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凝泵变频节能技术的应用

时间:2011-09-15作者:金帮魁来源:中国论文库
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  摘要:近年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已

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  摘要:近年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术事当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节能效果,广泛的适应范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

  关键词:变频器;凝泵转速;密封水差压

  1、前言

  国安电力公司已经投产的2×300MW国产引进型燃煤机组,获国家电力公司“优质工程”称号。随着国家“节能减排”的计划的实施,特别是2009年初国安公司作为国家千家节能减排重点企业,公司上下面临巨大的压力,而两台机组4台凝泵工频运行已经严重影响了厂用电率,故将高压大功率设备由工频运行改造为变频运行势在必行。凝泵变频改造及运行是“节能降耗”的一个重要途径。

  2、变频改造的目的

  2.1凝结水为中压系统,凝结水压力高。负荷300MW时凝结水压力也不低于2.6MPa,低负荷时上水门开度更小造成凝结水压力更高。

  运行采用上水门调节除氧器水位,即使满负荷上水门开度也只有30%左右、低负荷时开度更小,上水门的节流损失,造成凝结水泵的经济性很低。

  2.2高压力的凝结水造成凝结水管道振动很大、凝结水最小流量调整门漏流,同时造成给水泵机械密封冷却水管道振动和噪音很大、调整门多次损坏。另外凝结泵电机运行中振动大,电机的线圈温度夏季最高达100℃。针对上述问题,决定采用变频技术来降低凝结水泵的转速,改变凝结水泵的Q—H特性曲线,凝结水泵的流量不变的情况下压力得到降低,使上水门打开、消除上水门的节流损失。

  3、变频器特点介绍

  3.1凝结泵的变频器为北京利德华福技术有限公司生产的1000kW/6kV高压变频调速系统,型号为HARSVERT—AO6/130。容量为1350kVA,运行环境温度为0℃-40℃。

  3.2变频技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n=60f(I-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。通过营销论文" target="_blank">市场调研最后选定了罗克韦尔A-B1336PlusII标准变频器。此产品采用无转速、矢量控制技术,控制性能优越。

  3.3变频器节能分析:通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n,H∝n2,P∝n3即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。而我厂属于调频电厂,机组负荷经常变化,疏水流量也跟着变化,因此节能效果会十分明显。

  4、改造中遇到的问题和解决的办法4.1为了降低改造成本,只将互为备用的两台凝结泵中一台改造为变频调节,这样两台凝结泵在运行时由于调节方式不同造成凝结水运行参数各不相同,所以遇到几个问题。高压变频调速凝结泵运行时上水调整门打开,利用改变凝结泵的转速调节除氧器水位造成凝结水压力较低,最大不超过1.6MPa。

  4.2由于变频凝结泵用改变转速调节使得凝结水压力低,而定速凝结泵仍为上水门调整、凝结水压力很高,运行一旦发生变频凝结泵掉闸备用定速凝结泵启动后凝结水压力、流量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掉闸,且发出联启定速泵的指令时,程序发出一个具有某函数关系的预置指令加到上水门,立即将上水门关至一定位置并且程序投入“自动”进行调节除氧器水位。

  5、改造后凝结水系统安全性经济性试验为了确认运行中变频凝结泵事故跳闸定速凝结泵联启对系统的影响,机组启动前对凝结泵进行带负荷试验。变频凝结泵运行凝结水压力为1.19MPa、流量为737t/h,除氧器上水调整门开度为88.9%。给水泵机械密封冷却水调整门投入“自动”运行,开度为78.5%、冷却水压力为0.56MPa,将负荷设置为150MW。事故停止变频凝结泵、定速凝结泵联启,上水调整门关至18.7%并投入“自动”,凝结水流量变为630t/h。给水泵机械密封冷却水调整门关至22%,压力最低降为0.24MPa、最高升高为1.2MPa而后稳定为0.4MPa,整个变化过程时间小于30秒。

  为了确定凝结水泵改造为变频调节的经济性,在300MW、200MW、150MW负荷下对同一台凝结泵分别进行变频调节和节流调节电耗测试。电功率采用卡电度表转盘转数计算求得,凝结水流量、压力、转速等主要参数采用运行表计。采用高压变速调节可以大大降低凝结泵的功耗,特别是低负荷更明显。

  6、改造后的运行措施

  改造后变频凝结泵长期运行,定速凝结泵只作备用。为了保证变频凝结泵安全的运行,定速凝结泵处于良好的备用,以及凝结水供给其它辅助设备的安全运行,制定以下运行措施。

  6.1正常运行时变频凝结泵运行、定速凝结泵投入备用,上水调整门开度控制在80%—95%,利用变频凝结泵的变频对除氧器水位进行自动调节。低负荷时可以关小上水调整门维持凝结水压力不低于1.1 MPa、凝结泵转速不低于900r/m,确保变频凝结泵和凝结水供给其它辅助设备的安全运行。

  6.2定速凝结泵进行定期试验,每月定期对凝结水泵进行切换运行试验,定速凝结水泵的定期运行试验时间不得低于2小时,以保证2#凝结水泵备用时处于良好状态。

  参考文献:

  [1]黄新楼,李建河。BTG运行规程[S。2005,12[2]张旭亮北京利德华福技术有限公司高压变频使用说明[M]。2009,5[3]肖弘.汽轮机设备原理与运行技术[M]。沈阳工程学院出版社2007,3

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