“一托二”高压变频调速技术在火电厂给水系统中给水泵上的应用

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

苇湖梁电厂1机组给水热力系统由除氧器、2台前置泵、2台定速电动给水泵 (2台容量各为100%的额定容量)、给水泵再循环调节门、给水小旁路调节门、给水大旁路调节门、主给水调节门、主给水差压门等组成。运行时，-台给水泵运行，另-台备用；锅炉汽包水位由给水小旁路调节门、给水大旁路调节门、主给水调节门来控制，机组给水热力系统如图 1所示。

收稿日期：2012-07-24作者简介：张辉，男，高级工程师，从事火力发电厂检修管理工作。

给水泵变频改造前，机组给水系统运行中存在的问题有：1)汽包水位控制是通过改变给水调节门开度来实现，由于给水泵出口压力高，扬程的富裕量大，造成阀门调节节流损失大；2)由于给水调节门前后压差大，在运行时经常发生卡涩现象；3)由于给水泵定速运行，在机组负荷发生变化时，给水泵转速不变，给水泵电机出现大马拉小车现象，浪费了大量的电能。为解决以上问题，采用-托二”自动工频/变频切换控制方案。由于给水泵属-运-备运行方式，因此，采用-托二”方案可以提高变频设备的利用率，降低改造的费用，具有良好的节能效果；同时可满足当-台给水泵变频运行故障时，工频联动备用给水泵的切换要求。

2013年第 1期 工业仪表与 自动化装置 ·71·省煤1.棚 给水泵再循环电动门；2.62给水泵再循环电动门；3.棚给水泵出口电动门；4.62给水泵出口电动门；5.主给水电动门；6.给水大旁路电动门；7.给水小旁路电动门；8.主给水调节门；9.给水大旁路调节门；10.给水小旁路调节门；11.主给水差压门；12.给水管路阀后总门图 1 给水热力系统图1 给水泵变频改造1.1 给水泵电机参数型号：YKOS3200-Z；额定功率：3 200 kW；额定电压：6 kV；额定电流：356 A；额定频率：50 Hz；额定转速：2 985 r/min。

1.2 系统结构#l机组 2台给水泵原为定速泵，现改造为-拖二”变频运行方式，-台给水泵采用变频调速方式，另-台给水泵工频备用，系统接线方式如图2所示。给水泵变频运行后 ，原调节方式保留，调速运行时，调节门全开，通过改变电机转速来调节汽包水位，原压力限值适当降低。

图2中：QF、QF1、QF2、变频器组成给水泵变频调速控制系统，QFa、QFb为原有开关。QF、QF1、变频器闭合时构成#l给水泵变频回路，QF、QF2、变频器闭合时构成#2给水泵变频回路。QFa、QFb闭合时构成原工频回路。要求 QFa与 QF1、QFb与 QF2、QF1与 QF2互锁不能同时闭合。

1.3 运行方式1.3.1 启动1)送电(1)闭合断路器 1MCB和2MCB，2路控制电路送电；(2)闭合断路器3MCB，冷却风扇送电；(3)闭合断路器4MCB，给控制电路送电；(4)接通 UPS电源。

高压母线A段 高压母线B段图2 #1、2给水泵系统接线图2)送动力电(1)接通进线开关；(2)接通给水泵相对应的出线开关。

4)变频器启动给定变频器转速后启动变频器或启动变频器后给定转速均可，同时备用泵工频联锁投入。

1.3.2 变频器停止1)停止变频器变频器可在当前转速下直接停止，也可在减速后停止。

3)变频器若较长时间停用，需断开2路控制电源，同时清除UPS蜂鸣声。

· 72· 工业仪表与自动化装置 2013年第 1期1.3.3 切泵调速泵运行时，另-泵处于工频备用状态。调速泵出现故障时，进行工频自动切换，原调节门适当回关，控制方式采用原调节方式。

工频运行切换另-台泵变频运行时，仍用原 2台工频泵切换方法。

1.3.4 并泵变频泵在最大转速且压力低于限定值时，备用泵启动，备用泵联启压力限值适当调整。

由于其他系统要求母管压力不能太低，故在给水泵转速较低时，可选择适当回关阀门来增大压力或对变频器的最低转速进行设定。

1.3.5 倒泵当l-1给水泵变频运行、1-2给水泵工频备用，切换到1-1给水泵工频备用、1-2给水泵变频运行时，依次进行下列步骤：工频启动 1-2给水泵，停 1-1变频给水泵，工频启动 1-1给水泵，停 1-2工频给水泵，变频启 1-2给水泵，停 1-1工频给水泵。

当1-2给水泵变频运行、1-1给水泵工频备用，切换到1-2给水泵工频备用、1-1给水泵变频运行时，与上述步骤类似。

1.4 联锁关系1)在投入给水泵变频跳闸保护”的情况下，当给水泵变频运行故障跳闸时，联动工频给水泵运行，并联动关给水调节门至65%。

2)当工频给水泵运行时，必须将给水泵变频跳闸保护”退出，否则给水调节门将自动关至65%。

3)当给水压力低至给水泵的欠水压保护联动值时，联动备用给水泵运行。

4)锅炉主给水调节门、大旁路调节门，均进入给水泵变频跳闸保护”状态，若保护动作发生，运行的调节门关至 65%。

图3 给水泵变频联锁方框图1.5 变频运行控制方式1)闭环控制方式高压变频器通过 DCS系统下发的速度指令进行频率调节，给水泵的流量是根据机组负荷大小来控制的，主要控制参数是汽包水位，汽包水位过高将影响蒸汽品质，过低则破坏锅炉水循环，严重时会引起爆管∝制方式是通过建立以汽包水位、给水流量、蒸汽流量 3个被调量的闭环给水自动控制系统，通过调节给水泵转速控制汽包水位。

2)开环控制方式变频器选择运行在开环状态时，通过 DES控制变频器的输出频率。

1.6 给水泵最小流量控制1.6.1 给水泵参数1)型号：4LG-102)扬程：16.91 MPa3)流量：500 t/h4)转速：2 985 r/min1.6.2 在锅炉低负荷时，保证给水泵工作在安全工作区域的措施：1)给水泵的欠水压保护联动值修改为 10.0MPa，即给水压力低至 10.0 MPa时联动备用给水泵运行。

2)变频器最低转速限定在 50%额定转速，当实际转速给定值低于50%时，变频器以50%额定转速运行。

1.7 操作界面1)变频器转速给定通过 DCS操作界面给定，给定范围为 0% ～100%额定转速。变频器最低转速限定在50%额定转速，当实际转速给定值低于50%时，变频器以50%额定转速运行。

2)变频器实际输出频率在 DCS界面上以电动机实际转速显示，显示范围为0～2 985 r/min。

3)变频器输入侧电流和输出侧电流均在 DCS界面上显示，显示范 围分别为 0-500 A和 0～400 A。

1.8 注意事项1)当给水泵变频运行时，必须投入给水泵变频跳闸保护”。

2)当给水泵工频运行时，严禁投入给水泵变频跳闸保护”。

3)当变频运行，给水压力突然降低时，应及时开大变频手操器开度。但连续点击大开的次数不得超过 2次，防止变频电机过电流。

4)当给水泵变频、工频同时投入运行且给水压力升高时，注意调节汽包水位，必要时手动调节。

5)当给水泵工频切换为变频时，即工频运行的给水泵停止运行时，给水压力可能急剧下降，运行人2013年第 1期 工业仪表与自动化装置 ·73·员要及时调整给水泵变频手操器，增加变频转速，提高给水压力，并开大主给水调节门增加给水流量来确保汽包水位正常。

6)当给水泵变频运行时，根据汽包水位缓慢开启主给水调节门至 95%，用变频转速调整给水流量。

7)当给水泵变频运行正常时，应投入给水泵变频跳闸保护”，此保护的功能是 ：当给水泵变频跳闸联动工频给水泵运行时，锅炉主给水调节门将 自动关至65%，以防发生满水事故。

8)当汽包水位高-值报警时，应及时调节给水量，当点击给水泵变频手操器开度时，首先点击单箭头开关 ，若汽包水位有大幅度的变化时，可点击双箭头开关 ，严禁 5 S内连续点击 2次 ，以防止给水流量大幅度变化，以避免给水压力与汽包压力平衡时而给水流量到零，造成锅炉严重缺水事故。

9)在处理汽包缺水过程中，若汽包水位低至 -100 mm且给水流量跟不上，变频转速低时，应及时启动备用工频给水泵。当水位恢复正常时再停止备用泵。(注意：当给水泵工频运行时，要及时退出变频给水泵跳闸保护)。

2 给水泵变频改造效果分析2.1 降低了给水泵单耗，节约厂用电量变频改造后相比改造前可节电10% ～20%。

2.2 减少电机启动时的电流冲击，延长了设备的使用寿命由于电动机的变频软启动可提供高的启动转矩且平滑无冲击，避免了在启动过程中转子绕组及阻尼绕组承受很高的热应力和机械应力，根据有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低了泵的转速可成倍提高泵的使用寿命 ，大大降低了日常维护费用。

2.3 减少了阀门阻力损失，提高了系统的效率给水泵变频改造后 ，由于泵的转速降低，泵的出口压力也相应降低，锅炉给水调节门处于全开状态，使得调节门安全特性变好，减少了阀门处阻力损失，提高了系统的效率。

2.4降低噪声给水泵改用变频后，降低了水泵转速，噪声也大幅度地降低。

3 结束语苇湖梁电厂#l机组给水泵实施-托二”高压变频调速技术改造后，改善了锅炉给水调节系统的性能，解决了过去给水系统运行中的常见问题，达到节能降耗目的，对提高企业竞争力具有积极意义。