高壓變頻器在電廠中的應(yīng)用最終版

1、變頻器原理及應(yīng)用課程設(shè)計高壓變頻器在電廠的應(yīng)用 專 業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師：姜新通小組成員：高國峰（20144070724） 高殿瑋（20144070711） 楊書鑫（20144070717） 信息技術(shù)學(xué)院電氣工程系2017年6月10日 摘要摘要電力是當(dāng)今社會最重要的能源，我國已有火電、水電、核電等在內(nèi)的多種發(fā)電方式。但是清潔能源在我國電力結(jié)構(gòu)當(dāng)中占比不是很高，火力發(fā)電仍然是我國最重要的發(fā)電方式，火力發(fā)電大約占總發(fā)電量的70%左右；一段時期內(nèi)，火力發(fā)電在我國電力生產(chǎn)中仍占主導(dǎo)地位。火力發(fā)電廠自身也是用電大戶，因此發(fā)電廠用電率的高低是影響供電煤耗和發(fā)電成本的主要因素之一。而直接影響發(fā)電廠

2、用電率的，是風(fēng)機(jī)、泵類等大容量輔機(jī)的運(yùn)行特性，對變頻調(diào)速的節(jié)能原理, 節(jié)能效果進(jìn)行分析, 闡述了高壓變頻器用于火電廠輔機(jī)上的節(jié)能效果。本文主要介紹了高壓變頻器在凝結(jié)水泵中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：變頻器 電廠 應(yīng)用I目錄目錄摘要I1 緒論11.1課題研究的目的和意義11.2廠用電分析11.3調(diào)速原因22 高壓變頻器32.1高壓變頻器簡介32.2高壓變頻器分類32.3高壓變頻器節(jié)能原理53高壓變頻器在凝結(jié)水泵中的應(yīng)用73.1凝結(jié)水泵存在的問題73.2高壓變頻器控制方案83.3凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行效果分析114高壓變頻器使用效益134.1節(jié)約大量電能134.2延長設(shè)備壽命134.3減少電機(jī)啟動時的電流沖擊134

3、.4降低噪音135結(jié)語14參考文獻(xiàn)15正文1 緒論1.1課題研究的目的和意義火力發(fā)電廠中， 風(fēng)機(jī)和水泵是最主要的耗電設(shè)備。 這些設(shè)備都是長期連續(xù)、 低負(fù)荷及變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，其節(jié)能潛力十分巨大?，F(xiàn)國內(nèi)火電機(jī)組的平均煤耗為 400g/kw.h，比發(fā)達(dá)國家高70l00g/kw.h。目前國外火電廠的風(fēng)機(jī)和水泵已紛紛增設(shè)調(diào)速裝置,而國內(nèi)火電廠中風(fēng)機(jī)和水泵基本上都采用定速驅(qū)動,這種定速驅(qū)動的設(shè)備都存在嚴(yán)重的能源損耗。尤其在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時，由于風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行偏離高效點(diǎn)，使運(yùn)行效率大大降低。資料表明：我國50MW以上機(jī)組鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于70的占一半以上，低于50 的占 20左右， 而風(fēng)機(jī)的效率就更低，

4、有的甚至不到 30，都存在白白地浪費(fèi)大量電能的現(xiàn)象，因此變頻器在電廠設(shè)備中的使用具有深遠(yuǎn)的意義。1.2廠用電分析火電廠的廠用電率有三種分類：綜合廠用電率，發(fā)電廠用電率和輔助廠用電率。其中，綜合廠用電率是后兩者之和。發(fā)電廠用電率是火電廠在發(fā)電過程中的自用電量占發(fā)電量的百分比，是廠用電消耗水平的具體反應(yīng)。主要由鍋爐的吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、制粉系統(tǒng)、一次風(fēng)機(jī)，汽輪機(jī)的電動給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵以及除灰系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、水源系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)等用電量組成，約占綜合廠用電量的90%左右。輔助廠用電率是指火電廠生產(chǎn)過程中配電設(shè)備的損耗及生產(chǎn)辦公、設(shè)備檢修所消耗的電量占發(fā)電量的百分比。這部分電量消耗相對穩(wěn)定，約占綜

5、合廠用電量的10%左右。發(fā)電廠用電率含量較大，是火力發(fā)電廠的主要經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，它表征著機(jī)組是否運(yùn)行在最佳工況。我國常說的廠用電率是指發(fā)電廠用電率。廠用電的構(gòu)成中，圍繞發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，有一整套的電氣系統(tǒng)，這整套的系統(tǒng)很復(fù)雜，所用電機(jī)也多，因此廠用電也主要消耗于此，主要包括高壓電機(jī)和低壓電機(jī)兩部分。其中的風(fēng)機(jī)、水泵等大型主要輔助設(shè)備所用的高壓大功率電機(jī)的用電量約占廠用電率的65%，是火電廠的主要耗能設(shè)備。所以，要降低廠用電率，主要應(yīng)從這些設(shè)備的節(jié)能降耗入手。圖1電力系統(tǒng)常見高低壓輔機(jī)1.3調(diào)速原因由電力拖動原理可知，風(fēng)機(jī)和水泵類負(fù)載屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載:即電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比。按照流

6、體機(jī)械的相似規(guī)律，當(dāng)風(fēng)機(jī)的靜壓等于零或水泵的靜揚(yáng)程等于零時，風(fēng)機(jī)與水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，其出口壓強(qiáng)與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而電動機(jī)軸功率則與轉(zhuǎn)速的立方成正比。如果流量下降到額定流量的80%，電動機(jī)軸功率將下降到額定值的51.2%;如果流量下降到額定流量的60%，則軸功率將下降到額定值的21.6%。即使考慮到調(diào)速裝置本身的損耗等因素，其節(jié)電效果也是十分可觀的。可見風(fēng)機(jī)、水泵采用調(diào)速驅(qū)動是一種非常有效的節(jié)能方式，因為大多數(shù)風(fēng)機(jī)和水泵都需要根據(jù)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)流量，對于調(diào)峰機(jī)組則尤其如此。為這類機(jī)組配套的各類風(fēng)機(jī)、水泵均應(yīng)采用調(diào)速驅(qū)動，以獲得最佳節(jié)能效果。經(jīng)試驗證明，對于風(fēng)機(jī)和水泵類負(fù)載，采用轉(zhuǎn)

7、速調(diào)節(jié)可以節(jié)電20%50%。因此可以看出采用高壓變頻器能夠達(dá)到非常良好的節(jié)能效果。2 高壓變頻器2.1高壓變頻器簡介高壓變頻器是指輸入電源電壓在 3KV 以上的大功率變頻器，主要電壓等級有3000V、3300V、6000V、6600V、10000V 等電壓等級的高壓大功率變頻器，高壓變頻器有高低高；低高；高高之分。以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點(diǎn)很多，諧波大，對電網(wǎng)和電機(jī)都有影響。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如 IGBT、IGCT、IECT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實(shí)現(xiàn)PWM逆變以及PWM 整流。不僅諧

8、波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。2.2高壓變頻器分類高壓變頻器的種類繁多，其分類方法也多種多樣。按著中間環(huán)節(jié)有無直流部分，可分為交交變頻器和交直交變頻器；按著直流部分的性質(zhì)，可分為電流型和電壓型變頻器；按著有無中間低壓回路，可分為高高變頻器和高低高變頻器；按著輸出電平數(shù)，可分為兩電平、三電平、五電平及多電平變頻器；按著電壓等級和用途，可分為通用變頻器和高壓變頻器；按著嵌位方式，可分為二極管嵌位型和電容嵌位型變頻器等等。2.2.1高低高變頻器原理是通過降壓變壓器，將電網(wǎng)電壓降到低壓變頻器額定或允許的電壓輸入范圍內(nèi)，經(jīng)變頻器的變換形成頻率和幅度都可變的交流電，再經(jīng)過升壓變壓器變換成電機(jī)所需要的電

9、壓等級。如圖2所示，這種方式，由于采用標(biāo)準(zhǔn)的低壓變頻器，配合降壓，升壓變壓器，故可以任意匹配電網(wǎng)及電動機(jī)的電壓等級，容量小的時侯（<500KW）改造成本較直接高壓變頻器低。缺點(diǎn)是升降壓變壓器體積大，比較笨重，頻率范圍易受變壓器的影響。一般高低高變頻器可分為電流型和電壓型兩種。圖2 高低高電流型變頻器2.2.2交交變頻器交交變頻器是采用晶閘管實(shí)現(xiàn)的無直流環(huán)節(jié)的直接由交流到交流的變頻器，也叫做周波換流器。當(dāng)電壓在 3kV以下時，每相要用12只晶閘管，三相共36只；當(dāng)電壓超過3kV時，晶閘管必須串聯(lián)使用，所用的晶閘管要成倍增加。它有兩種電路結(jié)構(gòu)：一是公共交流母線進(jìn)線方式，一是輸出星形聯(lián)結(jié)方式，

10、如圖3所示。交交變頻的優(yōu)點(diǎn)是：只用一次變流，效率高；可方便地實(shí)現(xiàn)四象限工作；低頻輸出波形接近正弦波。其缺點(diǎn)是：接線復(fù)雜，輸出頻率較低；輸入功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。主要用于 500KW 或 1000KW 以上大功率低轉(zhuǎn)速交流調(diào)速電路中。圖3 星形聯(lián)接的交交變頻器2.2.3電流源型高壓變頻器電流源型高壓變頻器電流源型變頻器又可以分為：負(fù)載換向式（晶閘管）變頻器（LCI）；采用自關(guān)斷器件（GTO 或 SGCT）的變頻器。電流型變頻器采用 SCR、GTO或 IGCT 元件串聯(lián)的辦法，直流部分用電抗器儲存能量，實(shí)現(xiàn)直接的高壓變頻，有可回饋能量的優(yōu)點(diǎn)。電流源型變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)比較

11、低，電抗器的發(fā)熱量較大，效率比電壓源型變頻器低，輸出濾波器的設(shè)計比較麻煩，變頻器的共模電壓和諧波、dv/dt 問題較為突出，所以對電機(jī)的要求較高。同時，器件串聯(lián)對驅(qū)動電路的要求也大大提高，要盡量做到串聯(lián)器件同時導(dǎo)通和關(guān)斷，否則，由于各器件通、斷時間不一，承受電壓不均，會導(dǎo)致器件損壞，甚至整個裝置崩潰。電流源型變頻器的市場競爭能力已經(jīng)逐漸變?nèi)酢?.2.4電壓源型高壓變頻器電壓源型高壓變頻器分為兩電平電壓型變頻器和三電平電壓型變壓器。兩電平電壓型變頻器，電路結(jié)構(gòu)采用 IGBT 直接串聯(lián)技術(shù)，也叫直接器件串聯(lián)型高壓變頻器。簡化電路如圖4所示，其在直流環(huán)節(jié)使用高壓電容進(jìn)行濾波和儲能，輸出電壓可達(dá)6KV

12、。其優(yōu)點(diǎn)是可以采用較低耐壓的功率器件，串聯(lián)橋臂上的所有IGBT 作用相同，能夠?qū)崿F(xiàn)互為備用，或者進(jìn)行冗余設(shè)計，當(dāng)采用PWM整流電路可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。缺點(diǎn)是電平數(shù)較低，僅為兩電平，輸出電壓du/dt也較大，需采用特種電動機(jī)或者加高壓正弦波濾波器，此類變頻器同樣需要解決器件的均壓問題，一般需特殊設(shè)計驅(qū)動電路和緩沖電路。適用于軋機(jī)、起重機(jī)械、電力機(jī)車牽引、船舶主傳動、風(fēng)機(jī)、水泵和壓縮機(jī)等。 三電平逆變電路也稱作中心點(diǎn)鉗位逆變器2（Nerural Point Clamped NPC），于1980由日本人Nabae 首先提出。這種三電平中性點(diǎn)鉗位結(jié)構(gòu)與普通的兩電平結(jié)構(gòu)相比，輸出相電壓電平數(shù)由2個增加至

13、3個，每個電平幅值相對降低，輸出線電壓電平數(shù)則由3個增加至5個，解決了兩只功率器件串聯(lián)的問題，在同等開關(guān)頻率的條件下，可使輸出波形質(zhì)量有較大改善，輸出 du/dt 相應(yīng)下降。根據(jù)目前IGCT及高壓IGBT的耐壓水平,三電平逆變器的最高輸出電壓等級為4.16kV,當(dāng)輸出電壓要求為6kV時,采用12個功率器件已不能滿足要求,必須采用器件串聯(lián),除了增加成本外,必然會帶來均壓問題，失去了三電平結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。圖4三電平變頻器原理圖2.2.5多電平單元串聯(lián)疊加型高壓變頻器級聯(lián)型多電平變頻器采用若干個獨(dú)立的低壓功率單元串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)高壓輸出,這種級聯(lián)式變頻器內(nèi)部是由十八個相同的單元模塊構(gòu)成，每六個模塊為一組，分別

14、對應(yīng)高壓回路的三相。功率單元全是種單相橋式變換器，由移相切分變壓器的副邊繞組供電。經(jīng)整流、濾波后由4個IGBT以PWM方法進(jìn)行控制,功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。對于額定輸出電壓為10KV的變頻器,每相由5個額定電壓為1275V 的功率單元串聯(lián)而成,輸出相電壓6375V,對應(yīng)的線電壓可達(dá)10KV。采用單元串聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)高壓輸出,不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題。2.3高壓變頻器節(jié)能原理異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率、轉(zhuǎn)差率、電機(jī)極對數(shù)這三個參數(shù)之間的關(guān)系可以由公式表明：事實(shí)上，變頻調(diào)速就是利用調(diào)節(jié)電源頻率來實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制的。從上述公式也可以看出，電動機(jī)轉(zhuǎn)速和電源頻率之間是以線

15、形關(guān)系聯(lián)系在一起的，因此轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)不受其他因素的限制，為了近似地保持氣隙磁通不變，以便充分利用電機(jī)鐵芯，發(fā)揮電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力，在基頻以下須采用恒壓頻比控制。這時，同步轉(zhuǎn)速自然要隨頻率變化，即在異步電機(jī)中采用恒值電動勢頻率比的控制方式。繞組中的感應(yīng)電動勢是難以直接控制的，當(dāng)電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓從而得到恒值電動勢頻率比的控制方式。如果凝結(jié)水泵采用變頻運(yùn)行方式，水泵的出口壓力將減小，再循環(huán)調(diào)節(jié)閥之后的管道內(nèi)發(fā)生汽化的可能性就小，從而可以減少凝結(jié)水再循環(huán)管道及其調(diào)節(jié)閥發(fā)生的振動；在機(jī)組負(fù)荷較低時，應(yīng)保持水泵的管路特性在節(jié)流最小的工況下運(yùn)行，即通過改變水泵流

16、量特性的工作點(diǎn)來改變流量，使凝結(jié)泵的出力隨機(jī)組負(fù)荷的改變而變化。這樣可以大大減少節(jié)流損失，從而降低能耗。圖5 異步電動機(jī)變頻調(diào)速時機(jī)械特性曲線3高壓變頻器在凝結(jié)水泵中的應(yīng)用3.1凝結(jié)水泵存在的問題凝結(jié)水泵作為凝結(jié)水的輸送裝置目前存在的問題有：1.凝結(jié)水泵定速運(yùn)行經(jīng)常發(fā)生泵及其出口閥法蘭漏水，造成工質(zhì)能量和質(zhì)量的流失，使泵不能正常運(yùn)行甚至損壞。 2.除氧器上水調(diào)節(jié)閥存在調(diào)節(jié)滯后、調(diào)節(jié)品質(zhì)差等缺點(diǎn)，造成除氧器、凝汽器水位很難控制，使運(yùn)行人員操作頻繁，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全性。3.除氧器上水調(diào)節(jié)門采用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，易產(chǎn)生節(jié)流損失，嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。凝結(jié)水泵采用變頻調(diào)速改造后，除了顯著的節(jié)能效果外，還

17、可收到改善工藝控制的效果，提高機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。圖6 凝結(jié)水泵圖7 凝結(jié)水泵系統(tǒng)工藝簡圖3.2高壓變頻器控制方案對凝結(jié)水泵實(shí)施變頻調(diào)速調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)水量控制，相關(guān)設(shè)備簡介如下。1.凝結(jié)水泵:型號：SDS335多級離心泵流量:01635m3/h泵轉(zhuǎn)速：2930 r/min；2.電動機(jī)：型號：YKK630-2功率1800kW電壓6.0kV額定轉(zhuǎn)速3000 r/min；3.西門子羅賓康高壓變頻器型號：PH-6-6-1800功率：1800kW/6kV容量2500kVA36脈沖二極管整流，13電平IGBT/PWM逆變。3.2.1西門子羅賓康變頻器特點(diǎn)西門子羅賓康無諧波高壓變頻器，在國內(nèi)應(yīng)用已十幾年，具

18、有豐富的現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗。無諧波高壓變頻器采用若干個PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出。該變頻器具有對電網(wǎng)諧波污染極小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、dv/dt及共模電壓等問題的特性，不必加輸出濾波器，就可以使用于普通的異步電機(jī)，包括國產(chǎn)電機(jī)。變頻器對電網(wǎng)電壓波動應(yīng)有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，在±10%額定電壓波動范圍內(nèi)能滿載輸出，在55%-90%額定電壓范圍內(nèi)降額繼續(xù)運(yùn)行，能長期承受45%的電壓下降不跳閘(降載運(yùn)行)。通過參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)下列保護(hù)：過電流、過電壓、欠電壓、缺相保護(hù)、短路保護(hù)、超頻保護(hù)、失速保護(hù)、功率器件的過熱保護(hù)、瞬時停電保護(hù)

19、等。系統(tǒng)設(shè)有就地和遠(yuǎn)方兩種控制途徑，就地控制是在變頻器處通過變頻器觸摸屏進(jìn)行操作或應(yīng)急處理；遠(yuǎn)方控制是在控制室內(nèi)進(jìn)行，通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)變頻器和DCS實(shí)時通訊。3.2.2凝結(jié)水泵變頻調(diào)速裝置凝結(jié)水泵變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)圖見圖8，高壓開關(guān)為用戶側(cè)，K1、K2、K3為旁路刀閘柜的手動刀閘。1.變頻器正常工況，變頻器滿足運(yùn)行條件，可以變頻運(yùn)行電機(jī)，操作如下：（1）確保高壓開關(guān)處于斷開位置；（2）將旁路柜的K3斷開，K1、K2閉合；（3）閉合6kV 高壓開關(guān)；（4）啟動變頻器，此時變頻器輸出050Hz、06000V可調(diào)的電壓，電機(jī)變頻運(yùn)行。2.變頻器異常工況，變頻器不滿足運(yùn)行條件。為確保系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，應(yīng)工頻運(yùn)

20、行電機(jī)。操作如下：（1）確保高壓開關(guān)處于斷開位置；（2）將旁路柜的K3閉合，K1、K2斷開；（3）閉合6kV高壓開關(guān)；（4）此時電機(jī)由電網(wǎng)進(jìn)行驅(qū)動。圖8 凝結(jié)水泵變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)圖3.3凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行效果分析3.3.1凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行分析1.由于變頻運(yùn)行后凝結(jié)水量不再由調(diào)整門進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，而是由變頻器通過變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，使凝結(jié)水泵在適應(yīng)的負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，這就減少了設(shè)備能耗。2.減少了電機(jī)啟動時的電流沖擊。電機(jī)直接啟動時最大電流為額定電流的67 倍，查看變頻器啟動時的負(fù)荷曲線，可以發(fā)現(xiàn)啟動時電流從0 開始，基本沒有沖擊，僅是隨著轉(zhuǎn)速增加而上升。因此凝泵變頻運(yùn)行解決了電機(jī)啟動時的大電流沖

21、擊問題，消除了大啟動電流對電機(jī)、傳動系統(tǒng)和主機(jī)的沖擊應(yīng)力，大大降低了日常的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。3.降低了對廠用母線電壓的影響。水泵工頻啟動時啟動電流大，就會造成母線電壓下降，從而對母線上其他設(shè)備運(yùn)行造成影響。變頻啟動可實(shí)現(xiàn)軟啟動，不增加諧波污染，避免了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，保證了廠用母線電壓的平穩(wěn)。4.延長了凝結(jié)水泵的使用壽命，降低了檢修費(fèi)用。變頻運(yùn)行后電機(jī)一般工作在較低轉(zhuǎn)速下，從而減輕了水泵葉片和軸承的磨損。5.降低了噪音。采用變頻調(diào)節(jié)降低水泵轉(zhuǎn)速，噪音將大幅降低。同時克服了由于調(diào)整門調(diào)節(jié)品質(zhì)差等因素引起的管道錘擊和共振，從而使得凝結(jié)水系統(tǒng)管道強(qiáng)烈振動的問題得到有效地解決。3.3.2優(yōu)化凝結(jié)水系統(tǒng)

22、起動性能1.凝結(jié)水泵屬于多級離心泵，不允許帶負(fù)荷起動，一般采用閉閥起動。原系統(tǒng)中，凝結(jié)水泵的起動邏輯設(shè)計為：當(dāng)凝結(jié)水泵起動20 S后，如果出口電動門的關(guān)信號仍在，則延時10 S跳閘。當(dāng)泵起動、出口電動門尚未開啟時，泵的出口壓力高達(dá)3.6MPa，而出口電動門后壓力為0 MPa。這樣，出口電動門前后將產(chǎn)生很大的壓差，打開出口電動門需要很大的力矩，且易發(fā)生卡澀、過載和門桿彎曲損壞。技改后，由于起動頻率設(shè)為30Hz，起動轉(zhuǎn)速約900r/min，根據(jù)水泵的壓力與其轉(zhuǎn)速的平方成正比的關(guān)系可知,泵的出口壓力約為1.34MPa。這樣，出口電動門前后的壓差將大大減小。2.原系統(tǒng)中,凝結(jié)水泵的最小流量為450t/

23、h，工頻起動流量大、壓力高，易引起系統(tǒng)管道振蕩，產(chǎn)生很大噪聲。技改后，凝結(jié)水泵的最小流量為200t/h，變頻起動流量小、壓力低，起動過程相對平穩(wěn)。3.在發(fā)電機(jī)組起動前，上水至鍋爐點(diǎn)火升溫、升壓，旁路打開前的階段，原系統(tǒng)中，由于上水流量小，為防止凝結(jié)水泵中流過的水汽化，需開啟凝結(jié)水再循環(huán)管。這時凝結(jié)水泵仍然保持比較大的輸出功率，電流大約70 A，造成了能量的浪費(fèi)。而技改后，由于泵的轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，從而可以根據(jù)除氧器上水量的要求，連續(xù)調(diào)整凝結(jié)水泵的出口壓力和流量，使泵的出口壓力和流量始終保持在比較合適的工況下運(yùn)行，大大減小了再循環(huán)流量的能量損失，減小了起動能耗，減小了凝結(jié)水對系統(tǒng)管道、閥門的沖刷和泵

24、的軸向推力。22 優(yōu)化凝結(jié)水系統(tǒng)正常運(yùn)行性能(1)變頻改造前，凝結(jié)水母管壓力維持在2336 MPa，母管壓力低保護(hù)定值設(shè)為23 MPa；技后，母管壓力維持在1316 MPa，母管壓力低保護(hù)定值設(shè)為1 MPa，減小了凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)備、管道承受的壓力，有利于設(shè)備安全運(yùn)行。(2)技改后，凝結(jié)水泵電動機(jī)電流在40120 A運(yùn)行，遠(yuǎn)小于額定電流259 A；凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速在9001200 rrain運(yùn)行，與額定轉(zhuǎn)速1 480rmin相比降低很多。電動機(jī)軸承、推力軸承及定子線圈發(fā)熱量明顯減小，溫度下降顯著。電動機(jī)的軸功率、泵的軸向推力明顯降低。(3)技改前，除氧器水位是通過除氧器水位調(diào)整門的開度調(diào)節(jié)節(jié)流，損失

25、很大，且凝結(jié)水泵的出口壓力高達(dá)36 MPa。技改后，除氧器水位主要是通過自動調(diào)節(jié)變頻器的頻率保持。當(dāng)負(fù)荷在450MW 以上時，除氧器水位主、副調(diào)整門都保持在100的全開狀態(tài)。當(dāng)負(fù)荷450 MW以下時，為保持凝結(jié)水母管壓力不低于12 MPa，保證給水泵和凝結(jié)水泵自身密封水壓力，才適當(dāng)關(guān)小主調(diào)整門開度。凝結(jié)水再循環(huán)始終都處于全關(guān)閉狀態(tài)。技改后，凝結(jié)水泵的運(yùn)行頻率遠(yuǎn)低于5O Hz，凝結(jié)水泵的軸向推力和水泵電動機(jī)的軸功率大大減小，凝結(jié)水泵電動機(jī)定子繞組溫度、推力軸承溫度以及電動機(jī)軸承溫度與工頻工況相比均下降很多，有效防止了機(jī)組因電動機(jī)軸承溫度和推力軸承溫度過高跳閘的情況發(fā)生(熱工邏輯規(guī)定：凝結(jié)水泵電動機(jī)軸承溫度高于80 ，凝結(jié)水泵跳閘；凝結(jié)水泵推力軸承溫度高于85 ，凝結(jié)水泵跳閘)，提高了機(jī)組的可靠性和安全性。4高壓變頻器使用效益4.1節(jié)約大量電能節(jié)約大量電能變頻器在電廠中大型設(shè)備的應(yīng)用可以為電廠節(jié)約大量的電能。資料顯示：以每臺機(jī)組年發(fā)電量20億千瓦時計算，使用變頻器可節(jié)約廠用電261萬千瓦