華北電力大學工程碩士學位論文摘要 摘要 近年來，隨著火電廠對節(jié)能減排技術(shù)的迫切需求，如何對火電廠的用電 設(shè)備進行改造成為了節(jié)能的重要方法之一。高壓變頻技術(shù)的發(fā)展為節(jié)能提供 了先進技術(shù)。本文認真分析了包頭第三熱電廠凝結(jié)水泵的運行情況，比較了 凝結(jié)水泵的節(jié)能改造方法，提出了這種水泵變頻改造的計劃。并對1 號機組 的凝結(jié)水泵進行了變頻改造，改造后節(jié)能效果顯著，節(jié)電率提高了2 5 。 關(guān)鍵詞：凝結(jié)水泵，變頻調(diào)速，節(jié)能 a bs t r a c t t l l l e 辯y e a 娼，w i t ht h ee x i g e n td e m a n do fe n e r g yc o n a t i o ni np o w e rp l a n tg e n e r a t i l l g e l e c t r i c i t yw 汕c o a l ，h o wt or e b u d df o rp o w e rp l a n t se l e c t r o e q u i p m 曲t sb e c o m e e0 f i m p o r t a n tm e 粗so fe n e 喲，c o n 矧v a t i 1 n h ef r e q u e n c yc o n v e r s i o n 眥h n o l o g ) r 麗t hh i g l l v o l t a g e o 恤r e da d v a n c e dt e c h n o l o 留f o re n e r g yc o n s e a t i o n 1 nt h i sp a p e r i ti s 柚a l y z e dt h em n n i n g c o u r o fc o n c r e t i n gp u 唧a b o u tn o 3b a o t o ut h e r m a lp o w e rp l a n t s ，翹dc o m p a r e dw i n la n b n d so fe n e r g yc o n 辯r v a t i o nm e 趾sf o r n c r e t i n gp u m p ，a n dr a i dt h er 。c o n s 仃1 l c t i v ep l 柚sf o r t h i sl 【i n d0 fp u m p a tl a 甌n c 他t i n gp u m p s0 f1 撐s e to fg e n e r a n d rw e 佗托b u n tw i t ht h e f r e q u e n c ) rc o n v e 礙i o n 眥h n o l o g yw 油h i 曲v o l t a g ea n dt h ee 骶c t0 fe n er 盱c o n r 、，a t i 伽w 越 f e m a r k a b l e t l h er a t eo fe 鵬r g yc o n r v a t i o na d v a n c e d2 5 w a n gh o n g r u ( e l e c t r i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f j i a oy a n j u n ，e n g i n e e fh u a n g l i n z h o n g k e yw o i m s ：c o n d e n s e dw a t e rp u m p ，i h q u e n c yc o n t r o l ，佃e r g y s a v l n g 聲明戶明 本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學位論文3 0 0 m w 凝結(jié)水泵變頻調(diào)速系統(tǒng) 的應(yīng)用研究，是本人在華北電力大學攻讀碩士學位期間，在導師指導下進行的研 究工作和取得的研究成果。據(jù)本人所知，除了文中特別加以標注和致謝之處外， 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得華北電力大 學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究 所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 學位論文作者簽名：蘭i 堡盤日期：2 竺2 ：絲學位論文作者簽名：叁! ：鏨絲 日 期：之竺2 ：絲 關(guān)于學位論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解華北電力大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有 權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學位論文的原件與復印件；學?？梢圆捎糜坝?、縮 印或其它復制手段復制并保存學位論文；學?？稍试S學位論文被查閱或借閱； 學校可以學術(shù)交流為目的，復制贈送和交換學位論文；同意學?？梢杂貌煌?式在不同媒體上發(fā)表、傳播學位論文的全部或部分內(nèi)容。 ( 涉密的學位論文在解密后遵守此規(guī)定) 作者簽名：至i 魚丕 日 期：建型211 ：! ? 導師簽名： 日期：筮業(yè) 乞粵牡必碑 華北電力大學工程碩士學位論文 第一章緒論 1 1 研究背景及變頻改造的意義 目前，在電力改革不斷深化、大力提倡建立節(jié)約型社會的政策環(huán)境下，應(yīng)用高 新技術(shù)節(jié)能降耗，降低廠用電率和發(fā)電成本，成為各電廠的當務(wù)之急。火電廠的各 種動力設(shè)備中，泵與風機類負載的耗能占絕大部分。電廠調(diào)峰時，傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式通 過改變調(diào)節(jié)閥和擋板的開度來調(diào)整通過泵與風機的工質(zhì)流量。而泵與風機的輸出功 率幾乎不變，加之設(shè)計富余量較大，浪費了大量電能，同時使設(shè)備運行效率不高。 若采用高壓變頻調(diào)速則可保持調(diào)節(jié)閥與擋板全開，通過降低泵與風機的轉(zhuǎn)速來減小 流量，從而減小了節(jié)流損失，節(jié)約了大量電能。此外，高壓變頻調(diào)速還具有系統(tǒng)效 率高、功率因數(shù)高、調(diào)節(jié)品質(zhì)好、能實現(xiàn)電動機軟啟動等諸多突出優(yōu)點。因此對老 電廠進行變頻改造或在新建電廠應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)是提高機組經(jīng)濟性和安全性的 重要措施2 1 。 以前由于高壓變頻技術(shù)并不十分成熟，再加上價格昂貴等因素，使變頻調(diào)速技 術(shù)在火電廠高電壓大功率交流傳動中的推廣應(yīng)用較少。近年來，隨著電力電子技術(shù) 和微電子控制技術(shù)的飛速發(fā)展，高壓變頻技術(shù)日趨成熟，可靠性和性價比得到大幅 提高。 包頭第三熱電廠是兩臺3 0 0 m w 火電機組，由于負荷機組在用電高峰期間可以滿 發(fā)，但多數(shù)時期不能夠保證滿負荷發(fā)電，近年來節(jié)能降耗在火電機組中開展，創(chuàng)“兩 型企業(yè)，降低廠用電率，通過調(diào)查其他火電廠的變頻改造，證實火電廠采用高壓 變頻調(diào)速后不但可以獲得顯著的直接經(jīng)濟效益，還可以改善調(diào)節(jié)品質(zhì)、提高設(shè)備安 全性，企業(yè)變頻改造的投資通常可在1 2 年內(nèi)全部收回，采用變頻凋速在技術(shù)和經(jīng) 濟上都是可行的。 1 2 變頻器國內(nèi)外的研究動態(tài) 目前，變頻調(diào)速技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于低壓電動機的調(diào)速傳動中，隨著技術(shù)的進 步和制造工藝的提高，高電壓大功率變頻調(diào)速器生產(chǎn)技術(shù)也已逐漸趨于成熟，正逐 漸應(yīng)用于各個領(lǐng)域。例如，在大功率交一交變頻( 循環(huán)變流器) 調(diào)速技術(shù)方面，法國 阿爾斯通公司已能提供單機容量達3 萬k w 的電氣傳動設(shè)備用于船舶推進系統(tǒng)；在 大功率無換向器電機變頻調(diào)速技術(shù)方面，意大利a b b 公司提供了單機容量6 萬k w 的設(shè)備用于抽水蓄能電站；羅克韋爾自動化公司生產(chǎn)的a b 變頻器已經(jīng)達到 8 5 0 0 k w ，德國西門子公司s i m o v e r t a 電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備單機容量為1 卜 華北電力大學工程碩十學位論文 5 6 0 0k v a 和s i m o v e r t pg t op w m 變頻調(diào)速設(shè)備單機容量為1 0 0 9 0 0 k v a ；而目前性 能最好的就是美國r o b i c o n 公司推出的“完美無諧波”高壓變頻調(diào)速裝置，采用多 級低電壓小功率i g b t p w m 功率變換單元串聯(lián)輸出高壓變頻電能，并實現(xiàn)大功率集 成 國外交流變頻調(diào)速技術(shù)高速發(fā)展有以下特點： ( 1 ) 市場的大量需求。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高和能源全球性短缺，變 頻器越來越廣泛地應(yīng)用在機械、紡織、化工造紙、冶金、食品等各個行業(yè)以及風機、 水泵等的節(jié)能場合，并取得顯著的經(jīng)濟效益。 ( 2 ) 功率器件的發(fā)展。近年來高電壓、大電流的s c r 、g t o 、i g b t 、i g c t 等大 伯的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及 應(yīng)用成為現(xiàn)實。 ( 3 ) 控制理論和微電子技術(shù)的發(fā)展。矢量控制、磁通控制、轉(zhuǎn)矩控制、模糊 控制等新的控制理論為高性能的變頻器提供了理論基礎(chǔ)；1 6 位、3 2 位高速微處理 器以及信號處理器( d s p ) 和專用集成電路( a s i c ) 技術(shù)的快速發(fā)展，為實現(xiàn)變頻 器高精度、多功能化提供了硬件手段。 ( 4 ) 基礎(chǔ)工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展，變頻器相關(guān)配套件社會化、專業(yè)化 生產(chǎn)。 我國電氣傳動產(chǎn)業(yè)始于1 9 5 4 年。當時，在機械工業(yè)部屬下建立了我國第一個 電氣傳動成套公司，即現(xiàn)在的天津電氣傳動設(shè)計研究所的前身。現(xiàn)在，我國有2 0 0 家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作。隨著改革開放，經(jīng)濟高速 發(fā)展，形成了一個巨大的市場，它既對國內(nèi)企業(yè)，也對外國公司敞開。很多最先進 的產(chǎn)品從發(fā)達國家進口，在我國運行良好，滿足了我國生產(chǎn)和生活需要。國內(nèi)許多 合資公司生產(chǎn)當今國際上先進的產(chǎn)品，國內(nèi)的成套部分在自行設(shè)計制造的成套裝置 中采用外國進口和合資企業(yè)的先進設(shè)備，自己開發(fā)應(yīng)用軟件，能為國內(nèi)外重大工程 項目提供一流的電氣傳動控制系統(tǒng)，在變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用和研究上取得了很大的 成績。 國內(nèi)的交流變頻調(diào)速技術(shù)產(chǎn)業(yè)狀況大致表現(xiàn)如下： ( 1 ) 變頻器的整機技術(shù)落后，國內(nèi)雖有很多單位投入了一定的人力、物力， 但由于力量分散，并沒有形成一定的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模。 ( 2 ) 變頻器產(chǎn)品所用半導體功率器件的制造業(yè)薄弱。 ( 3 ) 相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)較為落后。 ( 4 ) 產(chǎn)銷量較少，可靠性及工藝水平不高。 交流變頻調(diào)速技術(shù)是強弱電混合、機電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大電能 的轉(zhuǎn)換( 整流、逆變) ，又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必 2 華北電力大學工程碩士學位論文 定分成功率和控制兩大部分。前者要解決電子器件的應(yīng)用技術(shù)問題，后者要解決硬 軟件開發(fā)問題，其發(fā)展方向主要有以下幾項： ( 1 ) 實現(xiàn)高水平的控制?；陔妱訖C和機械模型的控制策略，有矢量控制、 磁場控制、直接轉(zhuǎn)矩控制和機械扭振補償?shù)?；基于現(xiàn)代理論的控制策略，有滑模變 結(jié)構(gòu)技術(shù)、模型參考自適應(yīng)技術(shù)、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器， 在某種指標意義下的最優(yōu)控制技術(shù)和逆奈奎斯特陣列設(shè)計方法等；基于智能控制思 想的控制策略，有模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)和各種各樣的自優(yōu)化、自診斷 技術(shù)。 ( 2 ) 開發(fā)清潔電能的變流器。所謂清潔電能變流器是指變流器的功率因數(shù)為 1 ，網(wǎng)側(cè)和負載側(cè)有盡可能低的諧波分量，以減少對電網(wǎng)的公害和電動機的轉(zhuǎn)矩脈 動。對中小容量變流器，提高開關(guān)頻率的p w m 控制是有效的。對大容量變流器，在 常規(guī)的開關(guān)頻率下，可改變電路結(jié)構(gòu)和控制方式，實現(xiàn)清潔電能的變換。 ( 3 ) 縮小裝置的尺寸。緊湊型變流器要求功率和控制無件具有高的集成度， 其中包括智能的開關(guān)電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器( 如水冷、 蒸發(fā)冷卻和熱管) 對縮小裝置的尺寸也很有效。 ( 4 ) 高速度的數(shù)字控制。以3 2 位高速微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字控制模板有足夠 的能力實現(xiàn)各種控制算法，w i n d o w s 操作系統(tǒng)的收入使得可自由設(shè)計，圖形編程的 控制技術(shù)也有很大的發(fā)展。 ( 5 ) 模擬與計算機輔助設(shè)計( c a d ) 技術(shù)。電機模擬器、負載模擬器以及各種 c a d 軟件的引入對變頻器的設(shè)計和測試提供了強有力的支持。 今后主要研究的開發(fā)項目主要有以下幾項： ( 1 ) 數(shù)字控制的大功率交一交變頻器供電的傳動設(shè)備。 ( 2 ) 大功率負載換流電流型逆變器供電的傳動設(shè)備在抽水蓄能電站、大型風 機和泵上的推廣應(yīng)用。 ( 3 ) 電壓型g t o 逆變器在鐵路機車上的推廣應(yīng)用。 ( 4 ) 電壓型i g b t 、i g c t 逆變器供電的傳動設(shè)備擴大功能，改善性能。如4 象 限運行，帶有電機參數(shù)自測量與自設(shè)定和電機參數(shù)變化的自動補償以及無傳感器的 矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。 ( 5 ) 風機和泵用高壓電動機的節(jié)能調(diào)速研究。眾所周知，風機和泵改用調(diào)速 傳動后可節(jié)約大量電力。特別是電壓電動機，容量大，節(jié)能效果更顯著。研究經(jīng)濟 合理的高壓電動機調(diào)速方法是當今重大課題啼“1 。 3 華北電力大學工程碩士學位論文 1 3 本文的主要工作 ( 1 ) 分析凝結(jié)水泵在電廠中的作用及其工作原理，分析凝結(jié)水泵改造前的運行 各項參數(shù)，對其進行改造可行性分析。 ( 2 ) 分析介紹交流電機調(diào)速的各種調(diào)速方案，并對各種方案的特點進行分析和 比較，以確定最適用于電廠凝結(jié)水泵的調(diào)速方式；制定出凝結(jié)水泵的變頻改造方案。 ( 3 ) 介紹變頻調(diào)速的原理，分析比較各種變頻調(diào)速方式，變頻調(diào)速的控制方式， 針對包頭第三熱電廠凝結(jié)水泵特性，選擇最優(yōu)變頻改造方式。 ( 4 ) 對改造后的凝結(jié)水泵進行改造后的節(jié)能分析，說明改造后的優(yōu)缺點。 4 華北電力大學工程碩士學位論文 第二章發(fā)電廠凝結(jié)水泵工作原理與節(jié)能分析 發(fā)電廠凝結(jié)水系統(tǒng)作為汽輪機重要的輔機系統(tǒng)，它的主要作用是向除氧器供水， 保證凝結(jié)水的水質(zhì)合格，并且同時向減溫水、密封水廠區(qū)采暖減溫，主廠房采暖減 溫、真空泵汽水分離器補水等重要水系統(tǒng)供水。凝結(jié)水泵是實現(xiàn)動力循環(huán)的重要組 成部分。其安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定的運行對電廠的安全經(jīng)濟發(fā)電起著重要作用。 2 1 凝結(jié)水系統(tǒng)簡介 發(fā)電廠凝結(jié)水系統(tǒng)簡單流程如圖2 1 所示： 圖2 1 凝結(jié)水系統(tǒng)圖 凝結(jié)水系統(tǒng)流程中，凝結(jié)水泵是一種將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為葉輪輸送流體 ( 在電廠中為水) 的壓能和動能的一種動力設(shè)備，凝結(jié)水泵的主要作用就是向凝結(jié) 水精處理裝置提供凝結(jié)水，并給工業(yè)電視探頭，給水泵的密封水，爐墻冷卻水提供 5 華北電力大學工程碩十學位論文 冷卻水，并作為暖通空調(diào)補水和凝結(jié)水本身的密封水源。 包頭第三熱電廠每臺機組裝配3 臺5 0 容量的凝結(jié)水泵，正常運行為2 臺運行 1 臺備用。一般機組負荷在1 5 0 m w 以下，單臺凝結(jié)水泵運行即可，超過1 5 0 m w 啟 動兩臺凝結(jié)水泵。在原控制方式下，凝結(jié)水泵為定速泵，在定速泵下，凝結(jié)水系統(tǒng) 各項參數(shù)如表2 一l 。 表2 1 凝結(jié)水系統(tǒng)未改造前運行參數(shù) 機組負荷1 6 0 2 5 2 3 0 0 凝結(jié)水出口母管壓力( m p ) 3 0 4 2 8 62 5 6 凝結(jié)水母管流量( t h ) 6 6 5 2 36 9 7 8 27 9 9 3 1 凝結(jié)水再循環(huán)泵流量( t h ) 2 4 4 9 5o0 # 5 低加至除氧器流量( t h ) 4 1 77 0 07 9 8 2 凝結(jié)水泵電流a 泵( a ) 4 6 7 44 9 3 85 1 8 凝結(jié)水泵電流b 泵( a ) 4 5 6 85 5 3 0 5 1 8 在機組負荷為1 6 0 m w 時，單臺運行凝結(jié)水泵，將超出單泵負荷，所以一般啟 動2 臺凝結(jié)水泵。 通過系統(tǒng)圖2 1 所示：凝結(jié)水系統(tǒng)中包括再循環(huán)系統(tǒng)。再循環(huán)系統(tǒng)所起到的作 用是在汽輪機啟動、停止或低負荷時，由于凝結(jié)水量少，為了保證除氧器水位，維 持凝結(jié)水出口母管壓力，此時開啟再循環(huán)調(diào)門，維持正常運行。 通過上水閥門控制除氧器水位，無論機組負荷大小，凝結(jié)水泵始終以滿負荷運 行。運行中采用閥門調(diào)節(jié)，機組在滿負荷情況下，凝結(jié)泵出口調(diào)節(jié)閥開度在4 5 6 5 之間，閥門一直處在節(jié)流狀態(tài)下工作，特別是在較低負荷或機組參與調(diào)峰時， 閥門開度更小，節(jié)流損耗大，凝結(jié)水泵效率也迅速降低，能耗增大；再者采用閥門 調(diào)節(jié)時，精度差，水位波動大，閥門長期處于較高壓差下運行，磨損較大，同時頻 繁操作易導致閥門可靠性下降，影響了機組的穩(wěn)定運行，而且消耗了大量的廠用電。 利用再循環(huán)設(shè)備來保證凝結(jié)水系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，保護凝結(jié)水泵由于在低負荷時 出口母管的壓力，不僅導致凝結(jié)水泵電流不斷增大，甚至達到或超出額定電流，消 耗了大量的凝結(jié)水，也消耗了廠用電。從歷史數(shù)據(jù)分析，在未改造前凝結(jié)水系統(tǒng)約 占廠用電0 4 。 6 華北電力大學工程碩士學位論文 因此可以說明，在機組未達到滿負荷的情況下，凝結(jié)水系統(tǒng)中在機組沒有達到 滿負荷時，結(jié)余空間很大，因此在火電廠節(jié)能降耗改造的大力開展中，對凝結(jié)水系 統(tǒng)進行節(jié)能改造，可以有很大節(jié)能效果。進行怎樣的改造，我們先從泵入手，分析 泵的原理。通過泵的管路特性，對泵的節(jié)能可行性進行分析。 2 2 凝結(jié)水泵的特性及原理 ( 1 ) 水泵基本參數(shù)的定義 流量q ：單位時間流過泵的水量( m 3 s ) ； 泵的出口壓力h ：水流過時產(chǎn)生的壓力。其中泵給予每立方米水的總能量稱為水 泵的全壓h 。( p a ) ，它是由靜壓h 。和動壓h d 組成，即h 。= h 。+ h 。； 功率p ：水泵工作有效總功率p t = q h t ( w ) 。 如水泵用有效靜壓h 。，則p g = q h 。； 效率r i ：水泵的軸功率因有部分損耗而不能全部傳給水，因此可以用水泵效率 這一參數(shù)衡量水泵工作的優(yōu)劣，按照水泵的工作方式及參數(shù)的不同，效率分別有： 全壓效率：r l 。= q h 。p ( 2 1 ) 靜壓效率：r l 。= q h 。p ( 2 2 ) ( 2 ) 水泵的特性曲線 表示水泵性能的特性曲線有： h q 曲線：當轉(zhuǎn)速恒定時，水壓與流量間的關(guān)系特性； p q 曲線：當轉(zhuǎn)速恒定時，功率與流量間的關(guān)系特性； r l q 曲線：當轉(zhuǎn)速恒定時，水泵的效率特性。 對于同類型的水泵，根據(jù)水泵參數(shù)的比例定律，在不同轉(zhuǎn)速時的h q 曲線如圖。 圖2 2 水泵運行h q 曲線及管路特性曲線 根據(jù)水泵轉(zhuǎn)速從n 變到n7 ，流量q 、水壓h 及軸功率p 的變化關(guān)系： q ，：q ( 叱) ( 2 訓 7 華北電力大學工程碩士學位論文 h ，一h ( 必) 2 p ，一p ( 嘭) 3 ( 2 4 ) ( 2 5 ) 上面的公式說明，流量與轉(zhuǎn)速成正比；水壓與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；軸功率與 轉(zhuǎn)速的三次方成正比。 ( 3 ) 管路水阻特性曲線 k 圖2 3 管阻特性曲線圖 當管路的水阻r 保持不變時，流量與通水阻力之間的關(guān)系是確定不變的，即流 量與通水阻力k 按阻力定律變化，即 k = r q 2 ( 2 6 ) 式中：k 一通水阻力，( p a ) ； r 一水阻，( k g m 2 ) ； q 一流量，( m 3 s ) k q 的拋物線關(guān)系稱為水阻特性曲線 ( 4 ) 水泵流量特性 圖2 4 水泵流量特性曲線圖 8 華北電力大學工程碩士學位論文 如圖2 4 所示。顯然，水阻越大曲線越陡。水阻的k q 曲線與管路阻力曲線相交的 工作點成為工況點m 。同一水泵在兩種不同轉(zhuǎn)速n 、n 時的k q 曲線與r 水阻特性曲 線相交的工況點分別為m 及m7 ，與r 1 水阻曲線相交的工況點為m 1 及m 1 。 2 3 水泵的節(jié)能原理 泵的軸功率為可以簡單的寫為： p = h q ( 2 7 ) 式中：h 一泵的出口壓力； q 一泵的流量； 由式( 2 1 ) 可知：泵的軸功率p 與泵的出口流量q 和出口壓力h 成正比。泵 的流量q 越大，則凝結(jié)水泵的軸功率p 就越大，泵消耗的電能就多，反之，則泵消耗 的電能就少。我們知道，離心式水泵的流量q 與泵的轉(zhuǎn)速n 有關(guān)，對同一臺泵而言 q 1 q 2 一咒l 療2 ( 2 8 ) 即流量q 與泵的葉輪轉(zhuǎn)速力成正比，泵的轉(zhuǎn)速低，則泵的流量就少。 如果水泵要節(jié)能通過控制水泵的出口流量來進行控制，即采用變閥調(diào)整和變速 調(diào)整。 變額i 辮德特t 耋 j c m 抗曲堂鼉r 2 ， l 7 卜 調(diào)門投毒l 鰳 婚? 、 。 羅 、 h 。- 7 健 曲繞r 1 r 、 久 彳 l o f 拗嫩遮 、 z、- 么 一， 一 夕 、 g _，卜。 n 。 n 。 n 。 可見在管路特性曲線為h = 日。+ s - q 2 的系統(tǒng)中采用調(diào)速節(jié)能時，日。越小，節(jié)能效 果越好。反之，當日。大到一定程度時，受電機效率下降和調(diào)速系統(tǒng)本身效率的影響， 采用變頻調(diào)速可能不節(jié)能甚至反而增加能源浪費。 3 4 3 變頻恒壓和變頻變壓變流節(jié)能效果比較 在火電廠水泵調(diào)速節(jié)能應(yīng)用中，變頻調(diào)速一般采用變頻恒壓變流量和變頻變壓 變流量兩種。其中，前者應(yīng)用得更廣泛，而后者技術(shù)上更為合理，雖然實施難度更 大，但代表著水泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。 ( 1 ) 變頻恒壓( 變流量) 調(diào)節(jié) 所謂恒壓調(diào)節(jié)方式，就是針對離心泵“流量大時揚程低，流量小時揚程高”的 特性，通過自控變頻系統(tǒng)，無論流量如何變化，都使水泵運行揚程保持不變，即等 于設(shè)計揚程。若采用關(guān)閥調(diào)節(jié)，當流量由q 。一q 時，則工況點由a 。變?yōu)閍 ：，浪費揚 華北電力大學工程碩士學位論文 程蜩；凰一日，；胡，+ 塒，。若采用變頻恒壓供水，則自動將轉(zhuǎn)速調(diào)至n 。，工況點 處于b ，點( 參見圖3 1 1 ) 。由于變頻調(diào)速是無級變速，可以實現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，所 以，恒壓調(diào)節(jié)工況點始終處于直線忙膨上，在控制方式上，只需在水泵出口設(shè)定一 個壓力控制值，比較簡單易行。顯然，恒壓供水節(jié)約了膨，而沒有考慮腿。因 此，它不是最經(jīng)濟的供水調(diào)節(jié)方式，尤其是在管路阻力大、管路特性曲線陡曲的情 況下，尼所占的比重更大，其局限性就顯而易見了。 ( 2 ) 變頻變壓( 變流量) 調(diào)節(jié) 變壓調(diào)節(jié)方式控制原理和恒壓調(diào)節(jié)相同只是壓力設(shè)置不同。它使水泵揚程不確 定，而是沿管路特性曲線移動( 參見圖3 1 2 ) 。 0 圖3 1 2 恒壓調(diào)節(jié)與變壓調(diào)節(jié)工況示意圖 當流量由q 。一q 。時，自動將轉(zhuǎn)速調(diào)至n ：，工況點處于b ：點。此時水泵軸功率n 。 小于恒壓供水水泵軸功率n 。變壓調(diào)節(jié)理論上避免了流量減少時揚程的浪費，顯然 優(yōu)于恒壓調(diào)節(jié)。 但變壓調(diào)節(jié)本質(zhì)上也是一種恒壓，不過將水泵出口壓力恒定變成了控制點壓力 恒定，它一般有二種形式： 由流量q 確定水泵揚程 流量計將測得的水泵流量q 反饋給控制器，控制器根據(jù)h lh 。+ s q 2 確定水泵 揚程h ，通過調(diào)速使h 沿設(shè)計管路特性曲線移動。 但在生產(chǎn)實踐中情況比較復雜。對于單條管路輸水系統(tǒng)，是可以得到與之對應(yīng) 的一條管路特性曲線的，而在市政供水管網(wǎng)中，則很難得到一條確定的管路特性曲 線。在實踐中，只能根據(jù)管網(wǎng)實際運行情況，通過盡可能接近實際的假設(shè)，計算出 近似的管路特性曲線。 ) 由最不利點壓力屆確定水泵揚程 。 ： 帥 華北電力大學工程碩士學位論文 即需在管道最不利點設(shè)置壓力遠傳設(shè)備并向控制室傳回信號，控制器據(jù)此使水泵按 滿足最不利點壓力所需要的揚程運行，由于管道的設(shè)計、管道閥門狀況的變化等隨機因 素的影響，都會使實際最不利點和設(shè)計最不利點發(fā)生一些偏差，給變壓調(diào)節(jié)的實施帶來 困難。 3 5 凝結(jié)水泵所采用的高壓變頻方式的控制設(shè)計 3 5 1 凝結(jié)水泵變頻后的運行方式 由于我廠每臺機組配有三臺容量為5 0 的凝結(jié)水泵。日常1 臺備用，兩臺運行。 每臺電機配一臺變頻器則不僅占地面積大，而且投資大。根據(jù)兩臺凝結(jié)水泵的高壓 開關(guān)分別6 k v 工作i 段和6 k v 工作i i 段，采用了一拖二變頻運行方式。即一臺變 頻器拖兩臺高壓電動機，日常為一臺運行一臺熱備。 一拖二變頻運行方式如圖3 一1 3 圖3 一1 3 一拖二變頻運行方式 以變頻器接m 1 時工作情況進行說明。正常工作時，舟1 機組廠用6 k vi 段進線 斷路器，q s l 和q s 2 、q s 6 閉合，q s 3 、q s 4 、q s 5 斷開，b 凝結(jié)水泵電動機正常 工作，c 凝結(jié)水泵電動機處于熱備狀態(tài)。b 凝結(jié)水泵或者變頻器出現(xiàn)故障時，撐1 機 組廠用6 k vi 段進線斷路器跳開，穢1 機組廠用6 k vi i 段進線斷路器閉合，并拉開 q s l 和q s 2 。變頻器和b 凝結(jié)水泵退出工作進行檢修c 凝結(jié)水泵工頻運行。如果檢 查不是變頻器故障，則斷開靜1 機組廠用6 k vl l 段進線斷路器，斷開q s 6 ，接通q s 4 、 q s 5 ，然后閉合帶1 機組廠用6 k vi l 段進線斷路器，變頻器帶動c 凝結(jié)水泵進行工 作，b 凝結(jié)水泵修復后，作為c 凝結(jié)水泵的熱備。其中，q s l 、q s 2 與q s 3 之間， 華北電力大學工程碩士學位論文 撐1 機組廠用6 k v i 段進線斷路器與社1 機組廠用6 k vi i 段進線斷路器之間有嚴格的 電氣互鎖關(guān)系，q s l 、q s 2 閉合的時候，q s 3 一定是斷開的，防止電源電壓直接與 變頻器的輸出相連；靜1 機組廠用6 k vi 段進線斷路器閉合的時候# 1 機組廠用6 k vi i 段進線斷路器是斷開的，防止備用設(shè)備檢修時出現(xiàn)安全事故。q s 4 、q s 5 與q s 6 之 間有同樣嚴格的互鎖關(guān)系。 運行方式采用3 臺凝結(jié)水泵，a 泵日常為采用工頻方式運行，采用一拖二變頻 方式的b 凝結(jié)水泵和c 凝結(jié)水泵由除氧器上水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)除氧器水位( 維持原控制 方式不變) ；當除氧器上水調(diào)節(jié)閥維持全開狀態(tài)，利用變頻裝置調(diào)節(jié)b 凝結(jié)水泵或c 凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，控制除氧器的水位。 3 5 2 變頻器改造中與d c s 的控制結(jié)合 除氧器水位在d c s 控制系統(tǒng)中，采用單沖量及三沖量控制方式因除氧器容積較 大，對水位變化的反應(yīng)較慢，同時除氧器采用滑壓運行方式，為避免壓力變化產(chǎn)生虛 假水位的影響設(shè)計用凝結(jié)水流量信號及給水流量信號來反映進出除氧器的水量， 并將其作為水位控制的輔助調(diào)節(jié)。 水位設(shè)定 3 1 4 計算機控制系統(tǒng)原理 當機組負荷小于2 0 額定負荷時，除氧器水位采用單沖量控制，用水位信號的 偏差作為調(diào)節(jié)器的輸入。當機組負荷高于2 0 額定負荷時，除氧器采用三沖量控制， 用水位信號的偏差作為調(diào)節(jié)器的主控輸入，主控的輸出與凝結(jié)水流量的偏差作為調(diào) 節(jié)器的副控輸入，用給水流量信號作為前饋信號，當給水流量增加時，前饋信號快 速反應(yīng)，并增加調(diào)節(jié)器的輸出，超前調(diào)節(jié)，保持水位穩(wěn)定( 如圖3 1 4 虛線所示) 。 進行凝結(jié)水泵變頻改造后，當凝結(jié)水泵在變頻運行時以變頻器為控制對象；當凝結(jié) 水泵在工頻運行時，以調(diào)節(jié)閥為控制對象。針對控制對象不同，在采用不同的執(zhí)行 華北電力人學工程碩士學位論文 單元時，需對控制對象參數(shù)分別進行整定。 3 5 3 變頻器除氧器水位控制心4 2 刀 凝結(jié)水泵變頻改造后，凝結(jié)水系統(tǒng)的運行方式將發(fā)生改變。根據(jù)變頻改造的情 況，采用變頻裝置凝結(jié)水泵分為工頻和變頻運行兩種，其中凝結(jié)水泵a 維持工頻運 行，凝結(jié)水泵b 和凝結(jié)水泵c 將變頻運行?；谶@種改造方式，除氧器水位控制變 為凝結(jié)水泵變頻控制和凝結(jié)水泵工頻控制運行工況下的調(diào)閥控制兩種方式瞳r 2 。 正常情況下，變頻凝結(jié)水泵和工頻運行的a 凝結(jié)水泵運行長期投入，一拖二的 備用泵將以工頻作為熱備。變頻運行方式分為就地控制和遠方控制兩種。就地控 制狀態(tài)時，d c s 輸出的轉(zhuǎn)速命令信號跟蹤變頻器轉(zhuǎn)速反饋；就地控制時，對變頻器 遠方操作無效。 在進行變頻器改造時，我們設(shè)計了以除氧器水位的控制為變頻器起停的邏輯， 根據(jù)日常除氧器在不同負荷下的水位，從中取測點，接入到變頻器的邏輯控制輸入 中。 增加凝結(jié)水泵變頻器自動控制邏輯和變頻自動控制除氧器水位。為了保證調(diào)節(jié) 的準確性設(shè)計為單三沖量控制，其切換可以自動完成，也可以由運行人員手動完成。 為了保證設(shè)備的安全性，在自動回路中采用p l d 算法禁升禁降功能的實現(xiàn)，加入凝 結(jié)水壓力限制( 壓力上限為2 8 m p a ，下限為1 5 m p a ) ，該功能僅在自動方式和調(diào)試過 程時起作用。 凝結(jié)水泵變頻器自動控制水位邏輯說明： 三沖量：除氧器水位實測值、除氧器水位設(shè)定點、給水流量減溫水流量； 單沖量：除氧器水位實測值； 禁升：閉鎖升轉(zhuǎn)速禁降：閉鎖降轉(zhuǎn)速； m a ：手動、自動； 變頻器自動投入： ( 1 ) 三沖量設(shè)計：在凝結(jié)水泵變頻p l c 中邏輯設(shè)定投入三沖量，按照邏輯根據(jù) 除氧氣水位判定，是否啟動自動變頻運行。 ( 2 ) 單沖量設(shè)計：實測除氧器水位在除氧器水位設(shè)定點內(nèi)，則投入自動，如果不 在設(shè)定點內(nèi)，則投入手動運行。 變頻器手動運行邏輯： ( 1 ) 當負荷小于2 0 時，單沖量控制，水位測量值與設(shè)定值偏差經(jīng)單沖量p i d 運算輸出，經(jīng)單三沖量切換開關(guān)輸出至手操器站( m a ) 。 ( 2 ) 當凝結(jié)水泵出口母管壓力達到1 5 m p a 時，p l d 輸出閉鎖減。當壓力大于 2 8 m p a 時，p i d 輸出閉鎖增加。 華北電力大學工程碩士學位論文 ( 3 )當負荷大于2 0 時，三沖量控制，給水量流量經(jīng)函數(shù)“x ) 運算，作為前饋 信號。主調(diào)輸出，后于凝結(jié)水流量的偏差作為副調(diào)輸出。經(jīng)t i d 運算后經(jīng)單三沖量 切換開關(guān)輸出至手操器站( m a ) 輸出至變頻器。當不在三沖量控制或者凝結(jié)水壓 力高于2 8 m p 或低于1 5 m p 時，主調(diào)輸出跟蹤實際凝結(jié)水流量，副調(diào)輸出在自動化 狀態(tài)時跟蹤手操器( m a ) 輸入信號，在手動時跟蹤手操器輸出信號。 ( 4 ) 無論單、三沖量，當除氧器水位信號壞質(zhì)量時，強制手動，變頻器手動時， 設(shè)定跟蹤測量值。 變頻器運行邏輯 ( 1 ) b 凝泵變頻運行故障跳閘聯(lián)啟c 凝泵工頻邏輯由變頻器p l c 實現(xiàn)。 ( 2 ) 當凝泵任一以變頻方式運行時，除氧器液位調(diào)閥全開，不起調(diào)節(jié)作用， 除氧器水位由變頻器調(diào)節(jié)。 ( 3 ) 當凝泵工頻運行時，除氧器水位由除氧器液位調(diào)閥調(diào)節(jié)。 ( 4 ) 凝泵d c s 原來的跳閘邏輯保持不變，新增加凝泵變頻器調(diào)節(jié)除氧器液位邏 輯、修改凝泵出口母管壓力低聯(lián)啟備用泵的定值， ( 5 ) 在d c s 畫面上增加凝泵啟動畫面，增加相應(yīng)的操作端。 圖3 1 5 凝結(jié)水泵變頻器自動控制水位邏輯圖 3 1 華北電力人學：【程碩士學位論文 第四章凝結(jié)水泵變頻器的應(yīng)用及改造后的節(jié)能分析 本章將闡述高壓變頻調(diào)速技術(shù)在包頭第三熱電廠# l 機組凝結(jié)水泵變頻改造中 的應(yīng)用情況，并對改造后的節(jié)電效果和存在問題進行分析。 4 1 凝結(jié)水泵變頻改造 包頭第三熱電廠對# 1 機組凝結(jié)水系統(tǒng)做了改造。對凝結(jié)水泵的電動機進行了 一拖二變頻改造。變頻器裝設(shè)位置為# 1 機組汽機廠房凝結(jié)泵電機旁。 表4 1 凝結(jié)水泵電動機的參數(shù) 電機型號y k k l 4 5 0 4額定電壓 6 k v 額定功率 5 0 0 k w 轉(zhuǎn)速 1 4 8 5 r m i n 額定電流 6 0 1 a 絕緣等級 f 生產(chǎn)廠家湘潭電機廠 我廠采用北京動力源科技股份有限公司生產(chǎn)制造的一套h i n v 型高壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 對凝結(jié)水系統(tǒng)進行變頻改造。 依據(jù)一拖二的變頻設(shè)計，帶有旁路系統(tǒng)設(shè)計，當變頻器出現(xiàn)嚴重故障或檢修期間， 可以通過手動方式將凝結(jié)水泵運行模式切換到工頻狀態(tài)。 h i n v 高壓變頻器由控制柜、單元柜組、變壓器柜組、旁路柜組組成。 表4 2 變頻系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 序 規(guī)范參數(shù)備注 號 1使用標準g b l 2 6 6 8 系列及d v r 9 9 4 2 0 0 6 6 2 型式及型號h i n v 一6 6 3 0 b 3 供貨商及產(chǎn)地北京動力源科技股份有限公司 4安裝地點 室內(nèi) 5技術(shù)方案多級模塊串聯(lián)，交直交、高一高 6對電動機要求普通鼠籠式異步電機 華北電力大學工程碩士學位論文 序 規(guī)范參數(shù)備注 號 7額定輸入電壓允許變化范圍 電壓波動不超過一2 0 9 6 + 1o 8單元輸入電壓7 5 0 9輸入功率因數(shù)0 9 5 ( 2 0 負荷以上) 1 0系統(tǒng)輸出電流諧波4 1 1輸入額定電壓3 相5 0 6 0 h z ，6 k v 1 2額定容量4 0 0 5 3 0 0 k v a 1 3額定輸入頻率允許變化范圍 頻率波動不超過2 1 4輸出電壓范圍0 6 k v 1 5輸出頻率范圍0 5 0 6 0 h z 1 6輸出頻率精度 0 1 1 7輸出頻率分辨率 0 0 5 h z 1 8輸出電流諧波 4 柜門操作視窗控制器或d c s ( 用戶自 1 9 起?？刂?選) 2 0控制系統(tǒng) d s p 2 1控制系統(tǒng)供電電源 三相5 0 h za c 3 8 0 、a c 2 2 0 或d c 2 2 0 2 2 面板操作 8 鍵盤 面板控制、d c s p l c 系統(tǒng)控制和計算 2 3控制模式 機遠程控制 過壓、欠壓、輸入缺相、驅(qū)動、超溫、 2 4功率單元保護 通信等 變頻器輸出過載、輸出短路、冷卻風 2 5系統(tǒng)保護扇故障報警、門開關(guān)聯(lián)鎖保護、變壓 器過熱報警、變壓器過熱跳閘 2 6開關(guān)量輸入 3 2 路 2 7開關(guān)量輸出 2 4 路 2 8模擬量輸入 6 路，4 2 0 m a 4 路，o l o v2 路 3 3 華北電力大學丁程碩十學位論文 序 規(guī)范參數(shù)備注 號 2 9 模擬量輸出 5 路，4 2 0 m a3 路，0 1 0 v2 路 3 0通信接口 r s 2 3 2 r s 4 8 5 r j 4 5 3 1 通信協(xié)議 m o d b u s 、p r o f i b u s 和t c p i p 等 3 2 設(shè)備總噪聲 8 0 d b 3 3裝置內(nèi)部接地電阻 4q 3 4 冷卻方式 強迫風冷或水冷 3 5 防護等級 i p 3 1 3 6柜體型式 g g d 組合型 含旁路柜 3 7進出線方式 按用戶要求 現(xiàn)場安裝從現(xiàn)場原高壓電源柜取電源點連接到變頻器系統(tǒng)的旁路柜輸入刀閘，旁路 柜輸出刀閘連接到現(xiàn)場電機。進出線方式為下進下出。電機為普通異步電機，電纜為鎧 裝高壓電纜，變頻器對電機和電纜沒有特殊要求。 高壓開關(guān)控制信號輸出2 路( 接至用戶原高壓丌關(guān)柜) 。 高壓合閘允許信號、高壓開關(guān)緊急分斷信號。旁路柜隔離刀閘主觸頭觸點容量： 6 k v ，4 0 0 a ；輔助觸點容量：3 8 0 v ，5 a 。 變頻器輸出端沒有變壓器，變頻器輸出波形為j 下弦波，不需要額外增加輸出濾波器。 變頻器在控制信號或反饋信號失去時，能夠保持原來的工作方式不變，并且發(fā)出報 警提示。 4 2 變頻器的控制方案 擬采用的控制方式：變頻控制( 就地以及遠程d c s 兩種控制方式) 。 就地控制方案：操作面板控制；( 就是說用戶可以通過變頻器設(shè)備上的人機交互視窗 對變頻器進行啟動、停止、加減頻率等控制，同時可以對設(shè)備的各種運行參數(shù)加以設(shè)定， 并且可以查詢系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)及故障報警等信息) 。 遠程控制：采用上位機或d c s 控制，通過上位機或者d c s 對變頻器實現(xiàn)啟動、停止、 調(diào)節(jié)頻率等控制，也可以監(jiān)測到變頻器的各種狀態(tài)信息，如電機運行電流、運行頻率、 報警故障狀態(tài)等等。 運行人員可通過d c s 畫面直接對變頻器進行控制起停、切換，變頻裝置的投退。 d c s 輸出到變頻器的開關(guān)量控制信號( 3 個干接點) ：變頻器啟動指令信號、變頻器 停止指令信號、變頻器緊急停止指令信號。 華北電力大學工程碩士學位論文 變頻器輸出給d c s 的開關(guān)量狀態(tài)信號( 6 個干接點) ：包括變頻器高壓合閘允許指 示、變頻器高壓準備就緒、變頻器運行待機狀態(tài)、變頻器報警狀態(tài)、變頻器故障狀態(tài)、 變頻工頻運行狀態(tài)、頻率到達狀態(tài)、申請運行指示、變頻器遠程就地狀態(tài)指示、旁路 柜刀閘狀態(tài)指示。 變頻器輸出給d c s 的模擬量信號包括：變頻器運行頻率、變頻器運行電流、變頻器 運行電壓。 變頻器的運行控制方式： ( 1 ) 針對凝結(jié)水泵負載，以除氧器水位及凝結(jié)水母管出口壓力為控制對象的閉壞 控制：以輸入4 2 0 m a 模擬量為控制依據(jù)，實現(xiàn)自動控制。 ( 2 ) 以轉(zhuǎn)速為控制對象的開環(huán)控制：該方式在遠程操作( d c s 或遠程操作箱上操作) 運行人員可根據(jù)工況條件自設(shè)定轉(zhuǎn)速，變頻以該轉(zhuǎn)速為控制值，該方式下頻率的變化依 據(jù)運行輸入的模擬量，4 m a 對應(yīng)0 轉(zhuǎn)速，2 0 m a 對應(yīng)額定轉(zhuǎn)速。 ( 3 ) 以頻率為控制對象的開環(huán)控制：該方式在就地操作( 設(shè)備本體上操作) ，直接 從觸摸屏上設(shè)置輸出頻率，變頻器以該頻率為控制目標。 以上三種控制方式用戶可通過人機界面( 觸摸屏) 設(shè)置，以滿足不同工況要求。 4 3 凝結(jié)水泵變頻控制系統(tǒng)的投運 除氧器上水調(diào)門手動置于可靠位置，合變頻凝結(jié)水泵6 k v 開關(guān)，投入凝結(jié)水泵變頻 運行，并手動控制變頻器和除氧器上水調(diào)門上水，當除氧器水位接近正常維持水位時， 投入變頻器自動，緩慢手動除氧器上水調(diào)門至某一開度( 上限1 0 0 ) 。維持正常水位控 制，備用凝結(jié)水泵投入備用。 4 4 正常凝結(jié)水泵的切換 ( 1 ) 凝結(jié)水泵變頻控制切至備用凝結(jié)水泵工頻運行，并保持變頻自動控制方式， 手動慢關(guān)除氧器上水調(diào)門，當凝結(jié)水變頻電流達到工頻電流( 或變頻轉(zhuǎn)速達到工頻 轉(zhuǎn)速) 時，退出凝結(jié)水泵變頻自動，投入除氧器上水調(diào)門自動，水位穩(wěn)定后，手動 停止凝結(jié)水泵運行。 ( 2 ) 將備用凝結(jié)水泵工頻運行切至變頻運行。維持除氧器上水調(diào)門在自動控制 方式，手動啟動變頻凝結(jié)水泵，并緩慢手動將變頻轉(zhuǎn)速升至工頻轉(zhuǎn)速，手停備用凝 結(jié)水泵，水位穩(wěn)定后，將除氧器上水調(diào)門切為手動控制方式，投入凝結(jié)水變頻自動 控制，緩慢將除氧器上水調(diào)門開至某一開度( 上限為1 0 0 ) 。 ( 3 ) 變頻凝結(jié)水泵工頻運行切為備用凝結(jié)水泵工頻運行。該運行方式的切換維 持改造前的方法，即除氧器上水調(diào)門在自動方式，手動啟動備用凝結(jié)水泵，待電流 華北電力人學工稃碩十學位論文 穩(wěn)定后停運變頻凝結(jié)水泵。 ( 4 ) 將備用凝結(jié)水泵工頻運行切為變頻凝結(jié)水泵工頻運行。該運行切換方式維 持改造前的方法，即除氧器上水調(diào)門在自動控制方式，手動啟動變頻凝結(jié)水泵，待 電流穩(wěn)定后停備用凝結(jié)水泵。 4 5 異常切換 ( 1 ) 凝結(jié)水泵變頻運行切至備用凝結(jié)水泵工頻運行。如果因為電機故障跳閘， 可以利用正常切換方式啟動一拖二變頻控制由旁路功能所帶動的另一臺凝結(jié)水泵。 如果因變頻器運行中出現(xiàn)故障跳閘，備用泵自動聯(lián)啟，同時邏輯連鎖將除氧器上水 調(diào)門強制于一個與當時負荷( 總給水流量) 對應(yīng)的開度；強制指令維持1 0 秒，之 后通過運行干預，待水位穩(wěn)定后，投入除氧器上水調(diào)門自動。 ( 2 ) 將備用凝結(jié)水泵工頻運行切至變頻凝結(jié)水泵工頻運行。當備用凝結(jié)水泵自 動工頻聯(lián)啟，并維持工頻運行；當備用凝結(jié)水泵故障排除后，將變頻凝結(jié)水泵的運 行方式切回變頻控制方式。具體方法為：手動啟動備用凝結(jié)水泵，待備用凝結(jié)水泵 電流穩(wěn)定后，停用變頻凝結(jié)水泵；啟動變頻凝結(jié)水泵，并手動調(diào)整至變頻凝結(jié)水轉(zhuǎn) 速達工頻轉(zhuǎn)速( 或凝結(jié)水泵變頻電流達到工頻電流) ，停運備用凝結(jié)水泵并投入備 用；水位穩(wěn)定后，除氧器上水調(diào)門切為手動控制方式，投入凝結(jié)水泵變頻自動，緩 慢將除氧器上水調(diào)門開至某一開度( 上限為1 0 0 ) 。 4 6 控制畫面設(shè)定及運行操作 ( 1 ) 在凝結(jié)水泵控制畫面增加m a 手操站，由運行人員進行變頻裝置的投退。 ( 2 ) 在凝結(jié)水泵控制畫面增加自動控制站，由運行人員進行變頻自動調(diào)節(jié)投退。 ( 3 ) 在凝結(jié)水泵控制畫面增加以下狀態(tài)報警：凝結(jié)水泵變頻器輕故障報警、重 故障報警、凝結(jié)水泵變頻器待機狀態(tài)、變頻器運行狀態(tài)、變頻器停機狀態(tài)、電機在 工頻旁路狀態(tài)、變頻器控制在遠方、變頻器啟動指令、變頻器停機指令。 ( 4 ) 在凝結(jié)水泵控制增加以下模擬量：變頻凝結(jié)水泵d c s 頻率給定、變頻器 輸出頻率、變頻器輸出電流。 4 7 變頻器運行的日常巡檢和維護 ( 1 ) 日常檢查濾網(wǎng)是否清潔，如濾網(wǎng)堵塞，須及時清洗或更換，保證變頻器 的散熱效果。 ( 2 ) 檢查變頻器是否有故障和報警信息。 ( 3 ) 檢查凝結(jié)水泵電動機是否聲音異常。 華北電力大學_ t 程碩十學位論文 ( 4 ) 檢查觸摸屏的變頻器輸出電壓、輸出電流是否平衡。 ( 5 ) 檢查變頻器冷卻風機運行是否正常。 4 8 凝結(jié)水泵變頻改造后的運行分析 # l 機組凝泵變頻裝置投運后，在不同負荷率下記錄了耗電量，與原來工頻運 行相比，我們記錄在不同負荷下的節(jié)電效果。 表4 3 # l 機組凝泵變頻節(jié)電效果統(tǒng)計 凝泵出凝泵合計節(jié)能 口壓力 壓力負荷同負荷率比 占廠用電節(jié)電率 ( m p a )( m w )較每小時節(jié)率 約電能k w h 1 81 8 24 6o 0 0 3 5 2 o2 4 09 4 50 0 0 4 1 5 2 42 6 02 6 2 0 0 l4 2 8 i 2 42 9 01 8 70 0 10 2 2 從表4 3 可以看出，變頻改造后節(jié)能的效果并不是我們想要的結(jié)果，最好的情 況下節(jié)電率達到2 8 ，和理論分析相差甚遠。為了能夠更進一步達到節(jié)能的效果， 我們采取變流量變壓力變頻率試驗，達到了預想不到的結(jié)果。 # l 機組的凝結(jié)泵的電機投入變頻運行，在保證機組安全運行的情況下，進行試 驗調(diào)整，在調(diào)試工作之前，進行了如下保護優(yōu)化：將低旁減溫水壓力低保護動作值 由1 5 b a r 改為1 0 b a r 。將給水泵密封水差壓低保護延時5 s 跳給水泵，改為延時4 m i n 跳給水泵。將凝泵出口壓力低于1 5 b a r 聯(lián)動備用泵，改為出口壓力低于1 0 b a r 聯(lián)動 備用泵。 上述工作由熱工進行更改后，控制凝結(jié)水上水調(diào)門在5 5 左右，同時觀察給水 泵密封水的壓差和調(diào)門開度保證小于6 5 。 在試驗過程中，當時# 1 給水泵運行，當凝升泵出口壓力在1 2 m p a 時，# 1 給水 泵密封水調(diào)門的開度6 4 ，壓差2 2 0 k p a ，備用給水泵的密封水調(diào)門開度均小于5 0 ， 且壓力差2 5 0 3 0 0k p a ，完全能保證給水泵的j f 常運行。 結(jié)論，根據(jù)以上試驗，我們選擇凝泵盡量保持低出口壓力