龙桥热电厂锅炉给水系统变频改造案例

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1、龙桥热电厂锅炉给水系统变频改造作者：邱少波来源：北京合康亿盛变频科技股份有限公司摘要：本文着重介绍北京合康亿盛科技有限公司多电平高压变频器在涪陵龙桥热电有限公司给水系统的应用情况，并简要介绍了变频器的特点，系统节电情况。关键词：电厂水泵高压变频器调速节能 一、引言　　涪陵龙桥热电有限公司位于重庆市涪陵龙桥镇，共有25MW发电机组2组，30MW发电机组2组,135t锅炉4组。　　涪陵龙桥电厂3#和4#机组为30MW发电机组，共有给水泵3台，型号相同，运行工况也基本相同。变频改造前给水泵出口阀压力在6.7MPa～6.9MPa，通过

2、锅炉前调节阀门控制开度来控制锅炉给水量，这样能量损失大，水泵效率低。实际在锅炉前调节阀门开度为70%～100%的情况下，母管压力5.5MPa运行就可以满足要求，这样该系统就具有很大的节电空间。为了进一步适应厂网分开、竞价上网的电力体制，以及节约能源，保护环境，优化运行等目的，该公司经过充分的市场调研，最后选用了北京合康亿盛有限公司生产的6kV/630kW高压变频器装置2套先对3#4#机组中两台给水泵进行变频改造。通过变频改造，不但优化了调节系统，还给生产带来了可观的经济效益。二、变频器节能原理　　按照电机学的基本原理，电机的转

3、速满足如下的关系式：(1)其中为电机极对数，为电机运行频率，为滑差。从式(1)看出，电机的同步转速正比于电机的运行频率()，由于滑差s一般情况下比较小（0∽0.05），电机的实际转速约等于电机的同步转速。从所以调节了电机的供电频率，就能改变电机的实际转速。　　功率与转速有下列三次方关系：(2)　其中为负载功率，为功率常数，为电动机拖动负载的转速。　　由式(1)和式(2)，得式(3)：　　(3)　 根据式(3)可以计算出：当频率从50Hz降至40Hz时，可节约能耗近一半；当频率从50Hz降至20Hz，能耗不足额定时的10%。　　

4、更直观的水泵(或风机)工作曲线图见图一：水泵(或风机)的正常工作点为A，当水量(或风量)需要从Q1调到Q2时，采用阀门调节，管网特性曲线由R1（阀门全开）改变为R2（阀门关小），其工作点调至B点，其功率为OQ2BH2’所围成的面积，其功率变化很小，而其效率却随之降低。当采用变频调速时，可以按需要升降电机转速，改变设备的性能曲线，图中从n1（额定转速）到n2（转速下降）,其工作点调至C点，使其参数满足工艺要求，其功率为OQ2CH2所围成的面积，同时其效率曲线也随之平移，依然工作在高效区。图中阴影部分为实际节约能耗。 图一水泵(或

5、风机)工作曲线图三、变频改造方案介绍　　现场给水泵工艺：锅炉给水系统为I、II两段共母管供水，II段给水共3台水泵，两用一备，备用泵是在母管压力低于4.9MPa时，自动连锁投入（目前有两台给水泵做了变频改造）。　　变频调速系统配置已有的DCS，通过DCS对变频器进行启动、停机、调速等控制，并可在DCS上显示变频器的运行数据和当前状态，实时监控系统运行。为了保证锅炉给水系统的可靠性，变频器装置具有工频自动旁路装置，当变频器发生故障，停止运行时，延时1.5s电机可以自动切换到工频下运行，这样可以保证锅炉的供水要求，提高了整个系统的

6、安全稳定性。操作方面，有远程控制和本地控制两种控制的方式，这两种控制方式可提高系统的安全性能。DCS做好闭环控制，DCS根据机组的负荷情况，按设定程序检测母管压力情况，运算后给变频器一个合适的频率值，从而实现对锅炉给水泵电机转速的自动控制，保证母管压力的稳定。当母管压力低于4.9MPa时，便将备用的给水泵自动投入运行。　　由于只针对3台并联水泵中的两台做了改造，母管总出口的压力取决于I、II两段给水系统三台并联水泵各自的出口压力情况，从而决定了变频器不可能在太低的频率下运行，再有太低的频率会导致整体压力下降，很难达到循环系统总

7、体的扬程要求，I段工频定速运行的水泵负荷会提高，容易导致过流发生，为了平衡系统，根据现场的实际情况，目前改造后的变频器运行频率在45Hz左右。四、节能计算　　现场数据记录　　4#5#给水泵电机额定参数　　功率450kW轴功率385kW　　电压6kV扬程655m　　电流53.3A,;流量168m3/h　　转速2975r/min转速2970r/min　　功率因数0.86效率74%　　型号Y4001-2DG160-64　　变频改造前：　　电机功率420kW～450kW运行，电流为49A～54A。　　母管压力6.7MPa～7.0MPa

8、　　锅炉蒸发量125～135t/h。　　调节阀前压力5.5～6.0MPa　　调节阀后压力4.4～4.5MPa　　流量125m3/h～150m3/h　　阀门开度34%～36%　　电机电流49A～54A　　电价0.36元/度　　年生产时间5000～6000h　　变频改造后：　　电