基于中压变频技术的135MW机组凝结水泵的节能改造

王俊峰

摘 要:本文从对135MW机组凝结水泵和中压变频技术的介绍,对基于中压变频技术的135MW机组凝结水泵的节能改造设计及调试进行剖析,最后就基于中压变频技术的135MW机组凝结水泵的节能改造中需要注意的事项进行说明。

关键词:中压变频135MW机组凝结水泵节能改造

中图分类号:TN77 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0062-01

1135MW机组凝结水泵和中压变频技术说明

1.1 135MW机组凝结水泵运行时存在的问题

结合当前135MW机组凝结水泵的实际应用状况,笔者总结认为当前135MW机组凝结水泵在运行时还存在如下几个方面的问题:(1)135MW机组凝结水泵所采用的双速交流电动机在运行中由于调速范围比较窄,因此在调速时操作比较困难。(2)135MW机组凝结水泵的电动机启动时,启动电流往往为额定电流的6到8倍,这样容易对电动机的定子绕组绝缘层造成损害,进而影响电动机的使用寿命。(3)135MW机组凝结水泵运行时的阀门调节操作容易导致水位阀门执行机构的各种故障,进而严重影响凝结水泵各种功效的发挥。(4)135MW机组凝结水泵的水位调节阀门动作迟缓,很难满足最佳的调节效果。(5)135MW机组凝结水泵的功耗无法随机组负荷变化进行调整,浪费电能。

1.2 中压变频技术的原理

中压变频的调速原理公式:n=60f(1-s)/p

2135MW机组凝结水泵的节能改造设计及调试

2.1 135MW机组凝结水泵的节能改造设计说明

1)主回路的改造设计。采用135MW机组凝结水泵原有的电源开关经中压变频装置、进线和出线刀闸至水泵电动机。其中进线与出线刀闸利用旁路刀闸连接在一起,来有效控制变频事故的发生。

2)保护回路的改造设计。在不改变135MW机组凝结水泵原有保护功能的前提下,通过增加变压器保护机制来通过压板实现工、变频投入与退出考虑到工、变频方式下保护定值是不一样的,因此需要采用两套回路保护装置。

3)控制回路的改造设计。该变频装置的控制回路需要一路三相的380V电源和一路交直流的220V电源。其中三相电源通过一套双电源快切装置由外回路的交直流电源供电,三相电源主要负责变频装置冷却分机的供电,而交直流电源主要负责功率器件电源板的供电。当变频装置电源送电而未启动时,380V电源掉电变频装置将进行电源开关的跳闸。如掉电超过一定的时间限制的话,变频装置立即进行电源开关的跳闸。

4)热工逻辑的改造设计。热工逻辑的改造主要是根据旁路柜中刀闸的位置状态来对工、变频方式的电源开关进行切换。

5)冷却方式的改造设计。为确保能够在保证变频装置正常运行的前提下实现节能的目的,可以通过改进房体的进风孔和出风道的冷却方式来实现。

2.2 135MW机组凝结水泵的节能改造调试说明

135MW机组凝结水泵的节能改造调试过程中出现的问题及相应的解决方法如下:

(1)启动和停止信号的干扰和丢失问题:相应的解决措施如下:第一、对于电缆控制信号因受到较大干扰而引起设备停运的问题。可以通过增设中间继电器的方法来解决问题。第二、对于因指令信号丢失而不能维持电动机正常运转的问题。可以通过更换变频装置的控制部分来有效的解决问题。(2)控制电源故障问题:在对135MW机组凝结水泵的节能改造进行调试时会出现因控制电源切换装置的切换时间过长而导致的控制电源故障问题。这一问题可以通过更换快速切换装置来有效的解决。(3)控制板、功率模块损坏问题:在对135MW机组凝结水泵的节能改造进行调试时会遇到个别变频装置的控制板、功率模块损坏的问题,其原因为电子器件的长期存放可能造成其质量下降。对于控制板有损坏的,可以通过更换相应的控制板来解决问题,对于功率模块有损坏的可以通过更换相应的功率模块或增设相应的功率单元旁路来保证变频装置的正常使用。

3135MW机组凝结水泵的节能改造的经济效益及改造中需要注意的事项

3.1 135MW机组凝结水泵的节能改造的经济效益分析

为了135MW机组凝结水泵节能改造后的节能情况,选取相应机组分别在三种不同负荷工况下,将改造前后两种运行方式下的运行情况进行对比,机组运行工况以及改造前后两种运行方式下的耗电量结果如表1所示。

从上表中的相关数据可以看出,在三种不同负荷工况下,135MW机组凝结水泵节能改造后的节电效果显著。按135MW机组凝结水泵节能改造后平均每小时节电量675kWh计算,全年可节约电量2932200kWh。如果电价按0．342元／kWh计算的话,将会给单位带来直接的经济效益达100.28万元。

3.2 135MW机组凝结水泵的节能改造中需要注意的事项

结合大量的关于135MW机组凝结水泵的节能改造实践经验,笔者总结认为在135MW机组凝结水泵的节能改造中需要注意如下几个方面的事项。第一、135MW机组凝结水泵变频装置的冷却机制设计的是否合理在很大程度上决定了135MW机组凝结水泵的节能改造效果的成败,特别在夏季高温的情况下需增加其他的冷却手段,135MW机组凝结水泵在应用大容量变频装置时,根据实际情况,建议采用空冷和水冷方式。第二、为了有效控制于135MW机组凝结水泵的节能改造后故障的发生,建议增设单元旁路功能,在不影响变频装置整体运行的前提下,可自动切除故障单元,从而有效预防故障的发生。第三、为了有效控制135MW机组凝结水泵的转矩波动所产生的负载,应在了解实际工艺、工况条件下,要确保中压变频装置选型的额定电流一定要大于工频运行的最大电流。第四、目前国内很多电厂在对135MW机组凝结水泵进行节能改造时所采用的变频装置多为开环控制方式,这并不能很好地发挥变频装置的节能效果,因此,建议采用的变频装置应为闭环控制方式。第五、在机组建设时期需考虑变频装置的安装,目前很多电厂在对135MW机组凝结水泵进行节能改造时均遇到了变频装置安装问题,为了杜绝变频装置安装问题的发生,要在机组建设期妥善处置好变频装置的安装问题,而且在变频装置选型时应考虑反转起动问题。

4结语

目前国内火电机组燃煤问题非常棘手,降低厂用电率、降低煤耗是长期工作目标,通过对基于中压变频技术的135MW机组凝结水泵的节能改造的节能分析可以看出,对大电机、大负荷旋转机械的变频改造将是提高其节能效果的重要手段。随着中压变频技术的不断发展和成熟,相信中压变频技术在火电厂领域将会应用的日益广泛。

参考文献

[1] 周东辉.中压变频技术在200MW机组控制中的应用[J]．现代电力,2010(5).