ＴＭ６２１；ＴＭ９２１．５１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００１—９８９８（２０１０）０４—００４３—０２　１　概述　高压变频装置是采用高压变频调速原理生产的　一种调速装置，主要用于调节电动机的转速，以达到　节能的目的，是当前电动机调速最理想的方案。泵　与风机是火力发电厂中的通用设备，也是主要耗电　设备，两者的耗能在电厂厂用电中占很大比重。许　多电厂的风机与泵处于恒速、全天２４　ｈ连续运转状　态，由于这些设备一般都是根据生产中可能出现的　最大负荷条件来选择的，而实际运行中往往比设计　值要小得多。若在泵与风机系统中采用变频技术，　使系统能根据需要运行，将提高效率、减少浪费，使　两者的电耗明显下降。如果电机不采用调速控制，　则流量通常只能通过调节挡板或阀门来控制，其结　果是增加节流损失，造成很大的能量损耗。　２　高压变频装置的节能原理　２．１　变频调速的原理　异步电动机的转速公式为：　”一（６Ｏｆ￣ｐ）×（１一Ｓ）　（１）　式中：　为电动机转速；ｆ为电动机定子供电频率；　为电动机极对数；Ｓ为电动机转差率。　由式（１）可知，在电动机极对数、转差率不变的　情况下，电动机转速与供电频率成线性关系。因此，　通过改变电源频率，，即可改变电动机转速　。在　异步电动机的设计制造完成后，转速与频率的线性　关系就已确定，由于转速　与频率，之间为线性关　系，从理论上分析可知调速范围在０～１００　线性度　都很好。　２．２　变频调速节能的原理　通过流体力学的基本定律可知：水泵转速　与　流量Ｑ、扬程Ｈ以及轴功率Ｐ具有如下关系：　Ｑ１／Ｑ２一　１／ｎ２　（２）　．Ｈ１／Ｈ２一（　１／ｎ２）　（３）　Ｐ１／Ｐ２一（　１／ｎ２）。　（４）　式中：Ｑ　、Ｈ　、Ｐ　为水泵在转速为　时的流量、扬　程、轴功率；Ｑ：、Ｈ　、Ｐ　为水泵在转速为　ｚ时的流　量、扬程、轴功率。　由式（２）一（４）可知，水泵的流量与转速成正比，　扬程与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成　正比。　由泵与风机的相似律可知，风机的流量Ｑ、扬程　Ｈ、功率Ｐ与转速　也存在上述关系。因此，改变　电机转速可以改变轴功率，以达到节能的目的［１　］。　收稿日期：２０１０—０３　０８　作者简介：尚振文（１９６６一），男，工程师，主要从事火电厂电气设备技术管理工作。　・４３