某動力發(fā)電廠凝結水泵“一拖二”變頻調速改造節(jié)能效果分析

【摘 要】本文簡要介紹了某動力發(fā)電廠凝結水泵“一拖二”變頻器調速改造及節(jié)能效果分析。

【關鍵詞】變頻器；改造；節(jié)能；效果

某動力發(fā)電廠4臺30萬機組的凝結水泵需進行變頻調速改造，購置了4臺變頻器，每臺機組各改造一臺，考慮到每臺機組有兩臺凝結水泵定期切換運行，如果變頻器只能滿足一臺泵變頻調速需要，即未發(fā)揮設備的潛力，節(jié)能效果也不好?，F(xiàn)采用一臺變頻器可以輪流帶兩臺凝結水泵運行，即一拖二的思路，繼而在考慮了不停機切換、事故自投等多種運行方式后，形成下述實施方案，下面以1臺機組為例簡要分析說明。

1系統(tǒng)構成說明

系統(tǒng)構成如圖1所示，新增部分由一臺1250kVA（1000KW）的羅賓康高壓變頻器和三臺斷路器組成。

圖1中新增加的開關作用如下：“6KV凝泵變頻器總開關”采用B段備用的VB開關，要求保護配置齊全；“A凝泵變頻開關”和“B凝泵變頻開關”為新增加F-C開關，不要求有保護配置，但要求有控制回路；“A凝泵工頻開關”、“ B凝泵工頻開關”分別為凝結水泵電機原來的VB開關。

一次設備按上圖連接完畢后，可以看出系統(tǒng)保留了凝結水泵原來的開關（A凝泵工頻開關和B凝泵變頻開關），新增了“6KV凝泵變頻器總開關”、“A凝泵變頻開關”和“B凝泵變頻開關”三臺開關，由于變頻器不允許倒充電和嚴格的同期要求，增加這三臺開關是必須的，為防止工頻與變頻回路造成非同期并列事故，采用以下邏輯實現(xiàn)了電氣與DCS的雙重閉鎖，從而確保系統(tǒng)的安全可靠運行.其主要運行方式有：

1.1 正常運行方式

正常運行時，比如A泵運行在變頻調速狀態(tài)下，電源通過“6KV凝泵變頻總開關”至變頻器，然后通過“A凝泵變頻開關”輸出至A泵電機。此時B泵“B凝泵工頻開關”處于備用狀態(tài)。當需要定期切換至B泵運行時，需進行下列順序的操作，邏輯如圖2。

a）合“B凝泵工頻開關”，工頻開啟B泵。

b）停A泵，用“A凝泵工頻開關”開啟A泵。

c）停B泵，用“B凝泵變頻開關”將B泵接入變頻器，變頻控制開啟B泵。

d）待B泵運行正常后，停A泵備用，切換完成。B泵切換到A泵，順序相同。

1.2 一臺泵發(fā)生故障情況的運行方式

當變頻控制的工作泵發(fā)生故障跳閘，或出力不足等故障時，另一臺泵會自動工頻投入運行（與原自投方式一致）。應將發(fā)生故障的泵處理好后，再按上述方式切換至變頻運行。在此之前備用泵只能工頻運行，不能調速，邏輯如圖3。

1.3 當一段廠用電失電后的運行方式

變頻器由6kV B段供電，當變頻器帶A泵運行時，如果發(fā)生6kV B段電源失電，此時B泵因母線失電不會自啟，這樣為了不至于造成兩臺泵全停，A泵可以利用”A凝泵工頻開關”自投，實現(xiàn)A泵繼續(xù)運行，控制邏輯如圖4。

1.4 當變頻器故障，需要長期退出運行時的運行方式

當變頻器故障，短期不能恢復運行時，可以方便的將”6KV凝泵變頻開關”、“A凝泵變頻開關”、”B凝泵變頻開關”停電，立即就可以恢復到改造前的狀態(tài)，同時變頻器可以退出維修。

2 凝結水泵電機變頻改造對電氣、熱控要求

2.1 確定除氧器水位為調節(jié)對象；

2.2 在DCS操作員站設計、增加軟手操，實現(xiàn)對凝泵變頻的啟、停、降速控制，顯示凝泵、變頻器的工作狀態(tài)；

2.3 凝泵變頻正常工作時，控制除氧水位調門全開，事故狀態(tài)下，調門動作維持原設計功能；

2.4 變頻器以“凝結水壓力”作為自動切手動條件；

2.5變頻器至兩臺凝泵電機的開關的互鎖由電氣與熱工雙重實現(xiàn)，熱工設選擇開關，設三套獨立聯(lián)鎖，即A/B泵工頻相互聯(lián)鎖，A變頻控故障聯(lián)鎖B工頻啟動，B變頻制控制故障聯(lián)鎖A工頻啟動；

2.6 凝泵電機原有6kV開關控制回路不變，保留原設計的所有功能，變頻器退出運行時，不降低凝泵電機運行可靠性；

2.7 變頻器故障聯(lián)鎖跳變頻電源開關及兩變頻F-C工頻開關，6KVB段母線失電，即變頻器失電，低電壓聯(lián)鎖啟動A工頻開關，控制回路的邏輯由電氣實現(xiàn)。

3 #1機凝泵改變頻效益分析報告

3.1 設備概況

某動力發(fā)發(fā)電廠#1機原配套兩臺沈陽水泵廠的9LDTNA-4型多級離心式泵，在投產運行后，當凝泵運行在凝結水流量460-760 m3/h時，電流達81-95A，節(jié)流損失較大。為提高泵組效率、節(jié)約廠用電，降低運行磨損、減小噪聲，根據(jù)我廠2002年科技計劃，在#1爐大修中對凝泵進行了變頻調節(jié)改造。經(jīng)過系統(tǒng)改造后的凝泵系統(tǒng)運行良好，現(xiàn)將改造效益分析如下：

變頻前后運行電流差值：ΔI=84.5-45.81=38.69A，功率因素取0.8，變頻前后運行耗電差值：P=1.732*6*38.69*0.8=321.653kWh，上網(wǎng)電價0.273元/kWh，年節(jié)約資金：321.653kWh*0.273元/kWh*7000h=61.468萬元/年，按項目費用為200萬元計算，3.25年可收回投資。

同時改造前后的節(jié)電情況為：

改造前：耗電量=1.732×6×84.5×0.8=702.5KWh.

改造后：耗電量=1.732×6×45.81×0.8=380.85KWh.

節(jié)電率=（702.5-380.85）/702.5=45.8%

通過以上分析可看出，凝泵采用了變頻調節(jié)后，節(jié)流損失減小，經(jīng)濟效益顯著，這項技術改造是非常成功的。

4 凝泵改變頻后控制系統(tǒng)所存在的需要繼續(xù)探討的問題

凝泵改變頻調速后，按改造設計方案，除氧器水位投入凝泵變頻自動控制后，凝泵出口門對除氧器水位的自動控制將退出，這兩套自動不能同時投入。凝泵變頻自動主要對除氧器水位進行自動調節(jié)，而不能根據(jù)實際情況將凝結水母管壓力調節(jié)到合理設定值，因此，在機組較低負荷工況下，此時凝結水系統(tǒng)的壓力能否滿足接在凝雜水母管上的設備所需要的壓力？如凝泵的密封水壓力當達到最低值就不能正常投入，因此根據(jù)系統(tǒng)運行狀況設置變頻器最低轉速，實驗后確定為900轉/分。

參考文獻：

[1]曹樂敏.萊城電廠凝結水泵一拖二變頻調速改造[J].山東電力高等?？茖W校學報.2003（04）：53-55.

作者簡介：

翟瑞輝（1987.5—）男，漢族，山東聊城人，本科，單位：中廣核集團，研究方向：電廠運行

（作者單位：廣西防城港核電有限公司）