摘 要：本文通過對內蒙古某電廠6×600MW國產亞臨界燃煤發(fā)電機組循環(huán)水泵變頻改造來分析高壓變頻器在水泵上的應用特點和優(yōu)勢。
關鍵詞： 火力發(fā)電 高壓變頻器 快速啟動 閥門調節(jié)
Abstract:thisarticle through to the some 6 x 600 mw subcritical coal-fired power generating unitsin Nei Mongolfor domesticcirculation pump frequency conversion transformation to analyze the applicationof high voltage inverter in the water pump characteristic and advantage。
Keywords:Thermal power High voltage converter Quick start Regulating valve
引 言
內蒙古某發(fā)電公司，位于內蒙古錫林郭勒盟正藍旗境內，是由內蒙古蒙電華能熱電股份有限公司、北京能源投資（集團）有限公司組建的公司制企業(yè)。作為向京津唐送電的北通道，是國家西電東送北通道建設的重要電源支撐點。
電廠主要供電方向為京津唐電網，送出由兩條 500KV輸電線路直接接入北京電網。完善和穩(wěn)定電網結構，增加向北京供電的經濟性、可靠性；為確保了2008年奧運會成功舉辦發(fā)揮了重要意義。同時對繁榮邊疆民族地區(qū)經濟，鞏固邊疆穩(wěn)定發(fā)揮重大作用。
該項目容量為6×600MW，機組為國產亞臨界燃煤發(fā)電機組，一期工程于2003年7月開工建設，一期工程建設兩臺60萬千瓦國產亞臨界燃煤空冷發(fā)電機組，工程總投資51.37億元，二期工程建設兩臺60萬千瓦國產亞臨界燃煤空冷發(fā)電機組，工程總投資53億元。
一期工程一號機組將于2006年8月下旬正式發(fā)電，二號機組10月正式發(fā)電，2006年共發(fā)電27億度，實現(xiàn)產值8.36億元。二期工程于2007年下半年發(fā)電運營。三期工程建設兩臺660MW國產超臨界燃煤空冷發(fā)電機組， 2011年底竣工投產。
工藝介紹
（煤炭）燃料的化學能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐總，燃料的化學能轉變?yōu)檎羝臒崮�；在汽輪機中，蒸汽的熱能轉變?yōu)檩喿有D的機械能；在發(fā)電機中機械能轉變?yōu)殡娔堋?/span>
爐、機、電是火電廠中的主要設備稱三大主機。與三大主機相輔工作的設備成為輔助設備或稱輔機�；痣姀S的主要系統(tǒng)有燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。
電廠工藝圖
汽水系統(tǒng)：釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，重新凝結成水，此水成為凝結水。凝結水由凝結水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內，完成一個循環(huán)。
在循環(huán)過程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內補給一些水，以保證循環(huán)的正常進行。高、低壓加熱器是為提高循環(huán)的熱效率所采用的裝置，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對設備及管道的腐蝕。
3.1一次回路方案
選用一拖二手動方案；方案的優(yōu)點就是可根據(jù)系統(tǒng)壓力狀況靈活設置變頻器的運行狀態(tài)。
方案主回路圖如下所示：
正常情況下系統(tǒng)工作在“一用一備”的狀態(tài)，當系統(tǒng)負荷增加時，如果當前變頻運行的增壓泵在滿載情況下無法滿足系統(tǒng)要求，可將備用泵投入系統(tǒng)，及使系統(tǒng)工作在“一工一變”的狀態(tài)。
系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，變頻運行增壓泵頻率信號由DCS經過PID運算后給定，由于矢量控制系統(tǒng)較快的動態(tài)響應特性，循環(huán)水壓力將始終保持在設定的范圍內，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
1#變頻、2#工頻及互為備用操作流程：
1)操作每個旁路柜隔離開關前，請確保相應的斷路器位置在實驗位置，否則隔離開關電磁鎖處于閉鎖狀態(tài)，隔離開關無法操作。對應關系為1號增壓泵旁路柜對應318C開關柜的斷路器，2號增壓泵旁路柜對應318D開關柜的斷路器。
2)操作1號增壓泵旁路柜前將觸摸屏上切換柜編號設為1，點分斷高壓電按鈕，在彈出對話框中點擊是。操作2號增壓泵旁路柜前將觸摸屏上切換柜編號設為2，點分斷高壓電按鈕，在彈出對話框中點擊是。
3)先按QS2,QS1的順序將1號增壓泵旁路柜的隔離開關合上，此時1號增壓泵旁路柜變頻指示燈亮（綠）。再將2號增壓泵旁路柜的隔離開關QS6合上，此時2號增壓泵旁路柜工頻指示燈亮（黃）。
4)先將觸摸屏切換柜編號設為1，點擊變頻1，再將切換柜編號設為2點擊工頻。這時兩路合閘允許都給出。用戶輸出端子1顯示5000。
5)上級開關柜合閘，直接啟動電機，操作由DCS給出指令。
6) 此種模式下若運行中若運行中的一臺泵發(fā)生故障跳閘，自動切換到另一臺運行。
3.2控制模式
GD5000系列矢量型高壓變頻器控制系統(tǒng)采用DSP+FPGA+ARM三核模式，內部自帶PID調節(jié)器，VF控制、矢量化的VF控制、有PG的矢量控制、無PG的矢量控制四種控制模式可選。
系統(tǒng)反應速度快，抗干擾能力強�？刂乒耖T設置就地/遠程一鍵轉換開關。就地控制通過10.7寸觸摸屏交互式人機界面可實現(xiàn)各種運行參數(shù)的顯示，對變頻器的各種操作以及運行和故障情況的實時記錄；遠程控制可通過DCS或操作箱實現(xiàn)對變頻器的操作和監(jiān)控。
本項目考慮安全性采用硬線連接模式，通過PID閉環(huán)調節(jié)方式，可方便地實現(xiàn)循環(huán)水量的無級平滑調節(jié)。
該電廠原來的水泵采用工頻運行、閥門調節(jié)模式效率較低，造成能源浪費，增加了生產成本。
當水泵啟動時，采用了直接啟動方式；啟動電流是額定電流的8倍達到400A，對電動機的絕緣有較大威脅，嚴重時甚至燒毀電動機。
而高壓電動機在啟動過程中所產生的單軸轉矩現(xiàn)象使水泵產生較大的機械振動應力，嚴重影響到電動機、水泵及其它機械的使用壽命。
采用我公司GD5000-A0280-03-S高壓變頻改造后，大幅地改善了之前的運行工況，具體表現(xiàn)在：
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改造前閥門開度平均70%-80%，運行電流38A；增加變頻器后，風門處于100%全開狀態(tài)，運行電流28A左右；節(jié)電率在20%左右。
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經過集中控制，水泵正常啟動時間只需30秒左右，如果使用矢量轉速追蹤模式非正常旋轉啟動則只需幾秒，啟動電流控制在1.5倍額定電流。
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快速啟動：現(xiàn)場需要在時在5.9秒內能從0Hz提速到50Hz。
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減小了對電機和水泵的機械沖擊，可顯著提高其使用壽命，降低維護使用成本。
結 束 語
熱電力行業(yè)水泵和風機的耗電量占生產電耗44%左右,水泵類耗電量占生產電耗的15%-25%。采用變頻調速技術可大幅度地降低電耗，所以，利用變頻技術對現(xiàn)有用電設備進行節(jié)能改造，是解決我國熱電行業(yè)高消耗、低效益的根本措施。
通過此項目的運行情況分析，不難看出高壓變頻器在熱電長水汽系統(tǒng)應用中的明顯優(yōu)勢，從整個行業(yè)發(fā)展來看，也只有盡力挖掘生產流程中的每一處節(jié)能降耗空間，才能提高企業(yè)自身的競爭力，真正走上一條健康的可持續(xù)發(fā)展之路。
參考文獻：
1.汪衛(wèi)東 石平《熱力發(fā)電廠》
2.深圳市英威騰電氣股份有限公司 《GD5000系列高壓變頻調速系統(tǒng)產品說明書》
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