变频调速技术在火电厂循环水泵的应用

Research & Eaxchange研究与交流变频调速技术在火电厂循环水泵的应用黄奇锋广东粤嘉电力有限公司(514032)Application of Frequency-control Technology to Rebuildthe Circulating Pump in the 135MW Power PlantHuang QifengGuangdong Yuejia Electric Power Co.,Ltd摘要: 以电厂135M W机组循环水泵系统的变频改1 循环水泵工频运行造为例，通过变频调速与工频运行方式相比较.前者不但有显著的节能经济效益,还可以改善设备起动性能、1.1 电厂循环水泵运行概况延长使用寿命且降低维护费用。因此,变频调速技术在某电厂的单台机组容量135M W,每台机组配电力行业中有的发展应用潜力。关键词:工频变频调速技术 循环水泵节能置循环水泵2台(见表1),每两个机组母管相连通,循环水系统采取闭式循环运行，如图I所示。中围分类号: TM306文献标识码: ADOI编码: 10.3969/j.issn.1006 2807.2011.01.009凝汽器出口的热水进冷却水塔,将循环水的热量Abstract: Taking the rebuilding of the circulating传递给大气,冷却后的水提升压力后再进入凝汽pump in the 135MW power plant by the frequency-control器冷却低压缸排汽,反复循环。由于系统水位基technology as an example, different ways between variation本稳定,故循环水泵的扬程也基本稳定,其容量frequency and power frequency were compared, the result按计算水量来确定。was that the former possessed the advantages of remarkableeconomic beneft due to energy-saving, prolonged service表1循环水聚 电机参敷life of the equipment and lower payment for the mainte-水泵型号流敏扬程转速效字nance. That's why the frequency-control technology hadm3/hm| r/min %参敷great potential to be developed in the electric industry.高效G56SH 2517485Keywords: Power frequency Frequency-control电机功串电压电流内数kwVAspeed-regulation technology Circulating water pump En-参数YD1400-121400600071087ergy-saving在我国电源结构中,火电装机容量占74%。随着煤价的攀升,火电企业的利润空间越来越少,如何实现节能减耗已成为突出的问题。目前，∞←管电厂每台机组辅机的正常运行耗电量- -般占机(浦环餐组发电量的6%左右,因此降低机组辅机的耗电中国煤化工量可降低发电成本。变频调速技术适应了这一-趋势需要。本文介绍某火电厂135M W机组循环水MYHCNMHG泵采用变频调速技术收到了很好的效果。循环水泵以工频长期连续运行，其出口门采《电机技术) 2011年第1期.27.研究与交流Rlesearch & Exharnge用蝶阀，只有全开、全关两个位置。冷却水量的n调节采用开循环水泵台数来控制,由于季节及昼2' h的=(;); M=()夜温差,时常出现一台循环水泵流量不够,开两台则流量过大,往往造成汽轮机凝汽器的真空不日斌回。出间回回交魏电动机。稳定,影响机组的安全、经济运行。控制电路。1.2工频运行方式的缺点(a)接触器故障多:循环水泵频繁起动,直图2变频调速裴 置组成接缩短了接触器的使用寿命。(b)控制性能差:不能使凝汽器机组在最佳2.2循环水泵变频改造真空状态下运行。每次起动都需要运行人员检电厂每台机组的2台循环水泵在改造前采用查,增加运行人员的工作量及循环水泵发生故障一工-备运行方式。水泵电机采用直接起动方式。的可能性。(c)起动冲击大:电机起动电流大,且起动结合电厂实际,变频改造后采用一变一备运时间长，经常起动会缩短电机寿命。此外,每次行方式。在原主回路上增加一套ZINVERT变频起动时循环水量会突然增加,系统压力也突然增调速装置(图3), 6kV电源经刀闸K;到高压变频加，对循环水系统形成压力冲击会造成系统管道装置,变频装置输出经刀闸Kz可切换到电动机。变频调速装置出现故障可马上断开输入侧6kV开法兰或煤口开裂而发生泄漏。关及Ki,将变频调速装置隔离,切换Kz在工频电源下起动电机, Ki、K间应具有闭锁和防误操作2循环水泵 变频运行功能。汽轮机的真空度主要依靠调节冷却水量来控制。汽轮机凝汽器压力主要取决于蒸汽负荷、用户高压开关柜冷却水入口温度和冷却水量。冷却水温-一般取决变乐路柜于自然条件。在蒸汽负荷一定情况下只有靠增加冷却水量来提高凝汽器的真空度。因此,采用变频调速装置根据工况调节循环水泵流量是有效g的，既可调节水泵的出水量,又可降低电动机的功耗,并达到最有利的真空度。|心|面m2.1循环水泵的变频调速原理國图2为变频调速装置的组成,由整流器、中间Q功奉柜滤波环节、逆变器和控制电路组成。三相工频电围3变粳器一次回路改遣经整流器变为直流,再经逆变器变为频率可调的三相交流电供循环水泵电机使用。控制回路的作2.3循环水泵变频改造后的效果用是控制可调频率的变化,异步电动机的转速公2.3.1循环水泵变频改造前后的对比式为n=60f(1-s)/p,因此在极对数p- -定且转差电厂两台机组循环水泵在2010年2月分别实率s变化又很小的情况下，转速n基本上与电源频行变频中国煤化工衣表2。串成正比,即改变电源频率就可以改变转速。2.3.2根据相似定律得泵转速变化前后的扬程H、1HCN MH G.,文欢以造附口司1北:比厂的上网电价流量Q及轴功率N与转速n之间的关系为:(下转第34页).28. 2011年第1期《电枫技术>研究与交流Research & Exchange2双速水冷电机的结构在空间最小的距离也为5mm。这种结构多用铜线,但下层线圈接线方便。2.1水道以前水冷电机的冷却水道大多是双螺旋的，两根钢条平行地盘绕在机壳外,焊接起来很麻图1图2图3烦，不易保证焊接尺寸。现在是轴向平行水道，钢条水平地焊接在机壳外,操作方便且易于保证尺寸。3双速水冷电机2.2线圈双速电机的线圈的安排是:槽底为高速线双速水冷电机,相当于一个电机,可作为两圈,槽口为低速线圈。嵌线时必须考虑两种线圈种电机(两种功率、两种速度)使用，切换方便。在空间不受干扰，尤其是硬线圈。图1~3介绍了几电机绕组中埋有热敏电阻或温 度继电器如过载种线圈情况。过热保护动作。能自动切换到低速大转矩运行。图1表示两个线圈在空间有干扰。图2表示两参考文献个线圈伸出铁心不-样长,两个线圈在空间最小1陈世坤主编电机设计西安交通大学机械工业出版社.的距离为5m m。这种结构铜线省,但下层线圈接(收稿H期: 2010-04-20)线时,在线圈之间要垫石棉材料,以免损坏上层作者简介:王丽芳.女1965年生.山两长治人.工程师，1985年毕线圈。图3表示两个线圈伸出铁心-样长,两线圈业于太原理I大学电机系电机专业,从事电机设计工作多年。(上接第28页)表2变额改造前后节电数据电机、水泵转速降低,管网压力降低,辅助设备时间循泵耗电半节约电能ikW.h如轴承、阀[ ]等磨损减轻,设备运行与维护费用年月%下降，设备运行寿命延长。另外,电机实现了软209-30.91316.4起动，起动电流不超过电机额定电流的1.2倍,避2010-30.751免了全压起动对电网和电动机的冲击。209-40.89413.232010-407472009-51.23831.2751吴民强裂与钢机节能技术中国电出版社.1994.2010-50.8692方大千.节能计算手册.电力工业出版社. 2006.2009-61333任显,白恺发电厂采用高压变频调速需要注意的几个问题57482010-60 892川电力行业应用2004.2009-714224程金火电厂循环水泵变频驱动控制系统[J变频器世界, .608552010-709012003.2009-813645潘毅. 高压变粳器在循环水系统中的应用[)].电机技术, 2007.58.7772010-808986曹兴旺自动变颊调速技术与节能[].节能与环保.1989.7罗志刚.电/“循环水泵和给水泵系统经济运行研究[D].华北电为0.4元/kW.h(不含税)。由表2知半年内节省电力大学, 2005.费= (16.4+13.23+31.275+57.48+60.855+58.77)8常景彩火力发电厂大型循环水泵及其系统优化设计研究[DI.山东大学, 2005.X 104X0.4=95.204万元。两套变频装置及安装中国煤化工技术.1987.调试总费用为200万元,不到两年就叮收回全部MHCNM H二稿日期: 2010.09-26)投资,节能效果显著。作者简介:黄奇锋.男.1982年生.汉.广东梅州.本陈助理电气工(2)其他:循环水泵采用变频调速后,通过程师.从事电气检修和电气设计。.34.2011年第1期<电机技术