高壓變頻器在凝結(jié)水系統(tǒng)的應用

    摘  要： 本文著重介紹國產(chǎn)單元串聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在漳山發(fā)電公司2＃機組凝結(jié)水系統(tǒng)的應用情況，并對其改造前后的節(jié)電情況進行了對比。結(jié)果表明，在電廠主輔機設備上采用國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)實施變頻節(jié)能改造切實可行，具有投資省，見效快等特點，為降低廠用電率具有積極意義。
1.前言：
    漳山電廠位于山西省長治市，始建于2002年，目前擁有兩臺裝機容量各為300MW的直接空冷機組。凝結(jié)水系統(tǒng)配裝上海凱士比泵業(yè)有限公司制造的NLT350-400×6型凝結(jié)水泵，凝結(jié)水泵電機為湘潭電機廠制造的YLKS500-4型，高壓變頻器為北京利德華福電氣技術有限公司制造的HARSVERT-A06/130系列。目前在已投運的大型火電機組中，凝結(jié)水泵采用100%容量、一用一備的配備模式，除氧器水位依靠上水調(diào)門開度控制，節(jié)流損失大。隨著高壓變頻調(diào)速裝置可靠性的提高，應用領域不斷擴大，眾多發(fā)電企業(yè)對凝結(jié)水泵進行了變頻改造。在實際改造中，對控制方案的要求主要是變頻凝結(jié)水泵運行中事故跳閘，備用泵工頻聯(lián)啟后凝結(jié)水壓力陡增，除氧器水位、凝結(jié)水其它用戶的控制必須在要求范圍內(nèi)波動。本文就山西漳山發(fā)電有限責任公司#2機組凝結(jié)水泵變頻改造的實際情況，對上述問題作一番探討。
2.凝結(jié)水泵的運行工況
    在汽輪機低壓缸內(nèi)做功的蒸汽在空冷島冷卻凝結(jié)之后，集中在凝結(jié)水箱中，凝結(jié)水系統(tǒng)的作用是通過凝結(jié)水泵及時的把凝結(jié)水送至除氧器中，維持除氧器水位平衡。保證凝結(jié)水泵連續(xù)、穩(wěn)定運行是保障電廠發(fā)電機組安全、經(jīng)濟生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，凝結(jié)水系統(tǒng)如圖1所示。
 

   
圖1：凝結(jié)水系統(tǒng)圖
    凝結(jié)水泵電機為6kV/1120kW電機，設計時有一定裕量，每臺機組配備二臺凝結(jié)水泵，一臺運行，一臺備用。通過對機組凝結(jié)水系統(tǒng)和凝結(jié)水泵運行方式、動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究分析，提出一拖二自動工/變頻切換控制方案。由于凝結(jié)水泵屬一用一備運行方式，因此采用一拖二方案可以提高變頻設備的利用率，保證系統(tǒng)具有良好的節(jié)能效果。另一方面，凝結(jié)水泵具有定期設備輪換的制度，為降低系統(tǒng)操作的難度，系統(tǒng)采用高壓開關等自動切換裝置，從而，使得系統(tǒng)操作簡便、安全可靠。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2所示：

            
圖2：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖
    凝結(jié)水泵變頻改造前，除氧器水位是通過改變凝結(jié)水泵出口調(diào)整門的開度進行的，調(diào)節(jié)線性度差，調(diào)整門存在較大的節(jié)流損失。同時由于頻繁的對調(diào)整門進行操作，導致閥門的可靠性下降，影響機組的穩(wěn)定運行（我公司1#機組曾發(fā)生三次調(diào)整門機械故障）。
    改造為高壓變頻器后，凝結(jié)水泵出口閥門處于全開位置(同時根據(jù)現(xiàn)場實際情況可將旁路門打開，可進一步降低凝結(jié)水系統(tǒng)的節(jié)流損失)，僅在倒泵過程中由凝結(jié)水母管調(diào)整門來控制除氧器水位，正常運行時通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)出口流量控制除氧器水位的目的，滿足運行工況的要求，圖3為凝結(jié)水控制方案。