一,、前言
該改造項(xiàng)目為某熱電廠100MW機(jī)組380t/h煤粉鍋爐給水系統(tǒng)。系統(tǒng)共有三臺1600kW/6kV給水泵,，運(yùn)行方式為兩用一備,。
通過對給水系統(tǒng)變頻改造方案的論證，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況,；最終對100MW機(jī)組的給水系統(tǒng)改造制定的動力系統(tǒng)方案為二拖三自動切換方案,，系統(tǒng)電氣原理圖如下所示。其中#3,、#4,、#5為給水泵原有高壓開關(guān)，QF01,、QF02為6kV母線室的I,、II段備用高壓開關(guān)間隔。在汽機(jī)側(cè)高壓變頻器室安裝兩臺 HARSVERT-A06/200變頻器,，并且分別配備安裝兩臺KYN28-12Z高壓開關(guān),，即QF21～QF24。
為了實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)變頻改造后實(shí)現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)，在集控室電子間增加了一臺給水變頻控制系統(tǒng)柜,。用于實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)的變頻,、工頻方式下的運(yùn)行、切換,、聯(lián)鎖等邏輯處理功能以及實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行方式下的給水自動調(diào)節(jié)功能,，滿足機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的需要。
該系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后,，通過近一年的實(shí)際運(yùn)行證明改造是成功的,；并且取得了良好的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)收益。
二,、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
給水系統(tǒng)在采用二拖三自動切換方案,，獨(dú)立的給水控制系統(tǒng)后，主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：
1,、實(shí)現(xiàn)“一變或一工”,、“兩變一備”、“一工一變一備用”,、“兩工一備”四種運(yùn)行模式,。
2、3＃,、4＃,、5＃三臺給水泵均可以處于變頻／工頻運(yùn)行狀態(tài)。
3,、每臺給水泵任一運(yùn)行模式下,，系統(tǒng)具備完全的電氣、邏輯閉鎖和聯(lián)鎖雙重關(guān)系有效,。即：高壓開關(guān)QF3（＃3給）與QF24之間,，QF4（＃4給）與 QF21之間，QF5（＃5給）與QF22,、QF23之間,、QF21與QF22之間、QF23與QF24之間均存在有效閉鎖關(guān)系,。單臺運(yùn)行泵跳閘,，備用泵投入系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動備用泵。
4,、給水泵處于工頻或變頻運(yùn)行方式下,，潤滑油泵的聯(lián)鎖以及給水泵的軸溫、震動等保護(hù)回路動作準(zhǔn)確有效,。
5,、給水泵工/變頻運(yùn)行及切換時,，系統(tǒng)均準(zhǔn)確聯(lián)動泵出口電動門動作且開啟事件自動選擇,，運(yùn)行平穩(wěn),。
6、能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)方操作和就地操作功能,。
7,、具備遠(yuǎn)程報警、故障指示和故障自診斷處理能力,。
8,、系統(tǒng)能夠在機(jī)組30～100MW負(fù)荷之間，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行模式下的汽包水位自動調(diào)節(jié)及連續(xù)平穩(wěn)切換控制,。
三,、系統(tǒng)優(yōu)化
根據(jù)設(shè)計思想的“最小改動”原則，該系統(tǒng)僅在現(xiàn)有給水系統(tǒng)中增加了三臺給水泵的運(yùn)行方式選擇開關(guān),，對工/變頻高壓開關(guān)的二次控制回路進(jìn)行了電氣閉鎖改造,。增加四臺高壓開關(guān)，一臺系統(tǒng)控制柜和兩臺變頻器經(jīng)施工,、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)后即可投入使用,；系統(tǒng)集成化程度高，設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊,、合理,，大大減輕了系統(tǒng)改造周期和成本。
由于在該系統(tǒng)的設(shè)計論證時,，推算采用一工一變運(yùn)行方式的機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力只有74～100MW,。在實(shí)際的調(diào)試過程中，該論斷得到證實(shí),。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷減至 76MW時,，變頻給水泵的排量降低至70～80t/h；工頻泵排量200 t/h,。由于此時為防止變頻給水泵進(jìn)入不安全工作區(qū),，因此系統(tǒng)開啟給水泵再循環(huán)門，保持給水泵最低流量值,。
一工一變運(yùn)行方式是系統(tǒng)運(yùn)行過程中的一種中間運(yùn)行方式,，僅作為給水泵倒泵操作或變頻器故障跳閘情況下的后備方式。但是“一工一變” 運(yùn)行模式下的平穩(wěn)運(yùn)行和實(shí)際可操控性,，大大減低了系統(tǒng)在運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變過程中對機(jī)組運(yùn)行安全的威脅,。
實(shí)踐證明：兩臺給水泵在一定的負(fù)荷條件下，是能夠?qū)崿F(xiàn)“一工一變”運(yùn)行的,。并且對兩臺變頻的給水系統(tǒng)而言具有重要的意義,。
四,、實(shí)際運(yùn)行效果
1、控制品質(zhì)
通過對變頻改造前后,，兩臺工頻運(yùn)行給水調(diào)整閥控制和兩臺變頻運(yùn)行給水泵變頻控制的實(shí)際運(yùn)行比較,，主要體現(xiàn)以下幾方面：
①采用變頻控制方式,，汽包水位的控制品質(zhì)由改造前的±30mm波動變?yōu)楦脑旌?plusmn;10mm波動,，控制品質(zhì)得到明顯提高。
?、谧冾l改造前,，在機(jī)組增減負(fù)荷時，給水調(diào)整門無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的及時響應(yīng),，往往導(dǎo)致汽包水位自動解除,，需要人為干預(yù)才能維持系統(tǒng)運(yùn)行，自動投入率低,。變頻改造后,，系統(tǒng)響應(yīng)速度增加，完全能夠滿足機(jī)組增減負(fù)荷的需求,。保證汽包水位不超調(diào),，提高了自動化運(yùn)行水平，保證了機(jī)組運(yùn)行安全,。
?、鄹鶕?jù)機(jī)組負(fù)荷的變化，尤其是在機(jī)組啟動過程中,，合理配置系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu),，大大減輕了運(yùn)行操作工作量。在不同的運(yùn)行模式下以及切換過程中均能夠完全實(shí)現(xiàn)水位自動控制,。
2,、模式切換
在系統(tǒng)出現(xiàn)單臺設(shè)備故障時或者需要進(jìn)行定期倒泵操作時，可以實(shí)現(xiàn)水位自動情況下的平穩(wěn)過渡,，系統(tǒng)自動實(shí)現(xiàn)內(nèi)部不同模式下的控制策略平穩(wěn)無擾動切換,。在機(jī)組80MW負(fù)荷情況下的運(yùn)行模式切換試驗(yàn)證實(shí)，系統(tǒng)具有良好的響應(yīng)速度和控制品質(zhì),，完全可以滿足實(shí)際運(yùn)行需要,。
3、實(shí)際節(jié)電效果
根據(jù)近一年來的實(shí)際運(yùn)行情況,，對鍋爐在不同負(fù)荷情況下的給水泵單耗統(tǒng)計,，改造前后給水單耗水平有了明顯的下降。具體可參見下圖表,。
2006年第一季度的實(shí)際節(jié)電效果統(tǒng)計如下表所示：
如果按照平均負(fù)荷84％,，每年運(yùn)行8000小時進(jìn)行推算,，可節(jié)約電量584.6萬度。以每度0.25元的上網(wǎng)電價計算,，年可節(jié)約146.15萬元,；大約3年即可收回投資。
五,、結(jié)束語
上述的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)踐情況充分說明：在鍋爐給水系統(tǒng)中采用完整的給水變頻控制系統(tǒng)解決方案能夠有效的解決高壓變頻技術(shù)在給水系統(tǒng)中的應(yīng)用所產(chǎn)生的一系列問題,，并且通過多種綜合性手段能夠加以有效的處理,。近一年多的實(shí)際無故障運(yùn)行記錄,，說明了該系統(tǒng)具有運(yùn)行品質(zhì)良好、安全穩(wěn)定,、可靠性高,、免維護(hù)的特點(diǎn)。具有較高的推廣應(yīng)用價值,。