jienengjianghaochengweiyigefadianqiyeshengchanjingyingguanlishuipingdezhongyaobiaozhunzhiyi,huolifadianxingyeshizhongduonengyuanxingyezhiyi,huodianchangyeshiyigejinxingnengyuanzhuanhuandexingye,zaixiaohaoyicinengyuandetongshishengchanchuercinengyuan。zaixiaohaoheshengchandezhuanhuanguochengzhong,ruheshixiandihaogaoxiaoshiyigexuyaochangqiguanzhuhebuduanfazhandexingyewenti。 變頻器有著“現代工業維生素”zhicheng,zaijienengfangmiandexiaoguoburonghushi,xianyiguangfanyingyongyuguominjingjidegexinggeyeherenminderichangshenghuozhong,gaoyadiandongjijiazhuangbianpinqi,shixianshebeidiandongjidewujitiaosuzhengshimuqianyingyongzuiguangdeyixiangdiandongjitiaosujiedianjishu,jingyanshujubiaoming,bianpinjiedianxiaoguozhishaozai30%。以下介紹天津大唐國際盤山發電有些責任公司(以下簡稱盤山發電公司)對汽機凝結水泵進行變頻改造實現節能降耗的具體例證。
一、設備概述
盤山發電公司2×600MW火電機組是我國華北地區建設投產最早的600MW亞臨界火電機組,是京津唐電網的主力機組。 該公司每台機組配有2台立式長軸泵凝結水泵。1台凝結水泵即可滿足機組BMCR工況要求,運行中采用一台運行一台備用的方式。 凝結水泵屬於是立軸靜葉出力不可調水泵。凝結水量的調整通過“除氧器水位調節站”中的30%流量調整門和70%流量調整門來調整,維持正常運行中的除氧器水位。
二、凝結水泵變頻改造
youliutilixuekezhi,bengyufengjideliuliangyuzhuansudeyicifangchengzhengbi,yaliyuzhuansudepingfangchengzhengbi,gonglvyuzhuansudelifangchengzhengbi,ruguoshuibengdexiaolvyiding,dangyaoqiutiaojieliuliangxiajiangshi,zhuansukechengbilidixiajiang,ercishizhoushuchugonglvchenglifangguanxixiajiang,jishuibengdiandongjidegonglvyuzhuansujinsichenglifangbideguanxi。bianpinqijiushiliyongdianlidianziqijiandetongduanzuoyongjianggongpindianyuanbianhuanweilingyipinlvdediannengkongzhizhuangzhi。xianbagongpinjiaoliudianyuantongguozhengliuqizhuanhuanchengzhiliudianyuan,ranhouzaibazhiliudianyuanzhuanhuanchengpinlv、電壓均可控製的交流電源供給電動機。頻率可控即電動機轉速可控,從而達到節能的目的。 盤山發電公司的2台600MW機組,每台機組配備了2台凝結水泵,單台額定容量為1940 m3/h,電動機功率為2500 kW, 額定電流274A, 正常為1台運行,另1台備用,在額定600MW負荷下運行最大電流250.5 A,隻有額定電流的91.4%,低負荷運行最低電流到200 A左右,是額定電流的73%。根(gen)據(ju)對(dui)凝(ning)結(jie)水(shui)泵(beng)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)和(he)參(can)數(shu)的(de)分(fen)析(xi),盤(pan)山(shan)發(fa)電(dian)公(gong)司(si)對(dui)凝(ning)結(jie)水(shui)泵(beng)進(jin)行(xing)了(le)變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)。由(you)於(yu)凝(ning)結(jie)水(shui)泵(beng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)是(shi)一(yi)運(yun)一(yi)備(bei),故(gu)將(jiang)采(cai)用(yong)“一拖二”方案,即每台機組的2台凝結水泵可共用1套變頻裝置,以節約投資。
三、改造方案
2007年9月,盤山發電公司利用4#機組小修的機會對凝結水泵進行了變頻改造。采用的是北京利德華福電氣技術有限公司的HARSVERT-A06/280(正弦波係列異步電動機普通控製型)高壓變頻器。該係列高壓變頻調速係統采用單元串聯多電平技術,6 kV輸入,6 kV高壓輸出,屬高-高電壓源型變頻器。該變頻裝置主機櫃由控製櫃、功率櫃、變壓器櫃以及旁路櫃4個櫃體組成,高壓變頻器接入電氣係統的方式如圖1所示。其中:QF1、QF2為高壓開關,QS1、QS4為入口刀閘,QS2、QS5為出口刀閘,QS3、QS6為旁路刀閘。
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| 圖1:高壓變頻器接入電氣係統方式圖 |
整個改造方案包括三部分改造。第一是就地高壓變頻器的安裝和接入。在就地搭建了專門的變頻小間,其中安裝的主要設備包括:高壓變頻器主櫃體、雙路控製電源切換箱、高壓變頻器UPS(交流不停電)電源櫃、高壓變頻小間櫃式空調機以及變頻冷卻係統。高壓變頻器的所有就地操作、運行參數和報警參數的檢查設置都在變頻小間內完成。第二是電氣開關部分的改造。6 kV高壓開關加裝了高壓變頻器保護回路和“工頻變頻工作方式”切換把手,配合凝結水泵變頻運行和工頻變頻兩種工作方式的切換。另外,從380 V低壓交流廠用母線段和220 V直流母線段完成了高壓變頻器控製電源和操作電源的供電改造。第三部分是熱工邏輯和DCS操作畫麵的改造。在DCS畫(hua)麵(mian)上(shang)增(zeng)加(jia)一(yi)幅(fu)凝(ning)泵(beng)變(bian)頻(pin)畫(hua)麵(mian)。在(zai)不(bu)同(tong)工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)下(xia)啟(qi)動(dong)凝(ning)結(jie)水(shui)泵(beng)的(de)方(fang)法(fa)也(ye)不(bu)同(tong)。當(dang)工(gong)頻(pin)方(fang)式(shi)下(xia),畫(hua)麵(mian)提(ti)示(shi)凝(ning)泵(beng)在(zai)工(gong)頻(pin)方(fang)式(shi),在(zai)原(yuan)畫(hua)麵(mian)的(de)操(cao)作(zuo)按(an)鈕(niu)上(shang)按(an)下(xia)啟(qi)動(dong),則(ze)合(he)6 kV開關直接啟動凝結泵電動機,運行中,通過除氧器水位調節站凝結水量調整門的開度來調節凝結水量維持除氧器水位;當在變頻方式下,畫麵提示凝結泵在變頻方式,在原畫麵的操作按鈕上按下啟動,則僅合入6 kV開kai關guan,然ran後hou在zai新xin增zeng畫hua麵mian上shang的de高gao壓ya變bian頻pin器qi啟qi動dong按an鈕niu上shang按an下xia啟qi動dong,則ze啟qi動dong高gao壓ya變bian頻pin器qi同tong時shi啟qi動dong凝ning結jie泵beng電dian動dong機ji,運yun行xing中zhong的de除chu氧yang器qi水shui位wei調tiao節jie站zhan凝ning結jie水shui量liang調tiao整zheng門men保bao持chi全quan開kai,通tong過guo調tiao整zheng電dian動dong機ji轉zhuan速su改gai變bian出chu力li以yi調tiao節jie凝ning結jie水shui量liang維wei持chi除chu氧yang器qi水shui位wei。
四、旁路櫃介紹
該變頻裝置主機櫃由控製櫃、功率櫃、變壓器櫃以及旁路櫃4個櫃體組成,前三者屬於高壓變頻器核心櫃體。而旁路櫃(如圖1中虛線框內所示部分)的de布bu置zhi主zhu要yao決jue定ding於yu高gao壓ya變bian頻pin器qi所suo帶dai負fu載zai的de數shu目mu以yi及ji工gong頻pin和he變bian頻pin工gong作zuo方fang式shi的de切qie換huan方fang法fa。凝ning結jie水shui泵beng一yi運yun一yi備bei的de運yun行xing方fang式shi決jue定ding了le變bian頻pin改gai造zao采cai用yong了le一yi拖tuo二er的de公gong用yong變bian頻pin器qi的de改gai造zao方fang式shi,因yin此ci,其qi旁pang路lu櫃gui功gong能neng就jiu較jiao為wei複fu雜za。它ta是shi由you6個高壓隔離開關QS1~QS6組成,隔離開關分別選用GN19係列單投和雙投戶內高壓隔離開關,相間距為210 mm;單投隔離開關的進線端的3個絕緣端子為高壓帶電顯示裝置的3個傳感器,櫃麵外加輸入、輸出端子實現工頻、變頻指示。如果M1工作在變頻狀態,M2可以工作在工頻狀態;相反如果M2工作在變頻狀態,則M1可以工作在工頻狀態;如果檢修高壓變頻器,2台負載都可以工頻運行。 一yi拖tuo二er的de公gong用yong方fang式shi決jue定ding了le實shi現xian變bian頻pin運yun行xing工gong頻pin備bei用yong的de特te殊shu工gong作zuo方fang式shi,以yi及ji各ge開kai關guan刀dao閘zha之zhi間jian複fu雜za的de閉bi鎖suo關guan係xi。各ge開kai關guan刀dao閘zha之zhi間jian複fu雜za的de閉bi鎖suo關guan係xi如ru下xia: 1) QS1和QS4,QS2和QS5之間實現電氣閉鎖和邏輯閉鎖。確保隻能有1台凝結水泵可以投入變頻,無法將2台同時投入變頻方式。 2) QS3和QS2,QS6和QS5安裝機械互鎖裝置,確保凝泵電動機隻能處於工頻或者變頻工作方式,防止發生高壓變頻器輸出側與6 kV電源側短路等嚴重事故。 3) QS1、QS2合閘,QS3分閘,且高壓變頻器發出合閘允許信號時QF1才能合閘,此時如果發出高壓變頻器重故障信號,QF1立刻跳閘。2號旁路櫃相同。 4) QS1、QS2分閘,QS3合閘時,QF1可以合閘,此時高壓變頻器重故障信號不能使QF1跳閘。2號旁路櫃相同。 5) 當凝結泵變頻運行過程中,變頻運行給定指令小於95%,係統將閉鎖壓力低聯泵保護,防止變頻正常調節過程中聯動啟備用泵。變頻運行給定指令大於95%,壓力低保護動作時聯啟備用泵動作有效。 需(xu)要(yao)說(shuo)明(ming)的(de)是(shi),在(zai)凝(ning)結(jie)泵(beng)變(bian)頻(pin)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)的(de)判(pan)斷(duan)回(hui)路(lu)中(zhong),采(cai)取(qu)了(le)旁(pang)路(lu)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)分(fen)閘(zha)的(de)指(zhi)示(shi)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)唯(wei)一(yi)判(pan)斷(duan)依(yi)據(ju)。主(zhu)要(yao)是(shi)考(kao)慮(lv)到(dao)關(guan)鍵(jian)判(pan)斷(duan)回(hui)路(lu)的(de)簡(jian)單(dan)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing),而(er)沒(mei)有(you)讀(du)取(qu)變(bian)頻(pin)上(shang)下(xia)口(kou)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)的(de)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)判(pan)斷(duan)。避(bi)免(mian)判(pan)斷(duan)條(tiao)件(jian)過(guo)多(duo),導(dao)致(zhi)回(hui)路(lu)容(rong)易(yi)出(chu)錯(cuo)的(de)問(wen)題(ti)。
五、凝泵變頻裝置冷卻係統介紹
weilebaozhenggaoyabianpinqijuyoulianghaodeyunxinghuanjing,gaoyabianpinqishipeiyitaolengquexitongyongyushineihuanjingjiangwen。konglengqidefengdaoyugaoyabianpinqipaifengkouxianglian,conggaoyabianpinqichulaiderefeng,jingguotongfengguandaopaifangdaoneiyougudingshuiningguandesanreqizhong,sanreqizhongtongguowendudiyu33℃delengshui,refengjingguosanrepianhou,jiangreliangchuandigeilengshui,bianchengrefengcongsanrepianchuichu,reliangbeixunhuanlengqueshuidaizou,congerbaozhenggaoyabianpinqikongzhishineidehuanjingwendubugaoyu40℃。 此冷卻係統有兩大優點:一是屬於強迫風冷係統,增壓風機的增壓效果極大地提高了冷熱風的循環速度和熱交換的強度;二er是shi該gai係xi統tong配pei有you反fan衝chong洗xi係xi統tong,可ke以yi定ding期qi對dui冷leng卻que水shui管guan道dao進jin行xing衝chong洗xi和he對dui冷leng卻que器qi管guan道dao進jin行xing反fan衝chong洗xi。定ding期qi清qing理li管guan道dao內nei積ji存cun的de汙wu泥ni和he雜za物wu,對dui提ti高gao冷leng卻que效xiao果guo有you著zhe事shi半ban功gong倍bei的de效xiao果guo。鑒jian於yu盤pan山shan發fa電dian公gong司si已yi經jing改gai造zao過guo的de一yi次ci送song風feng機ji變bian頻pin裝zhuang置zhi也ye存cun在zai運yun行xing溫wen度du高gao的de問wen題ti,目mu前qian已yi經jing開kai始shi對dui一yi次ci送song風feng機ji變bian頻pin係xi統tong加jia裝zhuang同tong樣yang的de冷leng卻que係xi統tong。
六、凝結泵變頻改造的節能效果預期
目mu前qian,凝ning結jie泵beng變bian頻pin改gai造zao已yi經jing完wan成cheng並bing且qie順shun利li投tou入ru使shi用yong,長chang期qi節jie能neng效xiao果guo以yi及ji數shu據ju正zheng在zai收shou集ji統tong計ji之zhi中zhong,目mu前qian各ge典dian型xing負fu荷he點dian凝ning結jie泵beng工gong頻pin運yun行xing和he變bian頻pin運yun行xing的de電dian流liu對dui照zhao見jian下xia表biao:
| 運行電流 |
典型負荷點/MW |
| 300 |
400 |
450 |
500 |
600 |
| 工頻運行電流/A |
197 |
208 |
215 |
222 |
247 |
| 變頻運行電流/A |
47 |
99 |
113 |
125 |
150 |
| 節電百分比(%) |
76.1 |
52.4 |
47.4 |
43.7 |
39.3 |
tongguoduizhao,keyihenmingxiankanchuningjiebengbianpingaizaodejienengxiaoguoshifenmingxian,youqishiduiyudifuheyunxingjieduanjiedianxiaoguoshifenjuda。cankaojingyanshuju,ningjiebengbianpinhoujishianjiedian40%計算,假定凝結水泵負荷率為85%,機組年利用時間為5800 h,那麼全年2台機組節電約986萬kW?h。因此,對凝結泵加裝高壓變頻器很有必要。 panshanfadiangongsiduiningjiebengdebianpingaizaoqudelechubuchenggong,jienengxiaoguomingxian。fadianshengchanshebeizhonggaoyazhuanjishebeizhanyoujueduishuliang,duizhuanjishebeijinxingbianpingaizaodejienengxiaoguoshifenmingxian,jienengjingyanheshujushuoming:技(ji)術(shu)因(yin)素(su)對(dui)能(neng)耗(hao)的(de)變(bian)化(hua)起(qi)著(zhe)主(zhu)導(dao)和(he)決(jue)定(ding)性(xing)作(zuo)用(yong)。利(li)用(yong)新(xin)型(xing)技(ji)術(shu)對(dui)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao),根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)進(jin)一(yi)步(bu)完(wan)善(shan)和(he)革(ge)新(xin),確(que)保(bao)節(jie)能(neng)和(he)安(an)全(quan)達(da)到(dao)完(wan)全(quan)統(tong)一(yi)。
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