摘 要：隨著電力電子技術(shù),、自動(dòng)控制技術(shù),、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣技術(shù)的飛速發(fā)展，高壓變頻調(diào)速技術(shù)" title="變頻調(diào)速技術(shù)" target="_blank">變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟,，在電力行業(yè)中的應(yīng)用也得到很大的推廣,。從本公司600MW機(jī)組凝結(jié)水泵高壓變頻器使用的情況來(lái)看，變頻裝置工作穩(wěn)定,，凝結(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行更加合理和穩(wěn)定,，同時(shí)其節(jié)能效果很明顯，值得在各電廠和相關(guān)行業(yè)進(jìn)一步推廣應(yīng)用,。
關(guān)鍵字：凝結(jié)水泵,；高壓變頻；節(jié)能
The Application of HV Frequency Converter in the CondensatePump in a 600MW Generator Set

Wang Zhen Yan
Abstract：With the rapid development of power electronic technology,，automation,， moderncommunication and high voltage technology， the HV frequency conversion technique isbecoming more and more mature,，which o wns a wider application area in electrical industry．The HV converter is used for the condensate pump in our 600 MW generator set．UntiI now,，the converter has been working in a stable condition．It makes the running of condensationsystem optimal and stable，and shows a remarkable effect on energy saving as wel1．So itsapplication in power generation and other relevant industry is very prospect．
Keywords：condensate pump,；HV frequency iOnVerter：energy saving
　　隨著電力電子技術(shù),、自動(dòng)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣技術(shù)的飛速發(fā)展,，高壓變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟，已在電力行業(yè)中推廣應(yīng)用,。從吳涇第二發(fā)電公司600MW機(jī)組凝結(jié)水泵高壓變頻器使用的情況來(lái)看,，變頻裝置工作穩(wěn)定，凝結(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行更加合理和穩(wěn)定，同時(shí)其節(jié)能效果很明顯,，值得在各電廠和相關(guān)行業(yè)進(jìn)一步推廣應(yīng)用,。
1項(xiàng)目背景
　　我公司兩臺(tái)600MW機(jī)組均配置兩臺(tái)凝結(jié)水泵，電動(dòng)機(jī)容量2000kW,，電壓等級(jí)為6kV,，一臺(tái)工作一臺(tái)備用。目前兩臺(tái)凝結(jié)水泵均為工頻運(yùn)行,，凝結(jié)水位的高低依靠出口調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié),，存在以下問(wèn)題：一是運(yùn)行過(guò)程中調(diào)節(jié)響應(yīng)慢，調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作,，易損壞,，對(duì)可靠性有較大影響；二是機(jī)組低負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失很大,，造成大量能源損耗,，當(dāng)負(fù)荷進(jìn)一步降低，為了保證凝泵和凝汽器的安全運(yùn)行,，需要開(kāi)啟凝結(jié)水再循環(huán)門,。
　　降低發(fā)電成本，爭(zhēng)取電力市場(chǎng),，是我公司“求生存,，促發(fā)展”的立足之本。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),，降低廠用電率是其中的重要一環(huán),。凝結(jié)水泵是火電機(jī)組的重要輔助設(shè)備，電動(dòng)機(jī)容量2000kW,，是僅次于給水泵,、吸風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵的耗電設(shè)備。因此,，凝結(jié)水泵的節(jié)能改造,，有著重要意義。
　　近年來(lái),，隨著電力電子技術(shù),、自動(dòng)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣技術(shù)的飛速發(fā)展,，高壓變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟,。而且國(guó)產(chǎn)高壓變頻器技術(shù)水平已能達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品，售后服務(wù)也已經(jīng)提高到相當(dāng)水平,。通過(guò)兄弟單位的實(shí)踐證明,，在凝泵上加裝高壓變頻調(diào)速裝置，即使在機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)，也有很大的節(jié)電效果,。
　　基于上述情況,，我公司提出了對(duì)兩臺(tái)機(jī)組凝結(jié)水泵加裝變頻裝置的設(shè)想。2005年8月,，我公司相關(guān)部門完成了對(duì)凝結(jié)水泵節(jié)流調(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性分析,，確立了600MW 機(jī)組凝泵電機(jī)加裝變頻裝置的可行性。申能股份公司和上海電力股份有限公司批準(zhǔn)了我公司提出的機(jī)組凝泵加裝變頻裝置節(jié)能技改項(xiàng)目,。
2 技術(shù)改造方案
　　此次技術(shù)改造的關(guān)鍵技術(shù)之一是選擇合適的高壓變頻裝置,，如此大容量的變頻器在電廠中是首次采用，其工作的穩(wěn)定可靠性是首先需要關(guān)注的問(wèn)題,。根據(jù)我們的調(diào)研,，發(fā)現(xiàn)多家廠的國(guó)產(chǎn)變頻裝置技術(shù)性能都滿足我廠技術(shù)改造項(xiàng)目的需求，于是2005年12月底,，我們進(jìn)行了招,、投標(biāo)工作。通過(guò)商務(wù),、技術(shù)等多方面的嚴(yán)格評(píng)標(biāo),，發(fā)現(xiàn)上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院是一個(gè)具有雄厚的技術(shù)力量、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模,、良好發(fā)展前景的高新技術(shù)研究院,。最終選定了上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院為中標(biāo)單位，分別對(duì)兩臺(tái)機(jī)組的凝泵A加裝變頻裝置,。該單位的高壓變頻器與其他廠家的變頻器相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　1）采用智能功率單元技術(shù),，能不停機(jī)在線更換故障功率單元。率先提出采用電壓自動(dòng)平衡技術(shù),，具有多個(gè)單元自動(dòng)冗余備用功能,，在一個(gè)單元故障后，僅需退出該單元,，無(wú)需將另外兩相相應(yīng)單元退出,；一個(gè)單元故障后仍能保持額定輸出能力。
　　2）功率單元的濾波電力電容設(shè)計(jì)壽命為20年的無(wú)極性電容,，與設(shè)計(jì)壽命為3～5年的電解電容相比,，不僅運(yùn)行安全，而且可大幅節(jié)省后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用,。
　　3）對(duì)輸入電壓的要求不高,，電壓波動(dòng)范圍在65％～1 15％內(nèi)，變頻器仍可正常工作,。
　　變頻控制有手動(dòng),、自動(dòng)兩種控制方式,，可實(shí)現(xiàn)其無(wú)擾切換等功能。手動(dòng)方式時(shí),，運(yùn)行人員在操作員臺(tái)上直接升降凝泵A的轉(zhuǎn)速達(dá)到控制除氧器水位的目的。自動(dòng)方式時(shí),，接收除氧器水位與設(shè)定點(diǎn)的控制指令信號(hào)控制凝泵轉(zhuǎn)速,，此時(shí)調(diào)節(jié)閥保持全開(kāi)，不需操作員干預(yù),。當(dāng)定速凝結(jié)水泵運(yùn)行時(shí),，調(diào)節(jié)閥參與除氧器水位控制。
　　此次技術(shù)改造的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是凝結(jié)水控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造,，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提下達(dá)到最大的節(jié)能效果,。為了保證凝結(jié)水系統(tǒng)的正常合理運(yùn)行，應(yīng)合理地協(xié)調(diào)控制好除氧器的水位和凝結(jié)水管道的壓力,。我們進(jìn)行了全面的調(diào)研和分析,，提出如下方案：變頻裝置控制除氧器的水位，凝結(jié)水管道的壓力低于設(shè)定值時(shí),，調(diào)節(jié)閥參與調(diào)節(jié),，保證系統(tǒng)壓力正常；凝泵B自動(dòng)跟蹤不同負(fù)荷段除氧器水位對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度（工頻運(yùn)行時(shí)）,，當(dāng)凝泵A變頻器故障退出時(shí),，首先讓調(diào)節(jié)閥調(diào)整到一定的開(kāi)度，再聯(lián)動(dòng)凝泵B,，使系統(tǒng)的擾動(dòng)降低,。因此在DCS中我們對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)的控制邏輯進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證變頻裝置安裝后系統(tǒng)能安全可靠地運(yùn)行,，所有邏輯和參數(shù)的設(shè)定經(jīng)過(guò)了大量試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證（試驗(yàn)委托華東電力試驗(yàn)研究院）,。
3 凝結(jié)水泵變頻改造效果
　　工程分兩期進(jìn)行，機(jī)2凝泵A加裝變頻裝置自2006年5月22日開(kāi)工,，5月31日完工,，歷時(shí)10天；機(jī)1凝泵A加裝變頻裝置自2007年4月2日開(kāi)工,，4月15日結(jié)束,。從工程竣工后的運(yùn)行情況看，兩臺(tái)機(jī)組凝泵A加裝變頻裝置是十分成功的,，變頻裝置工作穩(wěn)定,，節(jié)能效果非常明顯，完全達(dá)到我們預(yù)期目的,。下面以機(jī)2凝泵A為例說(shuō)明其節(jié)能效果,。機(jī)2凝泵A加裝變頻裝置在2006年5月完成,，經(jīng)過(guò)一年運(yùn)行，節(jié)能情況分析如下：
1）節(jié)電效果
　　凝泵通過(guò)變頻調(diào)節(jié)后,，除氧器水位自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)良好,，從而保證了凝泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到了顯著的節(jié)能效果,。凝泵定速和調(diào)速兩種不同運(yùn)行方式的運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表1（電壓取6300V,，功率因素：定速時(shí)取0．85、調(diào)速時(shí)取O．95）,。

　　從表1看出：調(diào)速方式運(yùn)行時(shí),，凝泵用電量明顯減少，滿負(fù)荷600MW時(shí),，每小時(shí)節(jié)電312kWh,，而在低負(fù)荷240MW時(shí)，節(jié)電效果更加顯著,，每小時(shí)節(jié)電458kWh,。從對(duì)歷年來(lái)機(jī)組負(fù)荷統(tǒng)計(jì)看。我廠機(jī)組低負(fù)荷率越來(lái)越高,，因此凝泵安裝變頻器節(jié)能效果會(huì)越來(lái)越明顯,。
　　以2006年2#機(jī)組負(fù)荷率作為參考，考慮到2#機(jī)組的小修和可能發(fā)生的非計(jì)劃停機(jī)消缺,，2#機(jī)組年運(yùn)行時(shí)間為330天,。即7920小時(shí)，可算出2007年2#機(jī)組凝泵變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能效果（見(jiàn)表2）（上網(wǎng)電價(jià)為：0．3546元／kWh）,。

　　從表2看出,，2#機(jī)組凝泵變頻節(jié)電效益一年可達(dá)112萬(wàn)元，節(jié)能效果相當(dāng)可觀,。整個(gè)工程改造結(jié)束后,，一年的節(jié)能效果可達(dá)到224萬(wàn)元。預(yù)計(jì)整個(gè)工程投入一年半即可收回投資,。
2）綜合效益
　?。?）凝結(jié)水泵變頻改造后，功率因數(shù)得以提高,，可省去功率因數(shù)補(bǔ)償裝置,，變頻調(diào)速可以在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持高功率因數(shù)運(yùn)行；
　?。?）可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),，啟動(dòng)電流大大減少，避免了因大啟動(dòng)電流造成的絕緣老化及由于大電動(dòng)力矩造成的機(jī)械沖擊對(duì)電機(jī)壽命的影響,，減少電機(jī)的維護(hù)工作量,，節(jié)約檢修維護(hù)費(fèi)用,；
　　（3）凝泵A改為變頻方式運(yùn)行后,，電動(dòng)機(jī)線圈的溫度下降了4～5℃ ,。在一定程度上延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命；
　?。?）采用變頻調(diào)速,，減少了凝結(jié)水系統(tǒng)節(jié)流和再循環(huán)分流，母管壓力從2l5MPa下降到1-7MPa左右,，提高泵組效率，轉(zhuǎn)速降低使環(huán)境噪音影響得到大大改善,，而且控制性能也得到改善,；
　　（5）變頻改造后調(diào)節(jié)閥的調(diào)整頻率降低,，閥門可靠性和壽命得到保證,。
4 結(jié)語(yǔ)
　　本工程的關(guān)鍵在于變頻器的選型，應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)的成熟產(chǎn)品,，我們?cè)谶x購(gòu)前做了大量細(xì)致的前期調(diào)研工作,，保證使用技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的產(chǎn)品,。
　　實(shí)踐表明,，變頻改造后的凝結(jié)水系統(tǒng)控制性能良好，除氧器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定可靠,。節(jié)能效果顯著,，減少了凝結(jié)水系統(tǒng)的維護(hù)工作量。凝泵加裝變頻裝置是一種投入產(chǎn)出比較高的技術(shù)改進(jìn)措施,，值得在火電廠中大力推廣應(yīng)用,。