600MW机组凝结水泵变频控制策略和节能研究

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1、600MW机组凝结水泵变频控制策略和节能研究摘要：本文介绍了600MW机组凝结水泵用变频器调节除氧器水位的策略以及介绍了变频器应用在凝洁水泵上的节能原理及高压、大功率变频器在电厂凝洁水泵上的应用，节能效果明显。关键词：凝结水泵高压变频器控制策略节能中图分类号：TM621.3文献标识码：A文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0108-021系统概述茂名热电厂600MW机组汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、抽汽凝汽式汽轮机，其凝结水系统将汽轮机低压缸的排汽经凝汽器凝结在热水井

2、中的凝结水输送至除氧器，供锅炉给水用水，同时还向低旁、辅汽、轴封供汽等减温器提供减温水。配套凝结水系统设两台100%容量的凝结水泵，两台凝泵电机共用一套变频装置采用“一拖二”变频方案，即利用一套变频装置通过切换可分别拖动任意一台凝结水泵电机变频运行，通过切换刀闸把变频器切换到要运行的凝结水泵上。变频器可以拖动#1凝结水泵电机实现变频运行，也可以通过切换拖动#2凝结水泵电机实现变频运行。2台凝结水泵电机均具备工频备用功能，正常运行情况下一台变频运行另外一台工频备用。每一台凝结水泵都能满足40%额定转速以上工况的变频调节运行。可实现任意一台电机的变频运行、另

3、一台工频备用，当变频器发生故障时，系统可联锁另一台工频电机运行。同时凝结水系统中设置四台低压加热器、一台轴封冷却器、一台除氧器，#5、#6低压加热器，精处理装置均设有各自的凝结水旁路。#7、#8低压加热器设有公用的凝结水旁路。轴封冷却器出口设有25%额定流量的凝结水再循环管至凝汽器。#7、#8低压加热器入口管道上设有主、副调整阀（副调整阀容量是主调阀的25%）,用以调整除氧器水位。（如图1）2除氧器水位调节策略的比较2.1传统的除氧器水位控制（凝结水泵工频运行策在没有使用变频器之前，传统凝结水系统运行，是凝结水泵工频运行，运行中除氧器水位控制采用主、副调

4、整阀，用以调整除氧器水位，机组在满负荷情况下，凝结泵出口除氧器上水调节阀开度在35%〜85%之间，阀门一直处在节流状态下工作，特别是在较低负荷或机组参与调峰时，阀门开度更小，令凝结水泵节流损耗更大，凝泵效率也迅速降低，能耗增大；再者凝结水系统采用阀门调节时，精度差，除氧器水位波动大；阀门长期处于较高压差下运行，金属磨损较大,同时阀门门芯频繁操作易导致阀门可靠性下降，影响了机组的稳定运行。正常运行时，2台凝结水泵1台运行1台备用,在联锁开关投入的情况下，若运行泵跳闸，备用泵必须马上启动，凝结水母管压力低的情况下，备用泵也要启动。当凝结水流量小于一定值时，逻

5、辑强制打开凝结水再循环流量调节门，流量继续降低就联开凝结水再循环流量电动门，防止管道受阻时对泵体的损害。2.2采用凝结水泵变频运行下的除氧器水位控制除氧器水位调节在高负荷时除氧器水位主调节阀和低负荷时除氧器水位副调节门2套自动的基础上，增加了1套变频自动调节，替代以往通过改变管径来调整流量的方式，减少节流损失，达到节能效果。除氧器水位调节逻辑回路中增加1个切换开关。使除氧器水位调节可在变频调水位与压力调水位之间切换。当机组负荷式中：QI、Hl、P1为水泵在nl转速时的流量、压力（或扬程）、轴功率；Q2、H2、P2为水泵在n2转速时的相似工况条件下的流量、

6、压力（或扬程）、轴功率。由公式（1）、（2）、（3）可知，水泵的流量与其转速成正比，压力（或扬程）与其转速的平方成正比，轴功率与其转速的立方成正比。当水泵转速降低后，其轴功率随转速的三次方降低，驱动水泵的电机所需的电功率亦可相应降低。从上述分析可见，调速是水泵节能的重要途径。采用变频调速可以实现对水泵电机转速的线性调节，通过改变电动机转速使除氧器水位、凝结水压力和流量维持一定的关系。通过电科院对本厂机组调试的性能试验所得数据与工频方式运行数据统计如表lo4系统安全性(1)采用变频调水位后，操作人员无需根据负荷情况,手动输入凝结水压力指令。减少了疏忽遗漏或

7、误操作的可能，在负荷变动过程中全程实现除氧器水位的自动调整。(2)凝结水泵改变频调水位方式后，凝结水母管压力降低，对泵及管路的冲刷力度减弱，减少了维护成本，提高了泵的使用寿命。(3)凝结水泵改变频后，启动方式由以前的全电压启动改为变频启动，对于电机而言，全电压启动意味着电机要突然承受大的启动力矩，电机直接启动时的最大癖动电流约为额定电流的4〜7倍；电机软启动也要达到2.5倍。对电机的损坏力很大。而改为变频启动，观察变频器起动的负荷11线，可以发现它启动时基本没有冲击，电流从零开始，仅是随着转速增加而上升，还管怎样都不会超过额定电流。因此凝泵变频支解决了电

8、机启动时的大电流冲击问题目，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大