高压变频在超超临界1000mw机组凝结水泵中的应用

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1、高压变频在超超临界1000MW机组凝结水泵中的应用                                                             文/技术工程系统郭金磊摘要： 百万超超临界火电机组是一种污染排放小、发电效率高并可形成规模化应用的洁净煤发电设备，发展百万超超临界火电机组，对突破我国燃煤发电存在的煤耗高、环境污染严重和装机结构不合理等瓶颈，推动电力工业的持续发展具有重要而深远的意义。本文着重介绍北京利德华福电气技术有限公司的HARSVERT—A多电平型高压变频在华能沁北电1000MW超超临界机组凝结水泵变频节能增效情况。关键词：超超临界 凝结水泵 变

2、频器   一、引言华能沁北电厂位于河南省济源市五龙口镇境内，北倚太行山，南临沁河，距济源市区17公里，华能沁北电厂三期工程为2×1000MW超超临界发电机组，2台机组各配置3台离心式凝结水泵，设计运行方式为两台凝结泵运行，另外一台为工频备用。凝结泵若采取定速方式运行，系统存在以下问题：（1）阀门调整节流损失大、出口压力高、管损严重、系统效率低，造成能源的浪费。（2）当流量降低阀位开度减小时，调整阀前后压差增加工作安全特性变坏，压力损失严重，造成能耗增加。（3） 长期10～40％低阀门开度，加速阀体自身磨损，导致阀门控制特性变差，并造成凝结水附近管道震动较大，对安全生产有极大影响。（4）管

3、网压力过高威胁系统设备密封性能，严重时导致阀门泄漏，不能关严，凝结泵出口精处理器泄露等情况发生。（5）设备使用寿命短、日常维护量大，维修成本高，造成各种资源的极大浪费。使用高压变频器对凝结泵电机进行变频控制，可实现对除氧器水流量的变负荷调节。这样不仅解决了控制阀调节线性度差、纯滞延大等难以控制的缺点，而且提高了系统运行的可靠性；更重要的是减小了因调节阀门孔口变化造成的压流损失，减轻了控制阀的磨损，降低了系统对管路密封性能的破坏，延长了设备使用寿命，维护量减小，改善了系统的经济性，节约能源，为降低厂用电率提供了良好的途径。国家将能源利用效率列为重中之重，制定并实施了《节能中长期专项规划》，

4、确定了“十二五”期间能耗降低目标。变频调速系统以其节能效益显著，调速精度高、范围宽，电力电子保护功能完善，及易于实现自动通信等特点，得到了广大用户和市场的认可。在运行的安全可靠性、安装使用便利性、维修维护简易性等方面，也给使用者带来了极大的好处，使之成为企业电机节能方式的首选。为了节能降耗、提高机组调节性能，北京利德华福电气技术有限公司生产的变频调速系统以其先进的技术、可靠的稳定性得到了华能沁北电厂的认可。二、高压变频调速技术2.1 水泵负载调速节能原理变频调速在水泵应用上和风机有所区别，在很多场合，负载管路特性的改变是用户用水量减少（即用户人为关阀）造成的。水泵在调速过程中还往往要求压

5、力恒定，这时水泵的工作点变化如下图1所示：                                             流量由Q1变为Q2时，如果水泵定速运行，工作点将由A点变为B点，压力将升高，威胁管网安全；如果通过调速方式，水泵工作点将由A点变为C点，在提供需要流量的同时，保持压力不变。水泵在B、C两点的输出功率差为：PB－PC＝（H3－H2）×Q2。在A、C两点，尽管水泵速度不同，但由于在两种情况下水泵所承担的流量不同，其出口压力和外管网压力仍然保持平衡。由于压力平衡的需要，水泵并联运行时，调速水泵的速度不能低于N3，否则将出现根本不对外出水的现象。非但不节能，还出现水

6、泵空转耗能的现象，如果在管网特性不变的系统中进行水泵调速，并且对水压没有要求，这种情况下节能效益比恒压供水要显著得多。2.2高压变频调速系统结构北京利德华福电气技术有限公司HARSVERT-A系列高压变频器，其调速系统采用多电平串联的结构控制方式，系统结构如图3所示。系统主要有移相变压器、功率单元、控制器组成。6kV系列有5个功率单元，每5个功率单元串联构成一相，每个功率单元结构上完全一致，可以互换。串联方式采用星型接法，中性点浮空。每个功率单元由电网电压经移相变压器的次级绕组供电，所有功率单元都通过光纤接收来自同一个中央控制器的指令，以调节输出电压，功率单元输出电压串联后得到可变频率的

7、高压电供给电动机。                                  三、凝泵变频系统方案系统主电气原理图基本原理：A、C凝泵变频装置由高压隔离开关QS3和QS4以及真空接触器KM44和KM45组成。A、C凝泵采取一拖二工/变频切换方案，两台泵共同使用一套变频调速装置，KM44和KM45之间、QF1(QF2)和KM44（KM45）之间均存在电气闭锁和逻辑闭锁关系，防止高压变频器输出侧与6KV电源侧短路，A、C凝泵正常