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1、高压变频调速技术在 330MW 机组上的应用李志才，刘红权（大唐珲春发电厂，吉林 珲春 133303）摘要：本文介绍了大唐珲春发电厂330MW机组通过凝结水泵、一次风机增装高压变频调速装置，实现了转机变 速调节，系统运行的安全性和经济性均得到了显著提高，取得了较好的节能效果。关键词：高压变频装置；凝结水泵；一次风机；变速调节；节能前言随着计算机控制技术的快速发展和高电压大容量电子器件性能的 提高，高压变频调速装臵的可靠性得到了大幅度提高，生产成本也逐年 降低，变频装臵的应用也逐渐由低电压小容量向高电压大容量转机上推 广开来。大唐珲春发电厂3号、4号330MW机组于2006年9月移交生产。设 计
2、凝结水泵和一次风机均采用定速节流调节，由于机组选型中考虑的富 裕容量大及近年来机组调峰深度加大，机组平均负荷率经常维持在在 7080%之间运行，低谷运行时间长，节流损失大。造成凝结水泵、一 次风机耗电率偏高，严重影响机组的经济运行。1系统简介大唐珲春发电厂330MW机组凝结水泵设计选用立式外筒型多级导叶 离心式定速泵，设计型号为B640I-5,流量为711.83m3/h,扬程为316.4m, 轴功率为745.3KW;配用电动机型号为YKSL500-4,配用功率为1000kW , 电压为6kV,额定电流118.9A，转速1480 r/min。系统配置2台凝结水 泵，正常一运一备。设计热井中凝结水
3、通过凝结水泵升压后，经过凝结 水精处理系统、轴封加热器、4台低压加热器送入除氧器。在轴封加热 器出口与1号低压加热器进口连接管路间设臵凝结水调节阀及旁路阀， 用于控制除氧器水位。除氧器采用滑压运行方式。大唐珲春发电厂330MW机组1025T/h锅炉制粉系统采用正压冷一次 风直吹式制粉系统，每台炉配5台MPS212HP-II型中速磨煤机。设计磨煤 机出力56.9t/h,通风阻力6.03KPa,入磨一次风量25.33ms/s。每台炉配 2台入口导叶调节离心式一次风机，正常全部运行，一次风机型号： L4N2207.96.89SBL6T，流量 276084m3/h，全压升 17.17KPa，进口压力
4、-0.365KPa。电动机型号为YKK630-4,额定电压6000V,额定电流201.1A, 转速1490r/min，额定功率1800KW。2运行中存在的问题2. 1机组调峰频繁，峰谷差大，晚间低谷最低负荷180MW，凝结水和一 次风机节流调节损失大，效率低，单耗高。2. 2 因凝结水泵调节阀节流严重，汽机厂房0米运转层噪音大，最大 110dB (A)，对周围环境造成污染。2. 3 凝结水系统管路振动大，曾发生多次因振动大造成凝汽器再循环 调节门操作失灵、电源板、主机板损坏的事件。2. 4 凝结水调节阀线性差，在部分调节区域凝结水流量波动大。3. 解决办法及特点针对凝结水泵和一次风机低谷节流损
5、失大、效率低、单耗高等问题， 厂组织专业人员多次召开专题会议，研究对策和改造方案。根据多个方 案对比论证，最终决定增装高压变频装臵，实现凝结水泵和一次风机变 速调节。通过公开招标的方式，对高压变频装臵进行招标，最后选用了 广东明阳龙源电力电子公司设计生产的MLVERT-D系列模块串联多电平 电压型无电网污染高压变频器。该系列高压变频器为“高-高”型变频 器，高压直接输入，高压直接输出，不需要升压变压器。该系列高压变 频器输入隔离变压器采用了移相变压器，使得输入波形接近正弦波，对 电网谐波污染小；输出侧通过逆变器的PWM调制技术，输出为多电平， 使得变频器的输出电压波形非常接近正弦波，无需输出滤
6、波器，可直接 接高压电机运行。凝结水泵高压变频装臵采用一拖二的供电方式，减少 了改造的初投资。一次风机采用一拖一的供电方式。该高压变频器的主 要组件包括：旁路柜、变压器柜、模块柜、控制柜。MLVERT-D系列高压 变频调速系统具有如下特点：3.1 输入波形接近正弦波，对电网谐波污染小,无需考虑谐波抑制。3.2输入功率因数高，在20100%的负载范围内，功率因数0.96，无 需功率因数补偿装臵。3.3 提供正弦波输出波形，不需输出滤波器,对电机应无特殊要求。3.4 控制系统实现全数字控制，且控制系统和主电路通过光纤通讯进行 联接，实现强弱电压完全隔离。3.5 变频器具备完善的故障自诊断，报警、参
7、数显示和历史记录等功能， 维修方便。4节能效果凝结水泵和一次风机在变频改造前后进行了相关试验，凝结水泵采 用定速调节运行方式，调节阀压降随机组负荷降低呈升高变化趋势，机 组负荷越低，调节阀压降越大，节流损失越大。采用变频调速运行方式 后，凝结水母管压力随机组负荷降低而降低，耗电功率随负荷降低而显 著降低，在200MW工况点调节阀压降降低2.22MPa，节电率达61.7%。消除了凝结水系统振动，调节阀所在区域噪音显著降低，已经达到规定要求。50100150200250300350W/MW图1凝结水母管压力曲线表1 凝结水泵定速调节与变频调节主要运行参数对比发电机凝结水定速调节定速调节定速调节变频
8、调节变频调节变频调节变频调节端功率 流 量凝结水压力凝泵电流凝泵功率转速凝结水压力凝泵电流凝泵功率/MW /t/h /Mpa/A/Kr/min /Mpa/A/K3307182.6288.5855.013171.8697.7751.73206832.6687.58851.812731.7194.2718.93006052.7385.85830.011991.4887.1678.62805952.8184.04807.211541.4479.9587.52605402.9082.13783.510951.3172.8467.82405102.9980.12758.610511.2665.8348.
9、22205033.1078.0732.510061.1058.6309.02005003.2375.72704.99471.0151.5270.0一次风机采用定速调节运行方式，由于设计都留有310%的富裕容 量，致使风机在额定负荷运行，入口调节挡板开度一般在75%左右，耗 电功率达2712.3KW。采用变频调速运行方式后，入口调节挡板保持全开 状态，额定负荷一次风机耗电功率降至2103.7KW，节电率达22.4%。表2 一次风机定速调节与变频调节主要运行参数对比定速调节总功率（甲+乙）/KW变速调节总功率（甲+乙）/KW3302902712.3266.92103.7300289.6270922
10、7.51662.628029327402181579.1260283.12648212.41533240267.725042091493.22202592422209.61474.1200258.72419218.21518.4表3 变频调节与定速调节对比节电量统计结果负荷运行凝结水泵一次风机总年范围小时节电功率节电功率节电功率节电量/MW/h/KW/KW/KW/ 万 KW.h3303001288103.3608.6711.991.73002801446151.41046.41197.8173.22802601446219.71160.31380199.5260240966315.711151
11、430.7138.2240220874410.41010.81421.2124.2220200642423.5947.91371.488.0200以下338434.9900.61335.545.1按单台机组年运行7000h，厂用电单价0.32元/KW.h计算，凝结水泵 变频调节年可节电175.2万KW.h，年可节约资金56.06万元。1台机组凝 结水泵变频改造投入设备费77.5万元，安装费10万元；需19个月可收回 投资成本。一次风机变频调节年可节电684.8万KW.h,年可节约资金 219.1万元。一次风机变频改造设备费116.25万元，安装费15万元。需8 个月可收回投资成本。5应用高压变
12、频装臵的优点5.1 改造设备时,不涉及电动机及所驱动的泵或风机,停机改造的时间 短,影响生产少。5.2 变频装臵安装的地点不限于靠近电动机的轴端处,可选择比较合理 的位臵。5.3 实现电机的软启动,避免启动转矩大对电机的冲击,提高了电机使 用寿命；5.4 转机工作转速降低，系统工作压力降低，减轻了工作介质对阀门及 管道等部件的冲刷，延长了使用周期。5.5 转机工作转速降低，减轻了机械振动，减少了基础轴承等部件的损 坏，提高了机组运行可靠性；5.6 提高了自动化水平，水压、风压调整更平稳，显著提高了运行操作 的可靠性。6结论大唐珲春发电厂通过凝结水泵和锅炉一次风机增装高压变频装臵， 实现凝结水泵和锅炉一次风机的变速调节。每台机组年可节约厂用电量 860万KW.h，减轻了凝结水系统和一次风机振动，有效降低了工作场所 噪音，收到了显著的节能减排效果。参考文献：1林启华.泵与风机的变速节能.北京：水利电力出版社，1987.2国内外高压变频装置应用情况的调研报告.中国大唐集团公司，2006.作者简介：李志才（1966-），男，高级工程师，从事节能管理工作。工作单位：大唐珲春发电厂联系电话：（0433）7543763；94292（3763）E-mail：邮编：133303通讯地址：吉林省珲春市光明街大唐珲春发电厂
