基于中壓變頻技術的135MW機組凝結水泵的節能改造

王俊峰

摘 要:本文從對135MW機組凝結水泵和中壓變頻技術的介紹,對基于中壓變頻技術的135MW機組凝結水泵的節能改造設計及調試進行剖析,最后就基于中壓變頻技術的135MW機組凝結水泵的節能改造中需要注意的事項進行說明。

關鍵詞:中壓變頻135MW機組凝結水泵節能改造

中圖分類號:TN77 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0062-01

1135MW機組凝結水泵和中壓變頻技術說明

1.1 135MW機組凝結水泵運行時存在的問題

結合當前135MW機組凝結水泵的實際應用狀況,筆者總結認為當前135MW機組凝結水泵在運行時還存在如下幾個方面的問題:(1)135MW機組凝結水泵所采用的雙速交流電動機在運行中由于調速范圍比較窄,因此在調速時操作比較困難。(2)135MW機組凝結水泵的電動機啟動時,啟動電流往往為額定電流的6到8倍,這樣容易對電動機的定子繞組絕緣層造成損害,進而影響電動機的使用壽命。(3)135MW機組凝結水泵運行時的閥門調節操作容易導致水位閥門執行機構的各種故障,進而嚴重影響凝結水泵各種功效的發揮。(4)135MW機組凝結水泵的水位調節閥門動作遲緩,很難滿足最佳的調節效果。(5)135MW機組凝結水泵的功耗無法隨機組負荷變化進行調整,浪費電能。

1.2 中壓變頻技術的原理

中壓變頻的調速原理公式:n=60f(1-s)/p

2135MW機組凝結水泵的節能改造設計及調試

2.1 135MW機組凝結水泵的節能改造設計說明

1)主回路的改造設計。采用135MW機組凝結水泵原有的電源開關經中壓變頻裝置、進線和出線刀閘至水泵電動機。其中進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生。

2)保護回路的改造設計。在不改變135MW機組凝結水泵原有保護功能的前提下,通過增加變壓器保護機制來通過壓板實現工、變頻投入與退出考慮到工、變頻方式下保護定值是不一樣的,因此需要采用兩套回路保護裝置。

3)控制回路的改造設計。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,三相電源主要負責變頻裝置冷卻分機的供電,而交直流電源主要負責功率器件電源板的供電。當變頻裝置電源送電而未啟動時,380V電源掉電變頻裝置將進行電源開關的跳閘。如掉電超過一定的時間限制的話,變頻裝置立即進行電源開關的跳閘。

4)熱工邏輯的改造設計。熱工邏輯的改造主要是根據旁路柜中刀閘的位置狀態來對工、變頻方式的電源開關進行切換。

5)冷卻方式的改造設計。為確保能夠在保證變頻裝置正常運行的前提下實現節能的目的,可以通過改進房體的進風孔和出風道的冷卻方式來實現。

2.2 135MW機組凝結水泵的節能改造調試說明

135MW機組凝結水泵的節能改造調試過程中出現的問題及相應的解決方法如下:

(1)啟動和停止信號的干擾和丟失問題:相應的解決措施如下:第一、對于電纜控制信號因受到較大干擾而引起設備停運的問題。可以通過增設中間繼電器的方法來解決問題。第二、對于因指令信號丟失而不能維持電動機正常運轉的問題。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機組凝結水泵的節能改造進行調試時會出現因控制電源切換裝置的切換時間過長而導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機組凝結水泵的節能改造進行調試時會遇到個別變頻裝置的控制板、功率模塊損壞的問題,其原因為電子器件的長期存放可能造成其質量下降。對于控制板有損壞的,可以通過更換相應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的功率模塊或增設相應的功率單元旁路來保證變頻裝置的正常使用。

3135MW機組凝結水泵的節能改造的經濟效益及改造中需要注意的事項

3.1 135MW機組凝結水泵的節能改造的經濟效益分析

為了135MW機組凝結水泵節能改造后的節能情況,選取相應機組分別在三種不同負荷工況下,將改造前后兩種運行方式下的運行情況進行對比,機組運行工況以及改造前后兩種運行方式下的耗電量結果如表1所示。

從上表中的相關數據可以看出,在三種不同負荷工況下,135MW機組凝結水泵節能改造后的節電效果顯著。按135MW機組凝結水泵節能改造后平均每小時節電量675kWh計算,全年可節約電量2932200kWh。如果電價按0．342元／kWh計算的話,將會給單位帶來直接的經濟效益達100.28萬元。

3.2 135MW機組凝結水泵的節能改造中需要注意的事項

結合大量的關于135MW機組凝結水泵的節能改造實踐經驗,筆者總結認為在135MW機組凝結水泵的節能改造中需要注意如下幾個方面的事項。第一、135MW機組凝結水泵變頻裝置的冷卻機制設計的是否合理在很大程度上決定了135MW機組凝結水泵的節能改造效果的成敗,特別在夏季高溫的情況下需增加其他的冷卻手段,135MW機組凝結水泵在應用大容量變頻裝置時,根據實際情況,建議采用空冷和水冷方式。第二、為了有效控制于135MW機組凝結水泵的節能改造后故障的發生,建議增設單元旁路功能,在不影響變頻裝置整體運行的前提下,可自動切除故障單元,從而有效預防故障的發生。第三、為了有效控制135MW機組凝結水泵的轉矩波動所產生的負載,應在了解實際工藝、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行的最大電流。第四、目前國內很多電廠在對135MW機組凝結水泵進行節能改造時所采用的變頻裝置多為開環控制方式,這并不能很好地發揮變頻裝置的節能效果,因此,建議采用的變頻裝置應為閉環控制方式。第五、在機組建設時期需考慮變頻裝置的安裝,目前很多電廠在對135MW機組凝結水泵進行節能改造時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生,要在機組建設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應考慮反轉起動問題。

4結語

目前國內火電機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,通過對基于中壓變頻技術的135MW機組凝結水泵的節能改造的節能分析可以看出,對大電機、大負荷旋轉機械的變頻改造將是提高其節能效果的重要手段。隨著中壓變頻技術的不斷發展和成熟,相信中壓變頻技術在火電廠領域將會應用的日益廣泛。

參考文獻

[1] 周東輝.中壓變頻技術在200MW機組控制中的應用[J]．現代電力,2010(5).