凝结水泵变频器工作原理

ｌＵ　—　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　凝结水泵进行变频改造的运行分析　胡耀卿　赵青　佟长江　（北方联合电力乌拉山发电厂，内蒙古巴彦淖尔０１４４０７）　工业技术　摘要：北方联合电力乌拉山发电厂凝结水泵由工频改为变频运行，变频器采用高压变频器调速，经实际运行证明：变频改造后在保　证凝结水泵水量的自动调整的同时，还实现了节能降耗的目标。　关键词：凝结水泵；变频改造；节能降耗；运行分析　引言　乌拉山发电厂装机容量为２ｘ３００ＭＷ，每台　机组配备两台１００％容量的工频凝结水泵互为　备用，目前已经先后对徉４、５机组的凝结水泵进　行了变频改造，改造后变频凝结水泵运行，工频　凝结水泵备用，每月定期凝结水泵变频切换，用　以干燥电机绕组和保证其处于良好备用状态。　凝结水泵变频投运后，既实现了凝结水泵水量　的自动调整又降低了厂用电率，实现了节能降　耗的目标。　１变频技术节能应用分析　１．１节能原理根据水泵的特性分析如下　水泵是一种平方转矩负载，其转速ｎ与水量Ｑ、　压力Ｐ、转矩Ｔ及水泵的轴功率Ｐ的关系如下　式所示：　Ｑ。［“ｐｏｃＴ￣ｘｎ２　ｐｃｃＴｎ　ｃｃｎ３　转速：ｎ　水量：Ｑ　压力：Ｐ　转　矩：Ｔ　轴功率：Ｐ　上式表明，水泵的水量与其转速成正比，水　泵的压力与其转速的平方成正比，水泵的轴功　率与其转速的立方成正比。当电动机驱动水泵　时，电动机的轴功率Ｐ（ｋｗ）可按下式计算。　Ｐ：Ｑｐ‘１０－－３／＇ｑｃ＇ｑｂ　式中Ｑ－Ｔｋ量，ｍ弧　ｐ’压力，Ｐａ　１１ｂ＿水泵的效率　ｃ－ｆ专动装置效率，直接传动时为１。　・　由上式我们可以做出变频调速控制时的特　性曲线图。　。　０　５　ｆ＾　０　：辄幺１　由此特性曲线可以看出水泵在低速时节电　比较显著，转速越高节电越不明显，如果转速到　额定值时，不但不节约电能反而浪费能源。结　论：变频器不宜超载超速运行，否则将变为耗电　设备，并使变频器难以承受。　１．２随着我厂凝结水泵变频器的投运，克服　了凝结水泵在运行中存在的胜能调节差，能耗　高，效益较低，维护工作量大等难题。凝结水主　调门开度平均只能达到４５％左右，电机恒速转　动，约有５０％的能量白自消耗在主调¨开度上。　同时，因科技含量低、设备运行可靠性不高，这　样影响了机组的安全稳定运行。日常维护量大，　影响了机组的安全稳定运行。通过变频改造，水　泵水量与压力的调节，由通过调节主调门开度　一１２０～　中国新技术新产品　改为通过变频器蒯节电机速度来控制水泵的吸　水量，主调¨开度可以开到１００％。通过改变水　泵的转速直接调节凝结水泵的水量，节流损耗　可以降到零，变频调速作为一种先进的节能技　术，实施后降耗４０％以上。以＃４机凝结水泵改　变频后的节能效益分析为例。　埘机凝结水泵参数如下：　型号：ＮＬＴＤ８６０￣Ｂ　流量：Ｑ＝８７ｏ．１　１ｍ％　扬程：Ｈ＝３０２ｍ　额定转速：１４８９ｒ／ｍｉｎ　电机：ＹＫＫＬ５０（Ｏ４，Ｐ＝１０００ｋＷ，Ｕｅ＝６０００　Ｖ　定子电流：１　１５．６Ａ，Ｙ接线方式ｃｏｓｃｐ＝０．８９　装置输入频率：５０Ｈｚ　输入电压：６０００Ｖ　输出频率：０￣５０ｚ　输出电流：１３１Ａ　输出电压：６０００Ｖ　输出功率：１０００ｋＷ　输出谐波分量：输入电流＜４％，输出电流＜　，效率＞９８嘲额定负载下）　凝泵１二频运行时电流与负荷关系不大，始　终维持在９７—１０８Ａ左右。经过变频改造后凝结　水泵电流保持在３３－５８Ａ。机组启停或备用期间　凝结水用量更少，凝结水泵维持５００ｒｐｍ，电流　仅１５Ａ左右。　１－３根据实测数据计算节能状况　一般情况凝结水泵年运行小时数为５０００　小时左右，按实际测算平均每台凝结水泵变频　运行节电１０８００ＫＷＨ厌计算。则年节电：　５０００＂，＜１０８００／２４＝２２５万千瓦时　每度电按０．２８５元／ｋＷｈ计算则：　￣２８５ｘ２２５－－６４（万元）　单机设备投入约１３０万元，两年能收回全　部成本。　月度指标显示凝结水泵耗电率由改造前的　０．３８％降低到改造后的０．２１％，节电４４．７％，降低　单机厂用电率Ｏ．１７个百分点，可见节能降耗明　显。　２变频器投运后对机组运行的影响　２１由于变频器非常平滑稳定的调整水量，　通过自动或手动方式调整变频器的运行频率，　使自动化程度、自动装置的可靠性、自动装置的　稳定性大大提高。　２．２变频器调速后，减少了电动机房动时的　启动电流，可彻底避免大电机启动电流产生的　冲击电动力矩对电动机的损坏，因此也减轻了　启动机械转矩对电动机机械损伤，有效的延长　了电动机的使用寿命。　２－３变频改造前，除氧器水位由凝结水主凋　门的节流来调整，机组负荷２００ＭＷ时主调门　开度２８．７％、１５０ＭＷ时主凋门开度】７％，节流损　失很大。同时凝结水泵出口压力高于３．０ＭＰａ，要　通过凝结水的大、小循环来降低凝结水泵的出　口压力，经轴加、低加加热后的部分凝结水叉回　到凝汽器，造成热量损失，增加凝汽器热负荷，　降低了机组效益。采用变频泵运行后，除氧器水　位由变频器通过改变凝结水泵的转速来调整，　凝结水主调门全开，大大减小了凝结水主调门　的节流损失。凝结水系统的大、小循环门处于关　闭状态，避免了工质的热量损失。　２．４变频改造前凝结水母管压力维持在　２．３—３．０ＭＰａ，变频改造后维持在１．３ＭＰａ，减小了　凝结水系统设备、管道承受的机械应力，有利于　设备的安全运行。　２．５变频改造后，凝结水系统的压力降低，　凝结水主调门开度增大，凝结水的流速降低，减　小了凝结水对系统管道、阀门的冲刷，延长了设　备的使用寿命，增加了设备的安全陛。　２ｌ６变频改造后，凝结水泵的转速在５００－　１　２７０ｄｍｉｎ之间运行较工频的１４８０ｒ／ｍｉｎ大为降　低；凝结水泵出口压力的降低，使泵的轴向推力　降低。因此泵的支持、推力轴承的工作条件得到　较大改善。　３凝结水泵变频改造后需要注意的问题　３．１工频泵、变频泵进行倒换时，变频泵不　能在低转速下长期停留，变频泵的转速应确保　其出口压力与母管压力接近，防止与工频泵出　口压差大逆止门打不开，而导致变频凝结水泵　汽化。　３．２工频泵长期备用期间，应加强其绕组的　绝缘监视，并定期采取备用凝结水泵变频切换　措施来干燥绕组，确保其处于良好备用状态。　３＿３工频泵运行时，变频泵起不到备用作　用，因为变频泵启动转速为５００￣ｐｍ，启动后需　要加速方可接待负荷，此时如工频泵掉闸变频　泵的流量不能满足机组负荷需要，需要限制机　组负荷。为此变频器因故停运或在变频方式备　用时，应及时倒为工频方式备用，但变频泵工作　方式倒换期问需要开关停电，又增加了机组运　行的不稳定因素。　４结束语　凝结水泵变频器调速改造后，可彻底避免　大电机启动电流产生的冲击电动力矩对电动机　的损坏，极大的减轻了水对主调门的冲击，有效　的延长了电机检修周期，减少了检修维护量。同　时变频调速后，提高了机组自动装置的稳定性，　为优化运行提供了可靠保证。　从投资效益方面分析，凝结水泵变频改造　设备投入约１　３０万元，即使考虑变频器本身耗　电情况，两年就能收回全部投资。变频调速技术　在我厂两台机组凝结水泵上的应用实践表明，　变频改造后的凝结水系统控制性能良好，水位　调节稳定可靠，节能效果显著，减少了凝结水系　统的维护工作量，值得在火电厂中大力推广应　用。　参考文献　【１】李青，高山，薛彦廷．火力发电厂节能技术及应　用　．北京：中国电力出版社，２００７．

凝结水系统的运行及注意事项

一.#1机凝结水泵改变频后的逻辑组态

（1） #1机组的两台凝结水泵改变频控制，采用“一拖二”工作方式。当#1机凝结水泵变频器正常使用时，变频凝结水泵与工频备用凝结水泵互为联锁：当变频器跳闸时工频备用凝结水泵联锁启动；当变频器运行且凝结水母管压力低至1.2MPa，联锁信号为真时，工频备用凝结泵启动。

（2） 原除氧器水位调节阀控制作为调节的后备手段，正常工况处于固定位置（全开）；变频调速泵跳闸，启动备用定速泵时（用定速泵联锁投入和调速泵跳闸信号与，采用脉冲量），超驰关小调节门至一定开度（根据当前负荷设置对应阀开度），并在阀门开度与设置指令相差在一定范围内时，自动投入除氧器水位自动调节。变频调速凝结水泵除氧器水位自动控制系统与原调节阀控制一样，采用三冲量调节。除氧器水位高，设置调速泵转速闭锁增。调速泵停止，置令为转速低限。凝结水压力低，联锁信号为真时设置调速泵转速下限。凝结水母管压力低且定速泵运行联启调速泵，此时设置调速泵转速最大。定速泵跳闸时联启调速泵，设置转速最大。

2凝结水系统投用前的检查和准备

（1） 检查凝结水系统无检修工作,系统阀门位置正确,确认工业水系统投运,水压正常。

（2） 确认化学除盐水系统投运，关闭100T凝结水贮水箱放水门,开启除盐水箱补水调门前手动门向除盐水箱补水, 检查补水调门动作正常，除盐水箱水位补至正常后将补水调门投“自动”。

（3） 检查凝结水输送泵入口门开启,凝结水输送泵电源已送，启动凝结水输送泵运行,开启其出口门，检查凝汽器补水调门前后手动门开启，开启凝汽器补水调门，向凝汽器充水，进行凝汽器冲洗，并及时联系化学化验凝汽器水质，注意循坑水位。

（4） 凝汽器冲放水合格后，关闭凝汽器底部放水门,将水位补至正常水位,补水调门投“自动”。 （5） 检查轴加、各低加进、出口门开启,旁路门关闭,除氧器上水调节阀前、后隔绝门开启、旁路门关闭,凝结水再循环调门前后隔绝门开启、旁路门关闭, 再循环调门投“自动”。检查凝结水输送泵运行正常，开启凝结水输送泵至凝结水系统注水门，凝结水母管充水，凝结水系统注水后，关闭凝结水母管注水门。

２０１３年第２期（总第８９期）　缸源－蓦；　戤　ＥＮＥＲＧＹ　ＡＮＤ　ＥＮＥＲＧＹ　ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ　２０１３年２月　

擐寨礤窥　

６００　ＭＷ机组凝泵变频及顺控改造　

史　晓　峰　

（漳州后石电厂检修部，福建漳州３６３１０５）　

摘要：　分析了凝结水泵变频改造、改造后运行以及改造效果，得出凝结水泵实施变频改造是节能降耗的首选。　关键词：凝泵；变频；节能　中图分类号：ＴＫ２６４．１２　文献标识码：　Ａ　文章编号：　２０９５—０８０２一（２０１３）０２—０１２６—０３　

Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　６００　ＭＷ　Ｕｎｉｔ　Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　Ｐｕｍｐ　

ＳＨｌ　Ｘｉａｏ—ｆｅｎｇ　

（Ｏｖｅｒｈａｕｌ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｈｏｕｓｈｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ　３６３１　０５，Ｆｕｊｉａｎ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｆｔｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ｐｕｍｐ，ａｎｄ　ｒｅａｃｈｅｄ　ａ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ｐｕｍｐ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｃｈｏｉｃｅ　ｆｏｒ　ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｓｔ－ｒｅｄｕｃｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ｐｕｍｐ；￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｅｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ　

０引言　

随着中国经济的日益发展，对于电力能源的需求　

也越来越大，６００　ＭＷ超临界火力发电机组也逐渐成　为发电的主力。优化控制、节能减排是当今发电企业　科学发展的重要指标，也是发电公司向精细化生产要效　

神华亿利凝结水泵变频改造技术文件

1

神华亿利凝泵变频改造（一拖二）项目

系统控制DCS系统操作说明

（试运行）

批准：

审核：

编写： 闫 普

2009年11月30日

设 备 技 术 部 神华亿利凝结水泵变频改造技术文件

2

凝结水泵变频控制DCS系统操作说明

一、凝结水泵变频控制系统简介

凝结水泵变频控制系统为在原有的系统配置：为2台凝结水泵A、B，正常运行为1台运行1台备用基础上进行。此次变频改造是在凝结水泵动力回路中安装了独立的变频控制柜， 1台高压变频调速装置。系统由变频装置本体和旁路刀闸柜组成（如图2），6kV母线由原有高压断路器6321/6322送至旁路柜。QS1和QS2为高压变频装置拖动A泵的进线和出线隔离开关，QS4和QS5为高压变频装置拖动B泵的进线和出线隔离开关，便于检修时对变频装置进行隔离。QS3为A泵旁路刀闸，QS6为B泵旁路刀闸，当变频装置发生故障后令电动机由工频直接起动。

集控室的DCS系统通过4-20mA模拟量电流信号来控制变频装置的输出频率，控制凝结泵出口压力和除氧器水位。变频装置将装置的状态(如装置报警、装置故障跳闸、输出电流、输出频率等)通过模拟量、数字量信号送至DCS。

图1：凝结水系统图

二、系统运行方式及切换说明

变频器一拖二手动旁路柜配置图如下：