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凝泵變頻節(jié)能技術的應用論文
摘要：近年來,隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發(fā)展,電氣傳動技術面臨著一場歷史革命,即交流調速取代直流調速和計算機數(shù)字控制技術取代模擬控制技術已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調速技術事當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產品質量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優(yōu)異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能效果，廣泛的適應范圍及其它許多優(yōu)點而被國內外公認為最有發(fā)展前途的調速方式。
關鍵詞：變頻器;凝泵轉速;密封水差壓
1、前言
國安電力公司已經投產的2×300MW國產引進型燃煤機組，獲國家電力公司“優(yōu)質工程”稱號。隨著國家“節(jié)能減排”的計劃的實施，特別是2009年初國安公司作為國家千家節(jié)能減排重點企業(yè)，公司上下面臨巨大的壓力，而兩臺機組4臺凝泵工頻運行已經嚴重影響了廠用電率，故將高壓大功率設備由工頻運行改造為變頻運行勢在必行。凝泵變頻改造及運行是“節(jié)能降耗”的一個重要途徑。
2、變頻改造的目的
2.1凝結水為中壓系統(tǒng)，凝結水壓力高。負荷300MW時凝結水壓力也不低于2.6MPa，低負荷時上水門開度更小造成凝結水壓力更高。
運行采用上水門調節(jié)除氧器水位，即使?jié)M負荷上水門開度也只有30%左右、低負荷時開度更小，上水門的節(jié)流損失，造成凝結水泵的經濟性很低。
2.2高壓力的凝結水造成凝結水管道振動很大、凝結水最小流量調整門漏流，同時造成給水泵機械密封冷卻水管道振動和噪音很大、調整門多次損壞。另外凝結泵電機運行中振動大，電機的線圈溫度夏季最高達100℃。針對上述問題，決定采用變頻技術來降低凝結水泵的轉速，改變凝結水泵的Q—H特性曲線，凝結水泵的流量不變的情況下壓力得到降低，使上水門打開、消除上水門的節(jié)流損失。
3、變頻器特點介紹
3.1凝結泵的變頻器為北京利德華福技術有限公司生產的1000kW/6kV高壓變頻調速系統(tǒng)，型號為HARSVERT—AO6/130。容量為1350kVA，運行環(huán)境溫度為0℃-40℃。
3.2變頻技術的基本原理是根據(jù)電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：n=60f(I-s)/p，(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數(shù));通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術，電力電子、微電腦控制等技術于一身的綜合性電氣產品。通過市場調研最后選定了羅克韋爾A-B1336PlusII標準變頻器。此產品采用無轉速、矢量控制技術，控制性能優(yōu)越。
3.3變頻器節(jié)能分析：通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系：Q∝n,H∝n2,P∝n3即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。而我廠屬于調頻電廠，機組負荷經常變化，疏水流量也跟著變化，因此節(jié)能效果會十分明顯。
4、改造中遇到的問題和解決的辦法
4.1為了降低改造成本，只將互為備用的兩臺凝結泵中一臺改造為變頻調節(jié)，這樣兩臺凝結泵在運行時由于調節(jié)方式不同造成凝結水運行參數(shù)各不相同，所以遇到幾個問題。高壓變頻調速凝結泵運行時上水調整門打開，利用改變凝結泵的轉速調節(jié)除氧器水位造成凝結水壓力較低，最大不超過1.6MPa。
4.2由于變頻凝結泵用改變轉速調節(jié)使得凝結水壓力低，而定速凝結泵仍為上水門調整、凝結水壓力很高，運行一旦發(fā)生變頻凝結泵掉閘備用定速凝結泵啟動后凝結水壓力、流量突然增大對除氧器水位造成很大的影響。針對此問題將控制邏輯修改為當變頻泵或者變頻泵高壓開關事故掉閘，且發(fā)出聯(lián)啟定速泵的指令時，程序發(fā)出一個具有某函數(shù)關系的預置指令加到上水門，立即將上水門關至一定位置并且程序投入“自動”進行調節(jié)除氧器水位。
5、改造后凝結水系統(tǒng)安全性經濟性試驗
為了確認運行中變頻凝結泵事故跳閘定速凝結泵聯(lián)啟對系統(tǒng)的影響，機組啟動前對凝結泵進行帶負荷試驗。變頻凝結泵運行凝結水壓力為1.19MPa、流量為737t/h，除氧器上水調整門開度為88.9%。給水泵機械密封冷卻水調整門投入“自動”運行，開度為78.5%、冷卻水壓力為0.56MPa，將負荷設置為150MW。事故停止變頻凝結泵、定速凝結泵聯(lián)啟，上水調整門關至18.7%并投入“自動”，凝結水流量變?yōu)?30t/h。給水泵機械密封冷卻水調整門關至22%，壓力最低降為0.24MPa、最高升高為1.2MPa而后穩(wěn)定為0.4MPa，整個變化過程時間小于30秒。
為了確定凝結水泵改造為變頻調節(jié)的經濟性，在300MW、200MW、150MW負荷下對同一臺凝結泵分別進行變頻調節(jié)和節(jié)流調節(jié)電耗測試。電功率采用卡電度表轉盤轉數(shù)計算求得，凝結水流量、壓力、轉速等主要參數(shù)采用運行表計。采用高壓變速調節(jié)可以大大降低凝結泵的功耗，特別是低負荷更明顯。
6、改造后的運行措施
改造后變頻凝結泵長期運行，定速凝結泵只作備用。為了保證變頻凝結泵安全的運行，定速凝結泵處于良好的備用，以及凝結水供給其它輔助設備的安全運行，制定以下運行措施。
6.1正常運行時變頻凝結泵運行、定速凝結泵投入備用，上水調整門開度控制在80%—95%，利用變頻凝結泵的變頻對除氧器水位進行自動調節(jié)。低負荷時可以關小上水調整門維持凝結水壓力不低于1.1 MPa、凝結泵轉速不低于900r/m，確保變頻凝結泵和凝結水供給其它輔助設備的安全運行。
6.2定速凝結泵進行定期試驗，每月定期對凝結水泵進行切換運行試驗，定速凝結水泵的定期運行試驗時間不得低于2小時，以保證2#凝結水泵備用時處于良好狀態(tài)。
參考文獻：
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[2]張旭亮北京利德華福技術有限公司高壓變頻使用說明[M]。2009，5
[3]肖弘.汽輪機設備原理與運行技術[M]。沈陽工程學院出版社2007，3
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