高压变频器在发电厂凝结水系统中的应用

三河电厂二期工程安装了两台东方汽轮机厂生产的300MW采暖抽汽供热凝汽式机组, 每台300MW亚临界蒸汽参数、一次中间再热、采暖抽汽凝汽式汽轮机组的配套凝结水泵2台套, 共6台。原设计每台机组配置凝结水泵各3台其中1台采用变频调速, 另外2台为定速泵;机组主要承担基本负荷, 并有一定的调峰能力, 采暖期满足供热负荷要求。机组可按凝汽方式运行, 也可按采暖抽汽方式运行, 额定采暖抽汽量550t/h, 最大抽气量为600T/H。每台机组配50%容量凝结水泵3台, 其中1台采用变频调速, 另外2台为定速泵。非采暖期2台运行, 1台备用;采暖期1台运行, 2台备用。

(1) 定速泵为额定转速运行, 由泵后调节阀调节流量。 (2) 变频调速泵靠变频器进行调速, 以适应凝结水流量的变化。 (3) 2台泵并列运行, 当运行泵事故跳闸时, 备用泵自动投人运行。 (4) 为了满足启动、停机以及试验条件下的特殊要求, 设有就地手动操作回路, 并设有与DCS的远方控制接口。

在二期工程调试过程中发现:当2台泵运行时既一台变频和一台定速运行时, 因存在抢水问题, 变频泵的静态工作点不稳定, 调节范围小, 容易造成变频控制泵电动机停运, 运行可靠性降低。因此, 为达到机组可靠运行以及节能的目的, 对#4机组凝结水泵进行变频改造, 改变变频策略, 即由原来的3台泵1台变频2台工频, 改为2台变频1台工频, 正常运行时2台变频运行, 1台工频备用, 在保证可靠运行的前提下, 达到节能的目的。

1 高压变频器改造方案

将#3机组的#33凝结水泵的变频调速装置, 改接至#4机组的#41凝结水泵上, 原将#3机组的#33凝结水泵的变频调速装置的名称改为#4机组的#41变频控制装置;实现#4机组3台凝结泵2台变频调速, 一台定速;正常运行时, 采用2台变频运行, 定速泵作备用。当有一台变频故障跳闸后, 连起备用泵, 在由运行人员手动将另一台变频泵运行的电动机电源通过旁路退出变频改接至工频运行方式。

2 技术改造效果分析

2.1凝结水泵电动机经高压变频后节能效果显著

表1中数据以发电机组有功功率分别在300/250/200/150MW时连续稳定运行0.5小时内的电量及凝结水量, 凝泵电动机耗电量以6KV母线侧计量装置的记录为准。

2.1.1测算方法

从以上数椐可以看出:凝结水系统改变频调速运行后, 机组负荷率平均为75%时两台凝结电动机可节电可达35%左右。

以机组平均负荷率7 5%为例, 两台 (#41和#43) 凝泵电动机节电量:

P日=2×500×0.938×35.3%×24=7947KWH

P月=2×500×0.938×35.3%×24×30=238, 402KWH

P年=P月×12=2860, 825KWH

以上网电价0.3664元/KWH计算:

平均每月创造经济价值:87350元人民币;年度运行小时按照6000小时计算, 节约电量198万度电量, 可创造经济价值:728000元。

以目前#4机组凝泵系统变频设备连续总投资为215万元计算, 平均在2.8年即32个月左右既可收回成本。

2.1.2计算方法

表2中数据以发电机组有功功率分别在300/250/200/150MW时连续稳定运行时, 以凝泵电动机工作电流为基础计算的数据。

从上述表中数据可以看出, 两种计算方法:平均节电率互差不超过3.5% (说明:变频器总损耗一般为电动机额定功率的3.5%) , 原因为变频器输入功率与输出功率不相同所致。因此表二数据及计算方法在无电量记量装置或新工程中测算变频调述的节能效果分析时也可采用。

3 调试中的问题及解决方法

在高压变频器通电之前, 对进线变压器需进行耐压实验检查, 分三次以上不同的时间进行, 完成之后, 才能对高压变频器通电进行调试。调试时的速度由变频器直接输出, 从10%到100%的额定速度, 分段进行速度给定, 这期间注意高压变频器及电机等设备运行情况。当运行正常后, 即可开始带负荷运行, 速度也是由10%到100%的额定速度给定分阶段进行升、降速。在此阶段必须调节好高压变频器的升、降速时间, 不能过快, 否则变频器会报故障而停机, 甚至会烧坏IGBT模块。

摘要：通过高压变频器在发电厂凝结水系统中的技术改造, 提高设备电气自动化控制, 达到节能降耗的目的。

关键词：凝结水系统,高压变频,节能