摘要:本文介绍了合康高压变频器在国电山东石横发电厂#1-4机组凝结水泵上的应用,并对改造后节能情况进行了分析计算。对变频改造后出现的几个问题提出了解决办法。同时指出了高压变频器在火力发电机组中的广阔应用前景,值得推广应用。
一、设备概况及节能分析
山东石横发电厂#1-4机组为N300-16.7/538/538中间再热凝汽式汽轮机组,容量为4×315MW。每台机组配置两台凝结水泵,正常运行时一台凝泵运行,一台凝泵备用。当运行泵故障时,备用泵自启并投入运行。
凝结水泵为沈阳水泵厂生产的9LDTN–7简袋型立式冷凝泵,转速为1480r/min;凝结水泵电机是湘潭电机厂生产的,功率为1000KW,电压6000V,转速为1484r/min。
系统正常运行时,凝结水通过凝结水泵升压后,流经各低压加热器和除氧器水位调节阀最后到达除氧器。由于采用阀门调节,大部分的能量都被消耗在阀门上了,且机组负荷越低耗能就越多,管网的压力就越大。以3A凝结水泵运行参数为例,如下表1所示:
表1 3A凝泵运行参数数据
项目名称 | 单位 | 不同负荷下运行参数 |
机组负荷 | MW | 160MW | 210MW | 240MW | 290MW | 315MW |
A泵出口压力 | MPa | 3.35 | 3.20 | 3.12 | 2.93 | 2.89 |
扬程 | m | 342.0 | 326.8 | 316.9 | 299.3 | 294.7 |
流量 | t/h | 427.7 | 539.6 | 615.2 | 797.7 | 831.1 |
有效功率 | kW | 398.5 | 480.6 | 562.7 | 650.6 | 667.4 |
电机功率 | kW | 749.3 | 805.0 | 872.9 | 931.9 | 953.1 |
轴功率 | kW | 704.3 | 756.7 | 821.7 | 876.0 | 895.9 |
泵效率 | % | 56.58 | 63.51 | 67.29 | 74.27 | 74.50 |
根据运行记录,机组平均负荷约在240MW,如上表所示对应的凝结水流量为615.2t/h,此时的凝泵出口压力为3.12Mpa;而在300MW负荷下,凝结水流量为797.7t/h,此时的凝泵出口压力为2.93MPa。因此凝结泵存在较大的节能空间。
为了实现节能降耗,提高机组调节性能,我厂经过多方考察认证,最终采用北京合康亿盛科技有限公司生产的HIVERT-Y06/130型高压变频器。该套高压变频器包括变压器柜、单元柜、控制柜。可以满足DCS系统控制要求,实现一套变频带两台凝结水泵的要求。
二、凝泵变频改造方案
1、凝泵变频器应实现的功能
1)实现每台机组正常运行方式下单台凝泵变频运行,另一台凝泵工频备用。
2)变频运行方式下,流量自动随转速调节。
3)电机拖动水泵实现软启动和软制动。
4)实现线性调速,系统调频范围0-50HZ。
5)实现同机组DCS系统的双向信息传递:
变频器提供给DCS系统输出转速、输出电流、变频器温度等4-20毫安模拟量信息;以及变频器报警及故障、启停状态、高压开关状态等开关量信号。
同时接收DCS系统提供的转速给定模拟量信号以及远方启停指令。
6)变频器应配置对自身及电机的保护功能。
7)当变频器发生故障时应保证凝泵工频正常运行。
2、变频器电气系统
凝结水泵电机变频改造采用一拖二切换运行方案,电气接线图如图1所示:
图1 变频器电气接线图
来源:合康变频