凝泵變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用論文
摘要：近年來,隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展,電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命,即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)事當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能效果，廣泛的適應(yīng)范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
關(guān)鍵詞：變頻器;凝泵轉(zhuǎn)速;密封水差壓
1、前言
國安電力公司已經(jīng)投產(chǎn)的2×300MW國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤機(jī)組，獲國家電力公司“優(yōu)質(zhì)工程”稱號(hào)。隨著國家“節(jié)能減排”的計(jì)劃的實(shí)施，特別是2009年初國安公司作為國家千家節(jié)能減排重點(diǎn)企業(yè)，公司上下面臨巨大的壓力，而兩臺(tái)機(jī)組4臺(tái)凝泵工頻運(yùn)行已經(jīng)嚴(yán)重影響了廠用電率，故將高壓大功率設(shè)備由工頻運(yùn)行改造為變頻運(yùn)行勢(shì)在必行。凝泵變頻改造及運(yùn)行是“節(jié)能降耗”的一個(gè)重要途徑。
2、變頻改造的目的
2.1凝結(jié)水為中壓系統(tǒng)，凝結(jié)水壓力高。負(fù)荷300MW時(shí)凝結(jié)水壓力也不低于2.6MPa，低負(fù)荷時(shí)上水門開度更小造成凝結(jié)水壓力更高。
運(yùn)行采用上水門調(diào)節(jié)除氧器水位，即使?jié)M負(fù)荷上水門開度也只有30%左右、低負(fù)荷時(shí)開度更小，上水門的節(jié)流損失，造成凝結(jié)水泵的經(jīng)濟(jì)性很低。
2.2高壓力的凝結(jié)水造成凝結(jié)水管道振動(dòng)很大、凝結(jié)水最小流量調(diào)整門漏流，同時(shí)造成給水泵機(jī)械密封冷卻水管道振動(dòng)和噪音很大、調(diào)整門多次損壞。另外凝結(jié)泵電機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)大，電機(jī)的線圈溫度夏季最高達(dá)100℃。針對(duì)上述問題，決定采用變頻技術(shù)來降低凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，改變凝結(jié)水泵的Q—H特性曲線，凝結(jié)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(diǎn)介紹
3.1凝結(jié)泵的變頻器為北京利德華福技術(shù)有限公司生產(chǎn)的1000kW/6kV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，型號(hào)為HARSVERT—AO6/130。容量為1350kVA，運(yùn)行環(huán)境溫度為0℃-40℃。
3.2變頻技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f(I-s)/p，(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù));通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)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(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。通過市場(chǎng)調(diào)研最后選定了羅克韋爾A-B1336PlusII標(biāo)準(zhǔn)變頻器。此產(chǎn)品采用無轉(zhuǎn)速、矢量控制技術(shù)，控制性能優(yōu)越。
3.3變頻器節(jié)能分析：通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n,H∝n2,P∝n3即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。而我廠屬于調(diào)頻電廠，機(jī)組負(fù)荷經(jīng)常變化，疏水流量也跟著變化，因此節(jié)能效果會(huì)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(tái)凝結(jié)泵中一臺(tái)改造為變頻調(diào)節(jié)，這樣兩臺(tái)凝結(jié)泵在運(yùn)行時(shí)由于調(diào)節(jié)方式不同造成凝結(jié)水運(yùn)行參數(shù)各不相同，所以遇到幾個(gè)問題。高壓變頻調(diào)速凝結(jié)泵運(yùn)行時(shí)上水調(diào)整門打開，利用改變凝結(jié)泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)除氧器水位造成凝結(jié)水壓力較低，最大不超過1.6MPa。
4.2由于變頻凝結(jié)泵用改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使得凝結(jié)水壓力低，而定速凝結(jié)泵仍為上水門調(diào)整、凝結(jié)水壓力很高，運(yùn)行一旦發(fā)生變頻凝結(jié)泵掉閘備用定速凝結(jié)泵啟動(dòng)后凝結(jié)水壓力、流量突然增大對(duì)除氧器水位造成很大的影響。針對(duì)此問題將控制邏輯修改為當(dāng)變頻泵或者變頻泵高壓開關(guān)事故掉閘，且發(fā)出聯(lián)啟定速泵的指令時(shí)，程序發(fā)出一個(gè)具有某函數(shù)關(guān)系的預(yù)置指令加到上水門，立即將上水門關(guān)至一定位置并且程序投入“自動(dòng)”進(jìn)行調(diào)節(jié)除氧器水位。
5、改造后凝結(jié)水系統(tǒng)安全性經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)
為了確認(rèn)運(yùn)行中變頻凝結(jié)泵事故跳閘定速凝結(jié)泵聯(lián)啟對(duì)系統(tǒng)的影響，機(jī)組啟動(dòng)前對(duì)凝結(jié)泵進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。變頻凝結(jié)泵運(yùn)行凝結(jié)水壓力為1.19MPa、流量為737t/h，除氧器上水調(diào)整門開度為88.9%。給水泵機(jī)械密封冷卻水調(diào)整門投入“自動(dòng)”運(yùn)行，開度為78.5%、冷卻水壓力為0.56MPa，將負(fù)荷設(shè)置為150MW。事故停止變頻凝結(jié)泵、定速凝結(jié)泵聯(lián)啟，上水調(diào)整門關(guān)至18.7%并投入“自動(dòng)”，凝結(jié)水流量變?yōu)?30t/h。給水泵機(jī)械密封冷卻水調(diào)整門關(guān)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(gè)變化過程時(shí)間小于30秒。
為了確定凝結(jié)水泵改造為變頻調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性，在300MW、200MW、150MW負(fù)荷下對(duì)同一臺(tái)凝結(jié)泵分別進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)和節(jié)流調(diào)節(jié)電耗測(cè)試。電功率采用卡電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算求得，凝結(jié)水流量、壓力、轉(zhuǎn)速等主要參數(shù)采用運(yùn)行表計(jì)。采用高壓變速調(diào)節(jié)可以大大降低凝結(jié)泵的功耗，特別是低負(fù)荷更明顯。
6、改造后的運(yùn)行措施
改造后變頻凝結(jié)泵長(zhǎng)期運(yùn)行，定速凝結(jié)泵只作備用。為了保證變頻凝結(jié)泵安全的運(yùn)行，定速凝結(jié)泵處于良好的備用，以及凝結(jié)水供給其它輔助設(shè)備的安全運(yùn)行，制定以下運(yùn)行措施。
6.1正常運(yùn)行時(shí)變頻凝結(jié)泵運(yùn)行、定速凝結(jié)泵投入備用，上水調(diào)整門開度控制在80%—95%，利用變頻凝結(jié)泵的變頻對(duì)除氧器水位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。低負(fù)荷時(shí)可以關(guān)小上水調(diào)整門維持凝結(jié)水壓力不低于1.1 MPa、凝結(jié)泵轉(zhuǎn)速不低于900r/m，確保變頻凝結(jié)泵和凝結(jié)水供給其它輔助設(shè)備的安全運(yùn)行。
6.2定速凝結(jié)泵進(jìn)行定期試驗(yàn)，每月定期對(duì)凝結(jié)水泵進(jìn)行切換運(yùn)行試驗(yàn)，定速凝結(jié)水泵的定期運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)間不得低于2小時(shí)，以保證2#凝結(jié)水泵備用時(shí)處于良好狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)：
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