高压变频器在循环水泵上应用
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高压变频器在给水泵电机上的节能运用摘要:在发电厂发展过程中,常规辅机水泵系统定速节流静态调节模式并不能发挥良好的效果,而变频节能动态调速控制模式可以通过控制水泵拖动系统输入、输出稳态平衡,提高给水泵电机节能效益。
因此,本文依据水泵电机变频调速节能控制原理,以某发电厂高压给水泵改造为例,对高压变频器在给水泵电机中的应用改造进行了简单的分析。
并依据发电厂改造后电气参数,对发电厂高压水泵变频系统节能升级和效益进行了进一步探究。
关键词:高压变频器;给水泵电机;节能前言高压变频器给水泵具有系统集成简单、维修难度小、资金损耗低的特点,在能源节约、精度调控方面具有极大的优势。
在未来电子器件技术发展进程中,高压变频器技术将进一步优化。
同时通过变频器循环软启动、调速运行方式等技术集成,高压变频装置安装、采购、维护价格将进一步下降,最终将成为现代给水泵电机节能主流控制模式。
1.高压变频器在给水泵电机中节能应用原理在水泵电机调节功能实现过程中主要通过转矩输出的形式,而在电机输出阶段,其转差率、电磁对数、输入电源频率间具有一定逻辑联系。
即:。
上述式子中N为固定常数,s为电机转差率,F为电机输入电源频率,P为磁极对数。
这种情况下,为保证水泵电机推动系统节能效益,就需要对电机拖动系统输出转矩进行合理调节[1]。
2.高压变频器在给水泵电机节能改造中的应用2.1给水泵电机节能改造项目概述某发电厂220.0T/H锅炉汽包给水泵在2016年05月份开始进行变频节能改造,在2017年06月份进行试运行调试,整体设备运行情况良好,工况参数变化幅度不大。
整体节能改造工程主要采用ABB企业生产的变频装置,高压变频装置型号为ACS1028,额定电压为3.30kV,额定电流为335A,额定功率为1950KVA。
该企业生产的高压变频装置具有运行稳定、谐波量小、安全性能高等特点。
同时ABB高压变频装置对运行环境具有较高的要求。
2.2高压变频装置改造要点首先,在水泵电机变频改造阶段,由于以往水泵电机额定电压为6.0KV,额定功率为1600.0KW,定子线圈连接方式为Y接形式,并没有星点引出装置。
高压变频器在湿法脱硫循环泵中的应用摘要:针对山西某市热电厂2×300MW国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫项目中,高压变频器对循环泵的控制应用,详细阐述其在DCS系统中工艺流程、电气设计方案及控制方法。
在实现节能降耗、增加经济效益的同时保障了浆液的循环泵依据负荷变化,动态跟随调节,变流量调节和安全运行。
关键词:高压变频器;循环泵;DCS绪论:节能环保一直是关系国计民生的大事,也是各环保企业努力的方向。
本论文针对国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫运营项目中能源消耗高,运营效率差,提出了用高压变频器取代工频,依据实际负荷动态跟随调整循环泵,实现变流量调节方法,降低企业能源消耗,提高运行安全性。
一、工程概况本工程为山西某市热电厂2×300MW国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫项目。
是城市主要采暖热源点之一,冬季供热,夏季发电,已项目建成运行。
本项目为满足SO2排放要求,在供热、用电高峰期,烟气量大,需要浆液循环量大,需要多台高压循环泵满负荷运行;而供热、用电低谷期,烟气量小,需要浆液量少,需要部分高压循环泵低负荷运行,负荷变化较大,能耗及安全矛盾较为突出。
而传统工艺中,通常采用工频系统来控制高压循环泵,无法做到依据负荷变化,动态跟随调节,变流量调节和安全切换。
造成能源浪费情况严重。
工频系统在国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫中控制高压循环泵应用具体缺陷如下:(1)能耗大,不能跟踪负荷减低能耗。
在机组负荷较低或入口硫分较低时,不能搭配浆液循环泵运行。
(2)设备没有备用,容易造成安全隐患。
机组负荷高或入口硫分高时,浆液循环泵需要全部运行,设备没有备用,一旦1台设备故障,将造成环保不达标,对运行安全造成隐患。
(3)设备磨损大。
设备长时间运行,浆液泵叶轮磨损严重,使用寿命缩短。
鉴于上述问题,结合工艺要求,增加1台循环泵,采用高压变频技术,通过调整变频器降低电耗。
高压变频器在热网循环系统的应用
高压变频器是一种通过电能转换控制电机转速的设备,广泛应用于各种工业领域。
在
热网循环系统中,高压变频器可以控制加热水泵等设备的运行,从而达到节能降耗的目
的。
热网循环系统是一种通过管道将热水或蒸汽运送到各个用热点的系统。
在循环系统中,水泵的功率通常是较大的,因为水泵需要提供足够的压力和流量将水或蒸汽运送到各个用
热点。
传统的水泵控制方式是采用阀门控制流量和压力,这种方式存在一定的能耗浪费。
而高压变频器则可以通过调整水泵的转速来控制流量和压力,实现能量高效利用。
高压变频器的工作原理是将交流电转换成高频电,再将高频电转换成直流电通过传动
器将电机带动,控制电机输出的转速和扭矩。
通过对电机的精细控制,高压变频器可以达
到节能降耗的目的。
在热网循环系统中,高压变频器可以通过控制水泵的转速来控制流量和压力,从而避
免因为阀门过大过小而导致的能耗浪费问题。
同时,高压变频器还可以通过在低流量和低
负载条件下降低水泵的转速,从而避免水泵空转和减少水泵的噪音,延长设备使用寿命。
另外,高压变频器还可以通过减少水泵的起停次数,降低水泵的运行噪音,减少设备的维
护成本。
高压变频器在送水泵组中的应用福建省石狮供水股份有限公司玉浦水厂(原名石狮市20万吨水厂),日供水能力为44万吨,是在旧水厂20万吨水厂的基础上再扩建20万吨,2013年福建省石狮供水股份有限公司赤湖水厂建成通水后,大大缓解了玉浦水厂的供水负荷,使得玉浦水厂供水量有了较大的冗余量,同时也使得该水厂日夜间送水量频繁地变化,玉浦水厂不得不频繁地启停送水机组或调节出水阀门。
在送水泵组中应用高压变频调速,通过PID调节控制,不仅可实现恒压供水,还可延长机组的使用寿命,确保供水的实效性与经济性,实现了高效节能与稳定生产的有效统一。
标签:送水泵房;高压变频器;应用引言水是人们生活与生产中必不可少的一项资源,随着社会的不断发展以及人口不断增多,社会各界对水的需求量也越来越大,对供水系统的安全性与供水质量也提出了越来越高的要求。
在工厂送水泵组中应用高压变频器实施变频节能改造,可以实现PID调节控制送水泵机组管网压力,同时也可以使负荷较低时水泵的节流损失实现最大限度地降低,使机组的经济效益实现全面的提升。
因此,对高压变频器在送水泵组中的应用进行探究具有至关重要的现实意义。
1 主要设备及技术参数旧厂有6台送水泵,与扩建水厂及赤湖水厂通过合理调度,负责供应全市的生活与工业用水,根据用水量将其中的1-2台投入使用。
水泵配套电机型号为Y560-8型,功率为630kW/10kV。
选用HARSVERT-V A10/045变频器并配套一面手动一拖二切换柜。
2 技术改造对送水泵房中的2#泵与4#泵实施变频节能改造,在已建成的送水泵房内对两组630kW/10kV电机机组添加变频调速系统的改造,将原设计的转子串级调速拆除改为高压变频器变频调速。
采用变频器一拖二手动切换方式:(1)高压供电回路使用旧电路。
(2)采取恒压变流形式来调节技改送水泵的转速,将压力维持在0.5MPa;(3)在MCC室并列安置原低压供电设备及变频柜。
(4)增设10kV 电力电缆,并更换Y560-8型电机1台。
高压变频器在纯碱厂循环水泵上的应用摘要:循环水泵电机是我厂循环水工段的重要设备,我厂现有循环水泵电机12台,全部为6KV高压电动机。
2021年我厂通过变频改造项目把其中4台改为变频控制运行,效果良好。
关键词:变频器;调速;节能1.存在问题及分析我厂现使用的循环水泵电动机为高压6KV 、710KW大功率电机,额定电流86A,采用工频直接启动的方式进行启动。
启动后工频运行,转速不能调整。
这在生产中会遇到以下问题:首先是纯碱生产中,季节变化与生产负荷的增加或降低,对循环水量的需求也会增加或减少,电机在工频运行时的速度是固定不变的,以前只能通过阀门的开度或通过控制开停电机的数量来调节循环水量,这势必造成电动机运行在低效率工作区造成电能浪费与操作困难。
其次是电动机启动电流是额定电流的4-7倍,瞬间启动电流可以达到550A左右,这势必会对全厂电网会造成严重的冲击,其次直接全压启动在启动瞬间的转矩力非常大,会造成电机内部损伤,同时会造成电机绕组发热,绝缘老化影响使用寿命。
鉴于此,我厂技术人员经分析研究,变频器具有频率可调、节能、软起动、减少机械磨损和损耗的作用,而且能给电动机提供过流、过压、过载等保护功能。
对循环水泵进行变频器改造可解决以上问题。
这样既能降低损耗,又便于生产调节操作,为公司生产创造更高的效益。
2.改造原则:本着既能满足生产要求又能节约投资的原则,结合我厂正常生产负荷下的循环水用量,得出结论对2台淡水循环泵与2台海水循环泵电机进行变频器改造是最经济可行的方案。
对主回路与控制回路的改造也是在满足生产需求的前提下最大限度的利用原有的控制线路。
改造原理图:1.变频器的选择根据循环水泵电机的功率、转矩特性、工作电流特性曲线,此电机为710KW,属于重载启动并需要高频率运行,因此我们选择略大于电动机功率的变频器,考虑到电动机距变频器距离为40米,主电源电磁干扰在允许范围内,所以无需选择在中间串入电抗器。
考虑到此电机不需要频繁启动和制动,因此也无必要安装制动电阻。
高压变频器在内蒙古丰泰发电有限公司热网循环泵上的应用关键词:动力源变频调速热网循环泵节能北京动力源科技股份有限公司鲁鹏1.引言位于内蒙古呼和浩特市西郊的内蒙古丰泰发电有限公司是由内蒙古蒙电华能热电股份有限公司、北方联合电力有限责任公司和香港超宝控股有限公司共同出资组建的中外合资企业。
它是内蒙古电力行业中第一家按照《中外合资企业法》组建的具有独立法人资格的中外合资发电供热企业,装机容量 2 × 200 兆瓦。
供热面积660 万平米。
2004 年10 月,呼和浩特科林热电有限责任公司(原呼和浩特发电厂和内蒙古丰泰发电有限公司实行“一个电厂、两个公司、统一管理,分帐核算”的管理模式,统称为“北方联合电力有限责任公司呼和浩特热电厂”。
2.简介热力网的稳定主要取决于锅炉、热网循环系统和管线。
锅炉安全、稳定的经济运行一般遵循“一守,三动”的控制原则,即主要是以风、灰、煤相互配比来完成锅炉的经济性燃烧。
而热网循环系统主要保证水循环稳定和压力恒定,即控制好水位达到安全运行的目的。
供热负荷变化时需要调节水量,如果通过调节泵的出口门的开度来实现,实际上是靠压损来减少给水流量,而电机的出力却没有变化。
所以热网循环泵最佳方案就是采用变频器进行调速,这样就可以将出口门全部打开,通过调节转速来控制流量,可以方便的调整机组的供热量,这样具有非常大的节能潜力。
2007年1月内蒙古丰泰发电有限公司经过多方考察,决定对#1热网循环泵电动机实施变频改造,采用北京动力源科技股份有限公司生产的HINV系列高压变频器。
3.热网泵电机参数适配变频器4.系统改造方案4.1 系统主回路变频器控制为一拖一方案。
变频器接于电压为6 KV的主动力电源系统,用于电动机的变频调速。
为了增加运行安全性,变频器另加一套旁路系统,设计方案如下:电源母线:为高压变频器提供主电源的供电母线。
QF:变频器上端的高压断路器。
QS1、QS2、QS3为柜内高压隔离开关示意图。
变频调速器在焦化厂循环水泵上的应用摘要:发展节能生产已经成为当前社会工业生产发展的主要方向,也是我国实现可持续发展战略的重要举措。
尤其是在冶金、炼钢等大型化工、厂矿类生产行业,因其对能源的需求量较大,因此发展节能生产技术对实现能源节约,实现可持续发展有着重要意义。
本文就节能技术中的变频调速器在焦化厂循环水泵上的应用做几点探讨,希望能给焦化厂的节能生产带来一些启示。
关键词:节能生产变频调速器焦化厂循环水泵一、焦化厂循环水泵功用概述循环水泵是现代焦化厂工业生产的重要设备之一,主要用来输送供高压储存设备中的焦炉煤气进行冷却所需的各种液态介质,目前主要是低温的液态的水,也有利用氟利昂的。
其中液态介质的输送量由高压存储设备中的焦炉煤气量、焦炉煤气温度以及存储设备外围的温度来决定。
而此中的焦炉煤气量则是由焦化厂的生产能力来调节的;高压存储设备的外围温度则是随着不同地区的天气和季节的变化而产生变化。
一般的,如果焦炉煤气的生产量大,温度高,外界的气温又炎热,那么所需的循环冷却介质输送量就会相应的增大。
焦化厂的循环水泵输送冷却介质量,一般是根据实际工业生产所需最大的输送量来设计的,其配套的循环水泵电机功率也是根据最大的需求功率来设计的,但是实际的生产中,绝大多数的时间是不需要满负荷运转的,比如在寒冷的冬季,由于高压存储设备的外围温度降到了零度以下,甚至更低,使得冷却介质的输送量只需夏季的一半输送量就足够了。
传统的循环水泵通常是利用一个可以人工调节的调节阀门来控制循环水泵的输送量,由于阀门要受到冷却介质的冲击,因此人工操作时要受到很大的阻力,需要浪费很多时间,也造成了能源的白白浪费,同时还十分危险。
而在焦化厂生产时,其冷却介质的供应是不能中断的,否则因为高压存储设备内焦化煤气温度过高,发生爆炸,造成巨大的经济损失和人员伤亡。
一般的焦化厂都配有两台循环水泵,一台用于工业生产,另一台则用于备用。
二、变频调速器技术简介由于国内的循环水泵所配用的电动机大多数使用交流电源实现运作,而近代发展起来的智能控制技术也多以交流电源作为信号发生基础,因此一项基于电动机转速智能化控制的电子技术便营运而生,这就是变频调速器技术。
高压变频器在循环氨水泵节能改造中应用作者:薛志锋来源:《科技资讯》 2013年第2期薛志锋(唐山佳华煤化工有限公司河北唐山 063600)摘要:变频调速是近年来兴起的一门成熟的新技术,它通过改变电源频率来实现速度的调节,因其具有调速平稳、瞬态稳定性高、节能等特性,越来越被人们所重视。
随着变频调速技术的不断成熟,变频调速装置在水泵设备上的应用也越来越广泛。
关键词:变频调速水泵中图分类号:TP273 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)01(b)-0000-001、循环氨水泵工况特点及存在问题1.1、循环氨水泵工况特点净化分厂一期两台循环氨水泵,一用一备,泵组是将循环氨水打入集气管为荒煤气进行初步冷却,控制荒煤气温度为75~80度之后送入初冷器,根据荒煤气量的大小应及时调节循环氨水量。
1.2、工频运行存在问题:两台循环氨水泵电机均为工频运行,启动电流高,既影响设备寿命又对电网产生很大冲击。
而且工频运行耗电量高,不能随生产负荷自动调节,不符合现代企业“节能降耗”的管理理念。
循环氨水泵工频运行,流量及压力只能通过旁通阀及出口阀调节,但调节负荷有限。
在今2012年年初,结焦时间较长,荒煤气量少,循环氨水流量无法进一步降低,导致荒煤气温度极低,曾降至40度(工艺要求控制温度为75~80度),使得荒煤气管道内焦油氨水混合液流动性极差,存在堵塞荒煤气管道的隐患。
由此可见,荒煤气温度是至关重要的指标,如果控制不当,整个净化系统都将处于瘫痪状态。
原设循环氨水泵为工频运行,只能由操作工调节泵出口阀门及循环管阀门开度来控制循环氨水压力和流量。
如果循环氨水量发生变化,岗位人员又不能及时调节,将会导致循环水泵压力过高或过低。
如果压力过高,会造成泵机封、电机烧损;如果压力过低,会导致荒煤气温度无法控制、集合温度超标,造成初冷、电捕以及煤气净化系统的严重堵塞。
2、改造方案循环氨水泵组是保证焦化厂煤气系统正常运行的重要设备,必须保证连续、稳定、可靠运行。
高压变频器在循环水泵上应用河北建滔焦化有限公司孔邢瑞摘要:本文介绍了深圳市英威腾变频调速装置工作原理、特点、在河北建淘焦化热力电站有限公司的锅炉循环水泵上的高压变频调速装置的应用以及技术和经济分析。
关键词:循环水泵、DCS系统、节能效益、深圳市英威腾CHH100系列高压变频器等。
一、引言河北建滔焦化有限公司热电站配置其中两台循环水泵,其出口节门采用蝶阀,只有全开全关两个位置,冷却水流量调节采用开泵台数进行控制,由于季节及昼夜的温度差异,时常出现开一台流量不够,开两台流量过大的情况,由于这种原始的调节方法,汽轮机的真空度不稳定,不能保证汽轮机在经济运行方式下运行,同时浪费了大量电能和水资源,致使厂用电率高,供电标煤耗高,发电成本不易降低。
选择合适的调速方式对循环水泵进行节能改造成为当务之急。
为了进一步适应厂网分开、竞价上网的电力体制,节约能源,降低厂用电率,保护环境,简化运行方式,减少转动设备的磨损等,该公司决定在发电机组循环水泵上采用了一套深圳英威腾电气股份有限公司的自主研发、生产的多单元串联的高─高形式的CHH100系列10kV/500kW高压变频器调速装置。
二、循环水泵工况特点河北建滔焦化热力电站发电机组采用闭式循环水系统。
循环水泵采用单元制供水系统,即每台机配一座冷却塔,一条压力循环水管,一条双孔自流水沟和两台循环水泵,在正常运行工况,每台机运行两台循环水泵。
冷却水塔采用风筒式逆流自然通风冷却塔,通风筒为双曲线施转壳。
在循环供水系统中,是由循环水泵实现水资源的循环利用的,经热交换后的热水进入冷却设施进行冷却,使其水温降至允许值,然后又重复将冷却水输入凝汽器而循环使用,由于系统水位基本上是稳定的,故循环水泵的扬程也基本稳定,而其容量按计算水量确定。
循环水泵随机组长期连续运行,由于机组负荷经常变化,需要及时调整循环水流量,以保证机组的安全经济运行。
即使在同一负荷的情况下,不同的外部环境也使得循环水流量的需求不同,就目前电厂情况,一台水少、两台水多的情况长期存在,而出囗阀门又不可调,机组冬季全天、春季的后夜及低负荷工况时,开一台循环水泵就可满足运行需要。
采用变频调节装置根据工况调节流量是有其必要性的。
利用高压变频器根据实际需要对循环水泵拖动电机进行调速,由于水泵固有的特性,调速即可以调节水泵的出水量,又可以降低电动机的功耗,并达到最有利真空的控制目的,从而达到了既保证和改善工艺,又可达到节能降耗的目的。
三、汽轮机的经济运行方式与循环水泵流量的控制目前汽轮机的真空度主要依靠调节冷却水流量来控制的,由汽轮机的运行原理可知,运行中的凝汽器压力主要取决于蒸汽负荷、冷却水入口温度和冷却水量,冷却水温一般取决于自然条件,在蒸汽负荷一定情况下就只有靠增加冷却水的流量来提高凝汽器的真空度。
为提高机组运行的经济性,由于真空度提高汽轮机功率的增量ΔΝ1应大于为增加循环水量所多消耗的功率ΔΝ2,显然,汽轮机的最有利真空Peco(经济真空)应位于净增功率ΔΝ=ΔΝ2 -ΔΝ1的最大值处,此时汽轮机工作在经济运行方式,通过确定汽轮机的最有利真空,并以此为依据来控制冷却水流量,使汽轮机的排气压力尽量维持最有利真空位置,以保证机组在经济运行方式下工作。
由上述分析可以看出,改变循环水流量可以提高机组运行的经济性。
四、汽轮机最有利真空度循环泵控制原理最有利真空的实现是靠调节循环冷却水的流量,由机组DCS控制循环水泵的运行状态,调节循环水泵的运行台数和运行转速,控制循环水流量使汽轮机的真空度维持在最有利真空位置,保证机组经济运行。
水泵的速度调节控制是汽轮机最有利真空控制系统的核心内容,利用变频器对循环水泵进行速度控制,控制方式为“一变一定”。
五、英威腾CHH100系列高压变频器技术特点深圳市英威腾电气股份有限公司,提供的CHH100系列变频器除了具有一般厂家的高压变频器功能外,还有以下几方面的特点。
1、具有较强的功能,能够满足不同工况CHH100系列高压变频器采用DSP系统与可编程系统巧妙的结合,控制系统高度集成化,设备器件主要采用进口器件,完成了比一般高压变频器的功能,具有300多个功能码,可以对启动特性、运行模式等功能根据现场工况进行不同设定。
CHH100系列高压变频器具有标准的RS485接口,可以通过RS485通讯接口(采用标准通信协议)与DCS进行连接,也可以通过硬接线的方式与DCS系统进行连接。
多种接口方式选择可以DCS系统很方便的对变频调速系统进行监控。
也可以进行不同参数设置,满足现场其它各种不同工况。
2、全面的保护功能CHH100系列变频器的功率单元自身就有多达11种的故障保护;主控系统采用DSP+PFGA巧妙配合,电气部分对输出电压、输出电流、输入电压、输入电流都有全面检测,对变频器电源及电机都有过压、过流、过载、欠压、温度等具有多达二十几种超强综合保护功能,并且重要的保护定值可以根据现场不同的工况进行参数设定。
内置雷击过流保护装置,有效提高设备保护功能和系统保护功能,完全能够保证电源及电机的安全运行。
3、全面的参数记录CHH100系列高压变频器显示多项运行参数过过程变量,包括每个模块的温度、母线电压都有检测与显示。
具有故障、事故显示、记录功能,具有自诊断功能,所在信息可以通过通讯上传至DCS系统,异常时对变频器的状态都有全面的记录,以便现场人员更准确、更快捷地解决问题。
4、最大的电压、电流冗余量设计深圳市英威腾电气股份有限公司生产的CHH100系列高压变频器,以安全、可靠、使用寿命长为首要设计原则,采用1700V高压IGBT,9级或6级串联,电压裕量为2.0倍左右。
功率器件电压安全设计冗余量较高。
5、电机转速自动跟踪功能CHH100系列高压变频器在主电源母线切换(10秒内)过程中,变频器能够自动跟踪电机的转速,当主电源恢复后变频器自动运行起来,保证了机组安全可靠运行。
6、功率模块自动旁路技术模块自动旁路技术提高了系统的稳定性,CHH100系列高压变频器采用功率模块自动旁路技术,可在1ms内旁路故障模块,变频器降额并可长期运行,等适当时候停机处理。
7、良好的电压波动适应能力CHH100系列高压变频器对电网电压在±15%范围内波动,变频器能满载输出;电网电压短时(30秒)下降至额定电压的65%时,可继续降额运行,不进行保护。
8、最有效的电磁干扰解决方案深圳市英威腾电气股份有限公司生产的CHH100系列高压变频器在模块设计上,独家采用后进线、前出线设计方案;结构方面和电气方面全面考虑电磁抗干扰措施,尤其是核心的控制板件,最有效保证变频器的可靠运行。
9、合理的散热系统功率采用独立的散热风道,系统集中散热的方式,散热性能良好,满载长时间运行温升不超过25℃,良好的散热系统可以确保变频装置的高可靠性,并延长变频装置内部的器件使用寿命。
10、模块化设计CHH100系列变频器,遵循模块化设计理念,功率单元采用模块化结构,各个相同的功率单元的结构、配置完全相同,可以非常方便的互换,从而利于生产的标准化,以及维修的标准化11、最简洁操作、最快捷维护深圳市英威腾电气股份有限公司生产的CHH100系列高压变频器具有人性化的接口设计、界面简洁清晰;操作方便,采用抽屉式模块设计,更换模块仅需5分钟;滤网更换方便、快捷。
六、变频改造方案简介发电机组配置两台循环水泵,对其中一台循环水泵加装高压变频调速系统进行调速控制,为了充分保证系统的可靠性,为变频器同时加装工频旁路装置,变频器异常时,变频器停止运行,电机可以直接手动切换到工频下运行。
旁路系统由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成,QS2不能与QS3同时闭合,在机械上实现互锁。
变频运行时,QS1和QS2闭合,QS3断开;工频运行时,QS3闭合,QS1和QS2断开。
为了实现变频器故障的保护,变频器对10KV开关QF进行联锁,一旦变频器故障,变频器跳开QF,工频旁路时,变频器允许QF合闸,撤消对QF的跳闸信号,使电机能正常通过QF合闸工频启动。
为了保证发电机组安全运行,在单台变频循环水泵运行工作模式下,变频器发生故障跳开QF时,需要将其工频运行或采用备用的循环水泵自动投入运行;为适应变频改造后循环水泵系统自动化水平的提高,对出水阀门也进行联锁自动控制,其阀门联锁功能的作用是:在启动水泵升速过程中,水泵出口水压逐渐增高,当大于设定的“最小开阀出口水压”时,阀门开始打开,直至开全;在停泵时,阀门同步关闭;如果开泵时,阀门因各种原因未能开全,将提示“阀门没有开全”,停泵时,如阀门未关严,将提示“阀门没有关严”。
这样在开泵和停泵过程中,值班人员无需再对阀门执行任何操作,不仅减少了操作的失误,而且在开阀、关阀过程中对管网的冲击也很小。
变频调速系统进入发电机组现有的DCS系统。
DCS根据机组的负荷情况,按设定程序实现对锅炉循环水泵电机转速的自动控制。
变频器需要提供给DCS的开关量输出包括故障报警(变压器超温、单元柜风机故障、控制电源掉电、控制器故障、单元故障、模拟信号断线等)、待命指示、运行指示、高压合闸允许、高压紧急分断、开阀门(变频器控制阀门联动时使用,即打开出口碟阀)、关阀门(变频器控制阀门联动时使用,即关闭出口碟阀);DCS 需要提供给变频器的开关量包括:启动变频(干节点,闭合时有效,使变频器开始运行)、停运变频器(干节点,闭合时有效,使变频器正常停机)、阀门关严(干节点,开点有效,表示变频器所控制的水泵出口碟阀的阀门已关严)、阀门开全(干节点,开点有效表示变频器所控制的水泵出口碟阀的阀门已全开);DCS需要提供给变频器的模拟量有:1路4~20mA 的电流源输出,作为变频器的转速给定值,即变频器需要运行的转速;变频器需要提供给DCS 的模拟量有:2路4~20mA的电流源输出,模拟输出对应的物理量为输出频率和输出电流;现场提供给变频器的模拟量有:1路4~20mA的电流源输出,表示变频泵的出口压力,阀门联动时备用;高压开关柜提供给变频器的开关量有:1个,工频高压开关已分闸。
节点闭合时表示高压在分闸位置,高压开关合闸,该节点断开。
循环水泵调速由操作人员通过DCS系统的CRT上的模拟操作器,参照凝汽器的真空度和外界气温,对DCS的输出值进行调节,此输出值为反馈给变频器的4-20mA标准信号,对应不同的频率(速度)给定值,变频器通过比较转速输出量与DCS速度给定之间的大小,自动调节电动机的转速,实现的循环水泵转速控制,从而达到调节水量的目的。
在此基础上,经过一段时间的积累,可将不同负荷和温度下的给定值绘制成曲线,定出安全的上下限,制成循环水泵调速专用算法,同时利用热工一次测量元件,将采集的负荷和温度参数的变化值送到机组DCS系统中,在机组DCS系统中,进行控制运算,将计算结果形成4-20mA的速度给定指令信号,反馈给变频器,变频器通过比较转速输出量与DCS速度给定之间的大小,自动调节电动机的转速,实现循环水泵的转速自动控制。