鴨河口電廠350MW機組凝結水泵變頻改造

焦鐵良，劉永峰，姚川遠

(南陽鴨河口發(fā)電有限責任公司，河南 南陽 474671)

鴨河口電廠350MW機組凝結水泵變頻改造

焦鐵良，劉永峰，姚川遠

(南陽鴨河口發(fā)電有限責任公司，河南 南陽 474671)

傳統(tǒng)的凝結水泵大多采用工頻運行方式，在凝結水泵出口通過兩個并列且不同大小的調整門控制除氧器上水流量。南陽鴨河口電廠利用現(xiàn)有軟、硬件設備資源，結合高壓變頻器工作特性，對鴨河口電廠凝結水給水系統(tǒng)進行變頻改造。從經(jīng)濟型與安全性兩方面綜合考慮，依據(jù)鴨河口電廠實際情況，變頻器采用特定方式進行控制。經(jīng)過2年多的穩(wěn)定運行，機組各項運行控制性能指標優(yōu)良，節(jié)能效果顯著。

凝結水泵；變頻；節(jié)能

0 引言

南陽鴨河口電廠1、2號機組為350MW機組，現(xiàn)階段為調峰機組，峰谷差較大。據(jù)統(tǒng)計，機組負荷在50%～100%之間，由于負荷的變化，導致凝結水泵、循環(huán)水泵、風機等存在著嚴重的能源浪費現(xiàn)象，急需進行節(jié)能改造，以符合現(xiàn)有的節(jié)能減排政策。在鴨河口電廠實際應用中，凝結水泵工頻實際運行時流量較大、壓力較高，超出了現(xiàn)在調峰機組的實際需要量，運行時依靠除氧器水位調節(jié)閥的節(jié)流來調節(jié)，偏離了經(jīng)濟運行工況，機組帶低負荷時偏離更大，給廠用電網(wǎng)帶來不利影響。因此，對機組凝結水泵進行變頻改造，不僅能實現(xiàn)凝結水系統(tǒng)水位的自動控制，而且對凝結水泵經(jīng)濟安全運行、節(jié)能降耗具有重要意義。

1 凝結水系統(tǒng)和改造后凝泵變頻器的系統(tǒng)

鴨河口電廠1、2號機組配備NIC-710-K/A-4型凝結水泵，其額定流量870m3/h，揚程270m，轉速1480r/min。機組凝結水系統(tǒng)包含2臺水泵，一用一備。凝結水出口管路有3個調節(jié)門(低負荷凝結水調門、高負荷凝結水調門、凝結水再循環(huán)調門)如圖1所示。凝汽器水位控制原設計由這3個調門共同實現(xiàn)。由于水位采用閥門節(jié)流調節(jié)、凝泵定速工頻運行，凝泵電機能耗與系統(tǒng)需求并非動態(tài)的最佳匹配，造成較大的能耗損失。

為了減少改造投資，考慮到2臺凝結水泵平時一用一備，為達到節(jié)能降耗目的，本次改造在B凝結水泵電氣回路增加1臺變頻裝置，采用一拖一控制，實現(xiàn)B泵的變頻控制，A泵仍為工頻方式，作為B泵備用。

圖1 凝結水系統(tǒng)

1.1 凝泵變頻改造后操作控制

(1)機組啟動時，投B泵變頻運行，為保證低旁壓力使變頻高速運行，出口壓力>2.5MPa。投入出口調門自動，由凝泵出口調門控制熱井水位。

(2)機組正常運行時，投入B泵變頻自動調節(jié)。此時，出口調門自動切大死區(qū)控制，作為后備調節(jié)手段。為保證變頻運行以及低旁隨時可投入，此時將退出低旁減溫水壓力保護。

(3)低旁緊急投入時，B泵切變頻高速運行；B泵變頻故障時，切A泵運行。定期工作切A泵時，先投A泵(工頻)運行，再退B泵變頻運行。A泵正常運行時，切B泵變頻：先投B泵，再退A泵。A泵跳閘時，B泵工頻旁路聯(lián)啟。

1.2 凝汽器熱井水位控制穩(wěn)定要求

熱井水位低于低2值時，凝泵將跳閘。對策：設計水位的凝泵變頻自動控制邏輯，保留原出口調門水位控制邏輯。當凝泵變頻自動控制水位時，出口閥水位自動仍投入，但其控制死區(qū)擴大，作為水位偏差大時的后備自動；在變頻向工頻切換時加入出口調節(jié)門的超馳控制邏輯，關10s后恢復閥門正常水位自動，保證水位一直得到有效的自動控制；當熱井水位低1值時，閉鎖出口調閥開行程。

1.3 變頻器設備及電機的保護要求

當電機故障或變頻器重故障時，必須能夠及時跳開變頻器設備及運行電機，切換備用泵運行。

對策：完善聯(lián)鎖保護設計，當運行B凝泵停運或者變頻故障時，聯(lián)鎖切換備用泵。

1.4 其他考慮因素

(1)凝泵自身的保護要求。 凝泵的變頻轉速要避開泵的共振區(qū)，以免凝泵振動大；低轉速下，泵的潤滑條件能否滿足；凝泵密封水原為泵出口凝結水提供，現(xiàn)已改為閉冷水系統(tǒng)提供，故可不考慮泵密封水壓問題。對策：可通過泵的變頻試驗確定其最低安全工作轉速，設變頻器頻率下限。

(2)低旁減溫水壓力要求?，F(xiàn)低旁減溫水壓力保護設計為“低于2.1MPa跳閘值15s后低旁跳閘”。對策：低旁運行時使凝泵切變頻高速運行，同時出口閥快關，保證低旁投入時減溫水的壓力要求。

(3)凝泵出口壓頭要求。為保證凝泵出口壓頭足夠，必須保證凝泵變頻運行時出口壓力不能低于定值。對策：出口壓力低時閉鎖凝泵轉速下降。

1.5 變頻裝置存在問題

(1)變頻至工頻旁路、工頻旁路至變頻的切換必須首先要斷開用戶6kV開關；

(2)變頻至工頻旁路、工頻旁路至變頻的切換必須在就地柜進行。

2 效益分析

該改造項目共投入資金191萬，凝結水泵變頻改造后，由于調節(jié)閥處于全開狀態(tài)，只需根據(jù)機組負荷變化改變凝結水泵的轉速即可，大幅減少了系統(tǒng)的節(jié)流損失，且機組負荷越低，節(jié)電效果越明顯。

3 結語

通過對凝泵變頻改造實例的分析,證明了高壓變頻技術具有顯著的節(jié)電效果,是一種理想的調速控制方式。隨著高壓變頻技術的發(fā)展,作為大容量傳動的高壓變頻調速技術在電力等行業(yè)得到了逐步的推廣應用，不僅可以取得顯著的節(jié)能效果，而且也得到了國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，代表了今后更多行業(yè)節(jié)能技術的方向。

[1]程偉良,徐壽臣.電廠凝結水泵變頻調節(jié)方式的經(jīng)濟性分析[J].華東電力,2004,32(8):10-13.

[2]王 林,王義廂.安陽電廠1號機組凝泵變頻改造[J].江蘇電力職業(yè)技術學院學報,2009，22(3):26-28.

[3]張 朝.衡水電廠3B給水泵汽輪機轉速擺動原因分析[J].電力科技與環(huán)保,2012,28(4):61-62.

[4]靖長財.論機組的運行優(yōu)化及提高發(fā)電機組的經(jīng)濟性[J]. 華電技術,2008,30(5):12-14.

[5]DL/T5175-2003,火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設計技術規(guī)定[S].

[6]張良瑜,譚雪梅,王亞榮．泵與風機[M].北京:中國電力出版社.2004.

[7]鄧朝旭,姚中棟,張萌萌. 300MW機組凝結水泵變頻節(jié)能改造[J].華電技術,2010,32(12):29-31.

[8]徐淑新,朱紅玉,呂廣飛.變頻器在莊河發(fā)電廠凝泵電機口的應用[J].電力科技與環(huán)保,2012,28(6):53-55.

[9]尚君明.發(fā)電廠凝結水泵變頻調速系統(tǒng)節(jié)能研究及應用[D].保定:華北電力大學(河北),2008 .

[10]邸若冰,崔學英.火電廠凝結水泵變頻改造中的常見問題[J].電力安全技術,2011,13(9):55-58.

[11]趙 潔,張子敬.火電廠凝結水泵變頻改造合理化選擇[J].內蒙古科技與經(jīng)濟,2013(12):111-112.

[12]馮榮彬.火電機組調試安全管理的優(yōu)化研究[J].電力科技與環(huán)保,2014,30(1):60-62.

[13]鄭錦溪,徐開華,劉定平,等.鍋爐大修后酸洗中的幾個關鍵問題[J].電力科技與環(huán)保,2011,127(6):56-59.

Design & application of variable-frequency control in 350MW units of Nanyang Yahekou Power Plant

It adapted the way of line-frequency running by the conventional condensate pumps with two parallel, yet different caliber accommodates to control the upstream water flow mostly. NanYang Yahekou Power Plant use of existing software and hardware resources, job characteristics and high voltage inverter, the power plant condensate water Yahekou winding frequency transformation system. From the economical and safety aspects into account, considering the actual situation of power plant，inverter apply new approach to control. after two years of stable operation, the operation control unit good performance, energy-saving effect is remarkable.

condensate pump; frequency conversion; energy saving

TK223.7

B

1674-8069(2017)03-056-02

2016-11-13；

2016-12-27

焦鐵良(1983-)，男，河南南陽人，工程師，主要從事火電廠熱工、汽機等方面的控制和研究。E-mail：godblessjtl@163.com