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1、国产高压变频器在凝结水系统的应用凝结水系统配装上海凯士比泵业有限公司制造的NLT350-400X6型凝结水泵，凝结水泵 电机为湘潭电机厂制造的YLKS500-4型，髙压变频器为北京利徳华福电气技术有限公司制造 的HARSVERT-A06/130系列。目前在已投运的大型火电机组中，凝结水泵采用100%容量、一用 一备的配备模式，除氧器水位依靠上水调门开度控制，肖流损失大。随着高压变频调速装置 可靠性的提髙，应用领域不断扩大，众多发电企业对凝结水泵进行了变频改造。在实际改造 中，对控制方案的要求主要是变频凝结水泵运行中事故跳闸，备用泵工频联启后凝结水压力 陡增，除氧器水位、凝结水其它用户的控制必须
2、在要求范围内波动。2.凝结水泵的运行工况在汽轮机低压缸内做功的蒸汽在空冷岛冷却凝结之后，集中在凝结水箱中，凝结水系统 的作用是通过凝结水泵及时的把凝结水送至除氧器中，维持除氧器水位平衡。保证凝结水泵 连续、稳立运行是保障电厂发电机组安全、经济生产的重要环卩之一，凝结水系统如图1所 /Ko凝结水最小流量至给水泵机械密封水至除氧器凝结水泵凄A至轴封减温水瘓A至低旁减温水图1：凝结水系统图凝结水泵电机为6kV/1120kW电机，设计时有一左裕量，每台机组配备二台凝结水泵， 台运行，一台备用。通过对机组凝结水系统和凝结水泵运行方式、动力系统结构的研究分析, 提出一拖二自动工/变频切换控制方案。由于凝结
3、水泵属一用一备运行方式，因此采用一拖二 方案可以提髙变频设备的利用率，保证系统具有良好的布能效果。另一方而，凝结水泵具有 龙期设备轮换的制度，为降低系统操作的难度，系统采用高压开关等自动切换装置，从而， 使得系统操作简便、安全可靠。具体系统结构原理如图2所示：图2：系统结构原理图凝结水泵变频改造前，除氧器水位是通过改变凝结水泵出口调整门的开度进行的，调节 线性度差，调整门存在较大的节流损失。同时由于频繁的对调整门进行操作，导致阀门的可 靠性下降，影响机组的稳泄运行（我公司1#机组曾发生三次调整门机械故障）。改造为高压变频器后，凝结水泵出口阀门处于全开位置（同时根据现场实际情况可将旁路 门打开，
4、可进一步降低凝结水系统的肖流损失），仅在倒泵过程中由凝结水母管调整门来控制 除氧器水位，正常运行时通过调节变频器的输出频率改变凝结水泵转速，达到调节出口流量 控制除氧器水位的目的，满足运行工况的要求，图3为凝结水控制方案。在图3中，采用双回路控制，主要是考虑调整门调肖特性与变频器存在较大差异，单一 控制回路的调节效果不好；通过变频运行后的实际效果，这种控制回路设计调节特性很好， 两套回路切换平稳。3改造中遇到的问题和解决的办法（1）高压变频调速凝结水泵运行时上水调整门打开，利用改变凝结水泵的转速调肖除氧 器水位造成凝结水压力较低，最大不超过28MPa。运行中凝结水压力随负荷降低而下降，为 了保
5、证英它设备所需凝结水的压力，设立变频调速系统的最低转速为30Hz,对应凝结水泵的 出口压力为1. 2Hpa,修改减温水压力低保护关低旁逻辑。（2）由于变频凝结水泵用改变转速调丹使得凝结水压力低，而左速凝结水泵仍为上水门 调整、凝结水压力很高，运行一旦发生变频凝结水泵跳闸备用左速凝结水泵启动后凝结水压 力、流疑突然增大对除氧器水位造成很大的影响。针对此问题将控制逻辑修改为当变频泵或 者变频泵高压开关事故跳闸，且发岀联启泄速泵的指令时，程序发岀一个与汽轮机调速级压 力具有函数关系的预置指令加到除氧器上水调整门，立即将上水调整门关至一定位置并且程 序强制将调整门投入“自动”进行调肖除氧器水位，图4为
6、#21凝结水泵变频跳闸后，#22备 用工频凝结水泵联锁启动后水位与除氧器水位调整门的变化趋势图，在切换过程中，除氧器 水位波动在正负20mm以内。柿 25）细 235 2口-除MXfHOW <! 21:OU ««5?»图4：切换过程中水位与阀门动作趋势（3）运行变频凝结水泵跳闸备用左速凝结水泵联锁启动后凝结水压力突然升髙对凝结水 供其它辅助设备影响很大，特别是给水泵机械密封冷却水系统，由于给水泵机械密封冷却水 差压一般维持在0. IMPa。针对此问题在给水泵机械密封冷却水调整门上预置一个与汽轮机调 速级压力具有函数关系的指令，当备用工频凝结水泵联锁启动后将该
7、指令输出至给水泵机械 密封冷却水调整门，延时一段时间后系统切换至给水泵机械密封水差压自动调整回路。（4）凝结水泵再循环调整门是为了保证凝结水系统在低流量时凝结水泵在安全工作区内 运行的，该控制回路的被调量是凝结水泵出口母管压力，当凝结水泵采用变频调速系统后， 转速越低，出口压力越低，为了保证凝结水泵的安全，防止泵体汽蚀，在再循环凋整门的控 制指令输岀上叠加一个与除氧器水位调整门具有函数关系的指令，当在变频运行时，控制再 循环调整门开度。4. 改造后的运行措施改造后变频凝结水泵长期运行，左速凝结水泵只作备用。为了保证变频凝结水泵安全的 运行，左速凝结水泵处于良好的备用，以及凝结水供给苴它辅助设备
8、的安全运行，制左以下 运行措施。（1）正常运行时变频凝结水泵运行、左速凝结水泵投入备用，上水调整门开度控制在 90%97%,利用变频凝结水泵的变频器对除氧器水位进行自动调肖。低负荷时可以关小上水 调整门维持凝结水压力不低于1.2 Mpa,凝结水泵转速不低于900r/min，确保变频凝结水泵 和凝结水供给其它辅助设备的安全运行。（2）每月左期对凝结水泵进行切换运行，以保证备用凝结水泵处于良好状态。（3）机组启动、停止过程中可以将变频凝结水泵转速控制在某一值，采用除氧器水位调 整门调节，不但使除氧器水位稳定而且可以保证其他辅助设备有足够压力的冷却水，如低压 旁路减温水、疏水扩容器减温喷水、低压缸减
9、温喷水等。5. 节能效果（变频器运行后检测）（1）肖约厂用电效果显著现场截取变频改造前后的2#机组实际运行数据记录，对本机改造前后的电流进行比较, 可以比较直观的反映进行变频改造后节能情况，如表1所示。2。片2心22X23卜240-250-'2他2妙290-3叭（选 前）.>81.8>65.*3S0>90.6*9L293.49"95.0-95.8*93.2-（役11 后）Q29 030V303怨®48 0<SO.Of52. Or5370 072.0<82,0.制纯就52.8*53.7P49.硼453弓2“41.1+1.9P33.52弁2
10、3.8f103表1:变频改造前后电流变化表2是某半个月的电能统汁，做一个同类机组的横向比较，可以看出凝泵用电减少许多。机组負凝泵州屯髮7 kW2节约电旻计'M#L机（工频屮32 M2#2机（臾频）中胸Q2121 Q 忡二表2：右电统讣以每台机组年运行300天计算，使用变频器可节约厂用电242万按照025元/kWh 计算，折合人民币60. 5万元。（2）减少电机启动时的电流冲击电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的7倍；星角启动为4一5倍；电机软启动器也要达到25倍。观察变频器启动的负荷曲线，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，不管怎样都不会超过额定电
11、流。因此凝泵变频运行解决了 电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大 大降低日常的维护保养费用，图6为凝结水泵变频启动电流趋势图(初始转速900r/min)。图6：凝结水泵变频启动电流趋势图(3) 延长设备寿命使用变频器可使电机转速变化沿凝泵的加减速特性曲线变化，没有应力负载作用于轴承 上，延长了轴承的寿命。同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低凝泵转速 可成倍地提高凝泵寿命，凝泵使用费用自然就降低了。(4) 降低噪音我公司凝结水泵改用变频器后，降低水泵转速运行的同时，噪音大幅度地降低，当转速 降低60%时，凝结水泵附近1. 5m噪音水平测试
12、85dB,比工频运行时的110dB减少25dB.同时 消除了停车和启动时的打滑和尖啸声，克服了由于调整门线性度不好，调巧品质差，引起管 道锤击和共振，造成凝结水系统上水管道强烈震动的缺陷，凝结水泵的运行工况得到明显改 善。6. 总结高压变频调速系统在凝结水系统中的成功应用，以其显著的节能效果和良好的系统响应 和控制品质，充分说明在火电厂发电机组主辅机设备中采用高压变频调速技术具有广阔的应 用前景和拓展空间，对提髙企业竞争力、降低发电成本具有积极意义。参考文献：1 漳山电厂300MW级火力发电厂机组汽机辅机运行规程山西漳山发电有限公司 2005. 52 变频调速凝结水泵在300MW机组的应用卜喜
13、正3 HARSVERT-A系列高压变频调速系统说明书北京利徳华福电气技术有限公司2004. Io作者简介：朱军山西漳山发电有限责任公司副总经理高级工程师毕业于太原工业大学热能动力 专业李立敏山西漳山发电有限责任公司助理总经理高级工程师毕业于华北电力大学电力系统自动化专业白鹏山西漳山发电有限责任公司设备部热控专业工程师。后记：在漳山电厂2X300MW机组的凝结水变频系统改造项目中，北京利徳华福电气技术有限 公司技术成套部承担了该项目的电气系统设讣、DCS逻借改造设汁、系统调试、现场施工等技 术服务工作。为项目的顺利实施，实现变频节能改造、优化系统运行工艺、保障系统安全， 提升节能经济收益等方面提供了全而有力的技术支持服务。该项目以及引风变频改造、给水 变频改造等一批项目的顺利实施交付使用，充分体现了利徳华福在变频应用系统肖能服务方 而的技术实力和专业优势以及一切为用户着想，全而到位的成套技术服务理念。