高壓變頻器 電廠凝結水泵上的應用

　　一、項目概況

　　吉林省遼源市大唐遼源火力發(fā)電分公司，現(xiàn)有2*330MW發(fā)電機機組，其凝結水泵需變頻改造，凝結水泵的作用是將凝汽器熱井內(nèi)的凝結水升壓后送至回熱系統(tǒng)。現(xiàn)對4號機組C凝結水泵進行變頻改造。

　　二、330MW機組凝結C水泵的變頻改造情況介紹

　　2.1 #4爐凝結水泵電機參數(shù)見下表：

　　2.2配置高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)配置見下表

　　注：經(jīng)前期對4號機C凝結水泵在機組各種工況下的調(diào)研，正常工頻運行時負載不大于560kW，用戶確定采用560KW電機適配高壓變頻器。

　　2.3高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)改造方案

　　#3、4C凝結水泵的兩臺凝結水泵分別配置一臺自動一拖一的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，分別控制控制3號機C凝結水泵與4號機C凝結水泵，在機組正常運行中，通過高壓變頻調(diào)節(jié)引凝結水泵的轉速控制水流量，保證凝汽器熱井內(nèi)的凝結水升壓后送至回熱系統(tǒng)。　　

　　2.4高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)水泵的DCS邏輯和控制方式

　　2.4.1 DCS系統(tǒng)與4號機C凝結泵高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的兩個接口設計

　　(1) 凝結水泵的運行狀態(tài)信號：變頻狀態(tài)，采用高壓變頻的運行狀態(tài)信號、真空接觸器KM1、真空接觸器KM2的變頻狀態(tài)節(jié)點信號相與后的信號作為凝結水泵的運行信號;工頻狀態(tài)，采用6KV高壓開關柜的合閘輔助接點和高壓變頻真空接觸器KM3的工頻狀態(tài)節(jié)點信號相與后的信號作為凝結水泵的工頻運行信號。

　　(2) 凝結水泵的跳閘狀態(tài)信號：共有兩路跳閘指令：

　　A：當變頻器重故障或本機急停時，若KM41無法正常分斷時強制QF1分斷;

　　B：當用戶發(fā)高壓跳閘指令時分斷QF1。

　　2.4.2 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的DCS端控制方式：

　高壓變頻的遠程啟動、停止、緊急停，各狀態(tài)量和頻率的給定、反饋等都送到了DCS端并做到了操作畫面上，可以在DCS畫面上通過手動操作啟停高壓變頻器，頻率可以手動輸入或者自動PID調(diào)節(jié)兩種方式給定。

　　三、330MW機組引風機的變頻改造效果分析

　　由于#4爐在設計時凝結水泵電機的選型偏大，所以在選配高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)時，是按照#4爐A/B凝結水泵的正常時長期運行工況的最大電流進行選配。由于#4C凝結水泵是做A/B水泵的備用，且水流壓力不是很平穩(wěn)，所以#4爐的C凝結水泵對高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的電流變化情況和運行的穩(wěn)定性提出了很高的要求。北京利德華福電氣技術有限公司的HARSVERT-VA系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠設計、核心技術，對凝結水泵系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了有力保障;該產(chǎn)品對負載功率和電流、電網(wǎng)電壓和電流的擾動適應力、抗干擾能力很強，同時配置完善的輸入側電壓、電流檢測裝置和輸出側的電機馬達綜合保護裝置。在凝結水泵變頻設備的投運調(diào)試時進行了機組運行試驗，運行中機組發(fā)電試驗成功。變頻器輸出電流達到系統(tǒng)的額定輸出。

　　根據(jù)大唐遼源熱電廠歷史運行記錄數(shù)據(jù)，全年運行時間約5500小時，計算凝結水泵變頻改造的年總節(jié)電量為：

　　從以上的數(shù)據(jù)可見，#4爐C凝結水泵采用變頻改造的節(jié)能效果非常顯著，投資回收期很短。特別時在機組運行負荷較低時的變頻節(jié)能效果更好。另外，采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對凝結水泵進行改造后還產(chǎn)生以下的顯著效果：

　　(1) HARSVERT-VA系列高壓變頻器的移相整流變壓器采用多重化整流技術提高變頻器網(wǎng)側功率因數(shù)，凝結水泵回路的功率因數(shù)由工頻時約0.86提高到了0.9，降低系統(tǒng)無功需求;

　　(2) 采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后，實現(xiàn)了電機的軟啟，廠用電母線網(wǎng)側電流由變壓器輸入空載電流逐步變大至運行電流，電機側電流控制在電機的額定電流以下，避免電機工頻啟動時的沖擊電流，避免對電網(wǎng)和電機電氣沖擊和機械沖擊，運行中凝結水泵轉速降低，泵頭及傳動系統(tǒng)軸承等磨損較前減輕，設備維護周期、運行壽命延長;

　　(3) 采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后，調(diào)速精度得到保證，機組DCS自動控制準確度提高，改善了機組自動化控制水平，提高機組熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　四、總結

　　吉林省遼源市火力發(fā)電分公司采用北京利德華福的兩套HARSVERT-VA高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對330MW機組熱系統(tǒng)的#3、4的C凝結水泵進行改造后，高壓變頻的運行狀態(tài)良好，機組運行控制調(diào)節(jié)方便，在機組不同負荷下節(jié)能效果顯著，大大降低了廠用電率、節(jié)約發(fā)電成本，提高電廠效益和競爭力。這一工程的成功實施進一步證明國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速技術在大功率逆變技術和應用成熟，在今后330MW及以上機組的凝結水泵變頻改造的推廣應用提供可貴經(jīng)驗。