焦鐵良，劉永峰，姚川遠(yuǎn)

(南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 南陽 474671)

鴨河口電廠350MW機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造

焦鐵良，劉永峰，姚川遠(yuǎn)

(南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 南陽 474671)

傳統(tǒng)的凝結(jié)水泵大多采用工頻運(yùn)行方式，在凝結(jié)水泵出口通過兩個(gè)并列且不同大小的調(diào)整門控制除氧器上水流量。南陽鴨河口電廠利用現(xiàn)有軟、硬件設(shè)備資源，結(jié)合高壓變頻器工作特性，對鴨河口電廠凝結(jié)水給水系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造。從經(jīng)濟(jì)型與安全性兩方面綜合考慮，依據(jù)鴨河口電廠實(shí)際情況，變頻器采用特定方式進(jìn)行控制。經(jīng)過2年多的穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組各項(xiàng)運(yùn)行控制性能指標(biāo)優(yōu)良，節(jié)能效果顯著。

凝結(jié)水泵；變頻；節(jié)能

0 引言

南陽鴨河口電廠1、2號機(jī)組為350MW機(jī)組，現(xiàn)階段為調(diào)峰機(jī)組，峰谷差較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)組負(fù)荷在50%～100%之間，由于負(fù)荷的變化，導(dǎo)致凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)等存在著嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，急需進(jìn)行節(jié)能改造，以符合現(xiàn)有的節(jié)能減排政策。在鴨河口電廠實(shí)際應(yīng)用中，凝結(jié)水泵工頻實(shí)際運(yùn)行時(shí)流量較大、壓力較高，超出了現(xiàn)在調(diào)峰機(jī)組的實(shí)際需要量，運(yùn)行時(shí)依靠除氧器水位調(diào)節(jié)閥的節(jié)流來調(diào)節(jié)，偏離了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況，機(jī)組帶低負(fù)荷時(shí)偏離更大，給廠用電網(wǎng)帶來不利影響。因此，對機(jī)組凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造，不僅能實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水系統(tǒng)水位的自動控制，而且對凝結(jié)水泵經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行、節(jié)能降耗具有重要意義。

1 凝結(jié)水系統(tǒng)和改造后凝泵變頻器的系統(tǒng)

鴨河口電廠1、2號機(jī)組配備NIC-710-K/A-4型凝結(jié)水泵，其額定流量870m3/h，揚(yáng)程270m，轉(zhuǎn)速1480r/min。機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)包含2臺水泵，一用一備。凝結(jié)水出口管路有3個(gè)調(diào)節(jié)門(低負(fù)荷凝結(jié)水調(diào)門、高負(fù)荷凝結(jié)水調(diào)門、凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門)如圖1所示。凝汽器水位控制原設(shè)計(jì)由這3個(gè)調(diào)門共同實(shí)現(xiàn)。由于水位采用閥門節(jié)流調(diào)節(jié)、凝泵定速工頻運(yùn)行，凝泵電機(jī)能耗與系統(tǒng)需求并非動態(tài)的最佳匹配，造成較大的能耗損失。

為了減少改造投資，考慮到2臺凝結(jié)水泵平時(shí)一用一備，為達(dá)到節(jié)能降耗目的，本次改造在B凝結(jié)水泵電氣回路增加1臺變頻裝置，采用一拖一控制，實(shí)現(xiàn)B泵的變頻控制，A泵仍為工頻方式，作為B泵備用。

圖1 凝結(jié)水系統(tǒng)

1.1 凝泵變頻改造后操作控制

(1)機(jī)組啟動時(shí)，投B泵變頻運(yùn)行，為保證低旁壓力使變頻高速運(yùn)行，出口壓力>2.5MPa。投入出口調(diào)門自動，由凝泵出口調(diào)門控制熱井水位。

(2)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，投入B泵變頻自動調(diào)節(jié)。此時(shí)，出口調(diào)門自動切大死區(qū)控制，作為后備調(diào)節(jié)手段。為保證變頻運(yùn)行以及低旁隨時(shí)可投入，此時(shí)將退出低旁減溫水壓力保護(hù)。

(3)低旁緊急投入時(shí)，B泵切變頻高速運(yùn)行；B泵變頻故障時(shí)，切A泵運(yùn)行。定期工作切A泵時(shí)，先投A泵(工頻)運(yùn)行，再退B泵變頻運(yùn)行。A泵正常運(yùn)行時(shí)，切B泵變頻：先投B泵，再退A泵。A泵跳閘時(shí)，B泵工頻旁路聯(lián)啟。

1.2 凝汽器熱井水位控制穩(wěn)定要求

熱井水位低于低2值時(shí)，凝泵將跳閘。對策：設(shè)計(jì)水位的凝泵變頻自動控制邏輯，保留原出口調(diào)門水位控制邏輯。當(dāng)凝泵變頻自動控制水位時(shí)，出口閥水位自動仍投入，但其控制死區(qū)擴(kuò)大，作為水位偏差大時(shí)的后備自動；在變頻向工頻切換時(shí)加入出口調(diào)節(jié)門的超馳控制邏輯，關(guān)10s后恢復(fù)閥門正常水位自動，保證水位一直得到有效的自動控制；當(dāng)熱井水位低1值時(shí)，閉鎖出口調(diào)閥開行程。

1.3 變頻器設(shè)備及電機(jī)的保護(hù)要求

當(dāng)電機(jī)故障或變頻器重故障時(shí)，必須能夠及時(shí)跳開變頻器設(shè)備及運(yùn)行電機(jī)，切換備用泵運(yùn)行。

對策：完善聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)計(jì)，當(dāng)運(yùn)行B凝泵停運(yùn)或者變頻故障時(shí)，聯(lián)鎖切換備用泵。

1.4 其他考慮因素

(1)凝泵自身的保護(hù)要求。 凝泵的變頻轉(zhuǎn)速要避開泵的共振區(qū)，以免凝泵振動大；低轉(zhuǎn)速下，泵的潤滑條件能否滿足；凝泵密封水原為泵出口凝結(jié)水提供，現(xiàn)已改為閉冷水系統(tǒng)提供，故可不考慮泵密封水壓問題。對策：可通過泵的變頻試驗(yàn)確定其最低安全工作轉(zhuǎn)速，設(shè)變頻器頻率下限。

(2)低旁減溫水壓力要求?，F(xiàn)低旁減溫水壓力保護(hù)設(shè)計(jì)為“低于2.1MPa跳閘值15s后低旁跳閘”。對策：低旁運(yùn)行時(shí)使凝泵切變頻高速運(yùn)行，同時(shí)出口閥快關(guān)，保證低旁投入時(shí)減溫水的壓力要求。

(3)凝泵出口壓頭要求。為保證凝泵出口壓頭足夠，必須保證凝泵變頻運(yùn)行時(shí)出口壓力不能低于定值。對策：出口壓力低時(shí)閉鎖凝泵轉(zhuǎn)速下降。

1.5 變頻裝置存在問題

(1)變頻至工頻旁路、工頻旁路至變頻的切換必須首先要斷開用戶6kV開關(guān)；

(2)變頻至工頻旁路、工頻旁路至變頻的切換必須在就地柜進(jìn)行。

2 效益分析

該改造項(xiàng)目共投入資金191萬，凝結(jié)水泵變頻改造后，由于調(diào)節(jié)閥處于全開狀態(tài)，只需根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化改變凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速即可，大幅減少了系統(tǒng)的節(jié)流損失，且機(jī)組負(fù)荷越低，節(jié)電效果越明顯。

3 結(jié)語

通過對凝泵變頻改造實(shí)例的分析,證明了高壓變頻技術(shù)具有顯著的節(jié)電效果,是一種理想的調(diào)速控制方式。隨著高壓變頻技術(shù)的發(fā)展,作為大容量傳動的高壓變頻調(diào)速技術(shù)在電力等行業(yè)得到了逐步的推廣應(yīng)用，不僅可以取得顯著的節(jié)能效果，而且也得到了國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，代表了今后更多行業(yè)節(jié)能技術(shù)的方向。

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Design & application of variable-frequency control in 350MW units of Nanyang Yahekou Power Plant

It adapted the way of line-frequency running by the conventional condensate pumps with two parallel, yet different caliber accommodates to control the upstream water flow mostly. NanYang Yahekou Power Plant use of existing software and hardware resources, job characteristics and high voltage inverter, the power plant condensate water Yahekou winding frequency transformation system. From the economical and safety aspects into account, considering the actual situation of power plant，inverter apply new approach to control. after two years of stable operation, the operation control unit good performance, energy-saving effect is remarkable.

condensate pump; frequency conversion; energy saving

TK223.7

B

1674-8069(2017)03-056-02

2016-11-13；

2016-12-27

焦鐵良(1983-)，男，河南南陽人，工程師，主要從事火電廠熱工、汽機(jī)等方面的控制和研究。E-mail：godblessjtl@163.com