摘  要：變頻調速裝置可以優化電動機的運行狀態，大大提高其運行效率，達到節能明顯的目的，更主要是調節性能好，改善了電動機啟動狀態，延長了設備使用壽命。結合張掖發電公司凝結泵變頻改造項目，介紹了如何根據電廠有關系統的特點，使用高壓變頻調速裝置對凝結泵進行變頻改造。

　　關鍵詞: 凝結泵、變頻調速裝置

　　中圖分類號：  TN773  　　　文獻標識碼：  A      文章編號：2095-0802-(2012)06-00  -00

　　The Application of High Voltage Variable Frequency Speed Regulating Device in 300MW Unit Condensate Pump

　　MA Jun

　　(Gansu Zhangye Power Generation Limited Liability Company, Zhangye 734000, Gansu, China)

　　Abstract: The frequency control device can be optimized to motor operation state, greatly improve the efficiency, to achieve the purpose of energy-saving obvious and more important is regulation performance, improve the motor starting state and prolong the service life of equipment. Combining with the generation company condensate pump zhangye variable frequency reconstruction project, this paper introduces how to about the characteristics of the system according to the power plant, high voltage variable frequency variable speed device the setting pump to inverter.

　　Key words: condensate pump, frequency control device

　　0引言

　　張掖發電公司#1燃煤機組設計容量300 MW，每臺機設置2臺立式筒袋型100%容量NLT350-400*6凝結水泵，1臺運行，1臺備用,額定流量894 T/h，壓力2.7 MPa，配用YKKL500-4三相鼠籠型交流異步電動機，額定功率1 000 kW，額定電壓6 kV，額定電流：115.7 A。電機無調速裝置，靠凝結泵出口調門調節凝結泵出力。

　　火力發電廠機組負荷一般在60%～100%之間變化，當機組負荷發生變化后輔機出力也相應的要進行調整，在機組帶較低負荷時，電廠運行人員調小凝結泵出口調門來適應供水量的變化，節流損失很大。特別是在夏季水電大發期間，火電機組長期處于低負荷狀態，凝結泵長期處于非經濟狀態運行。應用高壓變頻調速裝置來改變電機轉速,滿足不同負載的工藝要求,是解決以上矛盾的有效手段[1]。

　　1高壓變頻裝置主要原理

　　2臺凝結水泵電機配置1套變頻器，即一拖二運行方式[2]。該接線原理是由6個真空接觸器KM1～KM6、2個刀閘QS1～QS2和高壓開關QF、電動機M1 和M2組成。6KV電源經變頻裝置輸入接觸器KM1到高壓變頻調速裝置，變頻裝置輸出經出線接觸器KM5送至電動機M1；或6 kV電源經變頻裝置輸入接觸器KM2到高壓變頻調速裝置，變頻裝置輸出經出線接觸器KM6送至電動機M2；6 kV電源還可以經旁路接觸器KM3和KM4直接起動電動機M1和電動機M2。KM1～KM6之間存在互鎖邏輯，防止誤操作。QS1和QS2用來保證檢修時變頻器的斷電。高壓開關QF、電動機M1 和M2為現場原有設備。

　　2變頻裝置主要技術參數

　　根據凝結水泵電機參數，選擇高壓變頻裝置型號：MAXF1250-6000/1500，變頻裝置容量：1 250 kVA,變頻器類型，單元串聯多電平，電壓源型高高結構，單元數為15，變頻器運行頻率范圍5 Hz～60 Hz，調速范圍10％～120％，變頻器在該頻段內可長期穩定運行，能在線更換單元。在10％～100％調速范圍內，輸入功率因數最小值如表1。

　　表1 變頻裝置主要技術參數

　　速度10%30%50%60%70%80%90%100%

　　功率因數0.90.950.950.960.960.960.960.96

　　3變頻裝置通訊和保護

　　變頻器內部通訊采用光纖連接，以提高通訊速度和抗干擾能力，變頻器內部強弱電信號分開布置光電隔離、鐵殼屏蔽，對本體控制系統就地控制柜沒有諧波影響，柜內設有屏蔽端子和接地設施。變頻器裝置具備過流保護、過載保護、反時限特性電動機過流保護、負載短路保護、過溫報警和過溫保護，能夠保證變頻裝置的安全穩定運行[3]。

　　4變頻裝置熱控邏輯

　　a) A、B凝泵電機工頻運行時，不允許DCS同時發A、B泵電機切變頻運行指令;允許發任何一臺泵電機切變頻指令，并且先分工頻接觸器KM3(KM4)再合變頻接觸器KM1、KM5(KM2、KM6)；

　　b) DCS不允許同時發啟動A、B泵電機變頻運行指令，且不允許同時發A泵電機變頻啟動，B泵電機工頻切變頻，也不允許同時發B泵電機變頻啟動，A泵電機工頻切變頻；

　　c)A或B泵電機在單獨一臺電機工頻和變頻之間切換時不允許聯啟備用泵；

　　d) A泵電機接觸器KM1、KM5其中1個或2個在合閘位置時不允許發變頻啟動B泵和B泵電機工頻切變頻指令；

　　e) B泵電機接觸器KM2、KM6其中1個或2個在合閘位置時不允許發變頻啟動A泵和A泵電機工頻切變頻指令；

　　f) A泵電機工頻運行時，KM1在合閘位置時，允許工頻切變頻；B泵電機工頻運行時，KM2在合閘位置時，允許工頻切變頻，順序是先跳工頻KM3(KM4)再合變頻KM5(KM6)；

　　g) 接觸器KM5合閘，不允許直接工頻啟A泵電機，應先發跳變頻指令，待接觸器KM5分閘后再啟A泵電機工頻；接觸器KM6合閘，不允許直接工頻啟B泵電機，應先發停變頻指令，待接觸器KM6分閘后再啟B泵電機工頻；

　　h) 事故情況下，A泵電機工頻運行時，DCS應同時發跳KM3、QF1指令；B泵電機工頻運行時DCS應同時發跳KM4、QF2指令；A泵電機變頻運行時，DCS應先發停變頻器指令，待變頻器運行信號消失后跳QF1；B泵電機變頻運行時，DCS應先發停變頻器指令，待變頻器運行信號消失后跳QF2；變頻器故障時，DCS直接發跳QF1、KM1、KM5 或QF2、KM2、KM6指令。事故情況下，應立即聯啟備用泵電機工頻運行；

　　i) 變頻器故障時，A泵電機或B泵電機不允許工頻切變頻[4]；

　　j) 變頻器報警時，允許A泵電機或B泵電機工頻切變頻，也允許A或B泵電機單獨變頻啟動；

　　k) A泵電機變頻運行時，DCS不允許B泵電機變頻啟動或工頻切變頻；B泵電機變頻運行時，DCS不允許A泵電機變頻啟動或工頻切變頻；

　　l) DCS不允許同時發同一臺泵電機工頻和變頻啟動指令，允許合高壓信號只能用到變頻啟動條件中；

　　m) 為防止接觸器跳躍，不能同時發一個泵電機的合、跳閘指令。

　　5變頻裝置經濟效益分析

　　5.1間接效益

　　采用變頻裝置后，電機實現了小力矩啟動，可確保電機的安全運行并延長其使用壽命，節省維護費用；凝結泵啟動時是逐漸接帶負荷，對凝結水系統的沖擊小，調整平穩；變頻裝置在整個調節范圍內都可維持高功率因數，負載極小時功率因數也可以達到0.9以上[5]，所以完全不需要增加功率因數補償設備。

　　5.2直接經濟效益

　　表2是2＃機組凝結泵變頻器運行后與#1機組凝結泵工頻運行電流、耗電量比較。

　　表2 電流、耗電量比較

　　負  荷電    流 A功    率 kW#1機高于#2機功率 kW·h節約日電量 kW·h節電率 %

　　#1機#2機#1機#2機

　　180MW84.03275830045810 99260.42

　　200MW87.33679034144910 77656.84

　　220MW88.883081438143310 39253.19

　　240MW89.34582040042010 08051.22

　　260MW90.0508324563769 02445.19

　　280MW94.8538474873608 64042.50

　　300MW95.6618675673007 20034.60

　　320MW101.0689146562586 19228.23

　　注：#1機工頻運行，#2機凝結泵電機變頻運行。

　　從節電效率分析，通過上表數據對比可以看出，日節省電量6 192 kW·h ~10 992 kW·h，負荷越低節電效率越高，在低負荷時節電率高達68.13%，即使在滿負荷時節電效率也有28.23%，節電效果相當可觀。

　　全年節電費用，按全年運行7 200 h，每日節電8 500 kW·h計算，凝結泵使用變頻后年節約電量255×104 kW·h，按上網電價0.28元/ kW·h計算，可節省費用71.4×104元，2年即可收回成本。

　　6結語

　　張掖發電公司對#2機組凝結泵變頻改造，由于前期進行了大量的調研，對設備選型和熱工控制邏輯進行了縝密的論證，取得了預期的效果。變頻裝置的采用，不僅是節能明顯，更主要是調節性能好，改善了設備運行工況，提高了設備使用壽命。

　　參考文獻：

　　[1] 唐立滇.高壓變頻器在火力發電廠300 MW機組引風機上的應用[J].變頻器世界,2008(5):123-125.

　　[2] 魏小兵.高壓變頻器在某發電廠凝結水系統的應用[J].電力學報,2009(1):34-36.

　　[3] 張艷娥,唐治學.凝結泵改用變頻器控制[J].電力科學與工程,2009(4):47-50.

　　[4] 葛  峰.高壓變頻器在670 MW機組凝結水泵上的應用[J].山東電力高等專科學校學報2010(7):98-100.

　　[5] 李總軍.300 MW機組凝結泵變頻改造[J].價值工程,2010(3):15-16.