基于中壓變頻技術(shù)的135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造

王俊峰

摘 要:本文從對135MW機(jī)組凝結(jié)水泵和中壓變頻技術(shù)的介紹,對基于中壓變頻技術(shù)的135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造設(shè)計(jì)及調(diào)試進(jìn)行剖析,最后就基于中壓變頻技術(shù)的135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造中需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞:中壓變頻135MW機(jī)組凝結(jié)水泵節(jié)能改造

中圖分類號(hào):TN77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(b)-0062-01

1135MW機(jī)組凝結(jié)水泵和中壓變頻技術(shù)說明

1.1 135MW機(jī)組凝結(jié)水泵運(yùn)行時(shí)存在的問題

結(jié)合當(dāng)前135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的實(shí)際應(yīng)用狀況,筆者總結(jié)認(rèn)為當(dāng)前135MW機(jī)組凝結(jié)水泵在運(yùn)行時(shí)還存在如下幾個(gè)方面的問題:(1)135MW機(jī)組凝結(jié)水泵所采用的雙速交流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中由于調(diào)速范圍比較窄,因此在調(diào)速時(shí)操作比較困難。(2)135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流往往為額定電流的6到8倍,這樣容易對電動(dòng)機(jī)的定子繞組絕緣層造成損害,進(jìn)而影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。(3)135MW機(jī)組凝結(jié)水泵運(yùn)行時(shí)的閥門調(diào)節(jié)操作容易導(dǎo)致水位閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種故障,進(jìn)而嚴(yán)重影響凝結(jié)水泵各種功效的發(fā)揮。(4)135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的水位調(diào)節(jié)閥門動(dòng)作遲緩,很難滿足最佳的調(diào)節(jié)效果。(5)135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的功耗無法隨機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整,浪費(fèi)電能。

1.2 中壓變頻技術(shù)的原理

中壓變頻的調(diào)速原理公式:n=60f(1-s)/p

2135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造設(shè)計(jì)及調(diào)試

2.1 135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造設(shè)計(jì)說明

1)主回路的改造設(shè)計(jì)。采用135MW機(jī)組凝結(jié)水泵原有的電源開關(guān)經(jīng)中壓變頻裝置、進(jìn)線和出線刀閘至水泵電動(dòng)機(jī)。其中進(jìn)線與出線刀閘利用旁路刀閘連接在一起,來有效控制變頻事故的發(fā)生。

2)保護(hù)回路的改造設(shè)計(jì)。在不改變135MW機(jī)組凝結(jié)水泵原有保護(hù)功能的前提下,通過增加變壓器保護(hù)機(jī)制來通過壓板實(shí)現(xiàn)工、變頻投入與退出考慮到工、變頻方式下保護(hù)定值是不一樣的,因此需要采用兩套回路保護(hù)裝置。

3)控制回路的改造設(shè)計(jì)。該變頻裝置的控制回路需要一路三相的380V電源和一路交直流的220V電源。其中三相電源通過一套雙電源快切裝置由外回路的交直流電源供電,三相電源主要負(fù)責(zé)變頻裝置冷卻分機(jī)的供電,而交直流電源主要負(fù)責(zé)功率器件電源板的供電。當(dāng)變頻裝置電源送電而未啟動(dòng)時(shí),380V電源掉電變頻裝置將進(jìn)行電源開關(guān)的跳閘。如掉電超過一定的時(shí)間限制的話,變頻裝置立即進(jìn)行電源開關(guān)的跳閘。

4)熱工邏輯的改造設(shè)計(jì)。熱工邏輯的改造主要是根據(jù)旁路柜中刀閘的位置狀態(tài)來對工、變頻方式的電源開關(guān)進(jìn)行切換。

5)冷卻方式的改造設(shè)計(jì)。為確保能夠在保證變頻裝置正常運(yùn)行的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,可以通過改進(jìn)房體的進(jìn)風(fēng)孔和出風(fēng)道的冷卻方式來實(shí)現(xiàn)。

2.2 135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造調(diào)試說明

135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的解決方法如下:

(1)啟動(dòng)和停止信號(hào)的干擾和丟失問題:相應(yīng)的解決措施如下:第一、對于電纜控制信號(hào)因受到較大干擾而引起設(shè)備停運(yùn)的問題。可以通過增設(shè)中間繼電器的方法來解決問題。第二、對于因指令信號(hào)丟失而不能維持電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。可以通過更換變頻裝置的控制部分來有效的解決問題。(2)控制電源故障問題:在對135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造進(jìn)行調(diào)試時(shí)會(huì)出現(xiàn)因控制電源切換裝置的切換時(shí)間過長而導(dǎo)致的控制電源故障問題。這一問題可以通過更換快速切換裝置來有效的解決。(3)控制板、功率模塊損壞問題:在對135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造進(jìn)行調(diào)試時(shí)會(huì)遇到個(gè)別變頻裝置的控制板、功率模塊損壞的問題,其原因?yàn)殡娮悠骷拈L期存放可能造成其質(zhì)量下降。對于控制板有損壞的,可以通過更換相應(yīng)的控制板來解決問題,對于功率模塊有損壞的可以通過更換相應(yīng)的功率模塊或增設(shè)相應(yīng)的功率單元旁路來保證變頻裝置的正常使用。

3135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益及改造中需要注意的事項(xiàng)

3.1 135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益分析

為了135MW機(jī)組凝結(jié)水泵節(jié)能改造后的節(jié)能情況,選取相應(yīng)機(jī)組分別在三種不同負(fù)荷工況下,將改造前后兩種運(yùn)行方式下的運(yùn)行情況進(jìn)行對比,機(jī)組運(yùn)行工況以及改造前后兩種運(yùn)行方式下的耗電量結(jié)果如表1所示。

從上表中的相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出,在三種不同負(fù)荷工況下,135MW機(jī)組凝結(jié)水泵節(jié)能改造后的節(jié)電效果顯著。按135MW機(jī)組凝結(jié)水泵節(jié)能改造后平均每小時(shí)節(jié)電量675kWh計(jì)算,全年可節(jié)約電量2932200kWh。如果電價(jià)按0．342元／kWh計(jì)算的話,將會(huì)給單位帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)100.28萬元。

3.2 135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造中需要注意的事項(xiàng)

結(jié)合大量的關(guān)于135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),筆者總結(jié)認(rèn)為在135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造中需要注意如下幾個(gè)方面的事項(xiàng)。第一、135MW機(jī)組凝結(jié)水泵變頻裝置的冷卻機(jī)制設(shè)計(jì)的是否合理在很大程度上決定了135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造效果的成敗,特別在夏季高溫的情況下需增加其他的冷卻手段,135MW機(jī)組凝結(jié)水泵在應(yīng)用大容量變頻裝置時(shí),根據(jù)實(shí)際情況,建議采用空冷和水冷方式。第二、為了有效控制于135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造后故障的發(fā)生,建議增設(shè)單元旁路功能,在不影響變頻裝置整體運(yùn)行的前提下,可自動(dòng)切除故障單元,從而有效預(yù)防故障的發(fā)生。第三、為了有效控制135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)所產(chǎn)生的負(fù)載,應(yīng)在了解實(shí)際工藝、工況條件下,要確保中壓變頻裝置選型的額定電流一定要大于工頻運(yùn)行的最大電流。第四、目前國內(nèi)很多電廠在對135MW機(jī)組凝結(jié)水泵進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)所采用的變頻裝置多為開環(huán)控制方式,這并不能很好地發(fā)揮變頻裝置的節(jié)能效果,因此,建議采用的變頻裝置應(yīng)為閉環(huán)控制方式。第五、在機(jī)組建設(shè)時(shí)期需考慮變頻裝置的安裝,目前很多電廠在對135MW機(jī)組凝結(jié)水泵進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)均遇到了變頻裝置安裝問題,為了杜絕變頻裝置安裝問題的發(fā)生,要在機(jī)組建設(shè)期妥善處置好變頻裝置的安裝問題,而且在變頻裝置選型時(shí)應(yīng)考慮反轉(zhuǎn)起動(dòng)問題。

4結(jié)語

目前國內(nèi)火電機(jī)組燃煤問題非常棘手,降低廠用電率、降低煤耗是長期工作目標(biāo),通過對基于中壓變頻技術(shù)的135MW機(jī)組凝結(jié)水泵的節(jié)能改造的節(jié)能分析可以看出,對大電機(jī)、大負(fù)荷旋轉(zhuǎn)機(jī)械的變頻改造將是提高其節(jié)能效果的重要手段。隨著中壓變頻技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,相信中壓變頻技術(shù)在火電廠領(lǐng)域?qū)?huì)應(yīng)用的日益廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1] 周東輝.中壓變頻技術(shù)在200MW機(jī)組控制中的應(yīng)用[J]．現(xiàn)代電力,2010(5).