绿色变频技术 。 Ｉ 毒 萝 ｌ： 文章编号：１６７１—０７１ １（２０１０）０２—０００７—０３ 利用高压变频器对６ＯＯＭＷ机组 进行节能改造 卓 Ｊ■ｒ （大唐华银金竹山电厂，湖南摘冷水江４１７５０５） 要：针对原６００ＭＷ机组凝结水泵存在的问题，提出用高压变频器一拖二的改造方案，分析改造后的 节能效果，并对改造后存在的问题提出解决方法。 关键词：高压变频；凝结水泵；节能 中图分类号：ＴＭ９２ 文献标识码：Ｂ 大唐华银金竹山发电分公司Ｂ区装备有两台６００ＭＷ发电 电设备成套设计研究院生产的ＭＡＸＦ高压变频调速装置，对 凝结水泵进行变频改造。 机组，每台机组配备两台凝结泵，运行方式为一用一备。 水泵采用上海凯士比泵有限公司生产的ＮＬＴ５００—５７０￣５Ｓ型 该变频装置为ＭＡＸＦ２９００—６０００／３６００电压源型高压变频 泵，流量１ ７６１ｍ￣，扬程３６２ｍ，转速Ｉ ４９０ｒ／ｍｉｎ，汽蚀余 量≤５．９ｍ，效率８４．６％。采用ＹＫＳＬ６３０—４、６ｋＶ、２ ３００ｋＷ电 机，额定电流２５９Ａ，转速１ ４８８＃ｍｉｎ，定速运行。 调速装置，调频范围５～６０Ｈｚ。采用功率单元串接实现多电 平输出（完美无谐波），无输出变压器，不需滤波装置，采 用无极性电容，不需串联、发热少、寿命长，装置可靠、 高效、经济。 变频装置具有自动重合闸功能，能在６５％的低电源电压 凝结泵是汽轮机热力系统中的主要辅机设备之一，它 的作用是把凝汽水箱的凝结水经低压加热器加热后送人除 氧器内维持除氧器水位平衡。系统采用传统配置，凝结水 通过凝结水泵升压后，经过轴封加热器、四台低压加热器 下保持持续运行，主控制器有蓄电池做后备，因此，６ｋＶ电 源的瞬间闪变及工作电源切备用电源（电源中断时间３ｓ） 后送入除氧器。维持凝结水泵连续、稳定运行是保持电厂 安全、经济生产的一个重要方面。正常运行状态下，凝汽 不会导致变频装置停机。当水泵因出口阀门不严造成电动 机反转，在变频装置启动时首先发出制动指令，使电机停 器内的水位不能过高或过低。当机组负荷升高时，凝结水 量增加，凝汽器内的水位相应上升。当机组负荷降低时， 止，然后正常启动。变频器设有短路保护、过载和过流保 护、过压（电动机泵升）保护、过温保护（８５￣Ｃ报警，９５￣Ｃ 凝汽器内水位相应降低，通过改变凝结水泵出口阀门的开 度调节水位，调节线性度差，大量能量在阀门上损耗。由 保护功能）、通信和单元故障等保护功能，尤其是功率单元 设计成插拔结构，在功率单元出现故障自动旁路后，系统 通过自动平衡技术继续运行，此时操作安装在柜体上的旁 路机构可实现在线更换功率单元，带电更换功率单元的功 能保证了系统的可靠性和不间断性。 该变频调速装置由旁路柜、变压器柜、功率单元柜、 控制柜组成。凝结水泵正常运行方式是一用一备，故采用 一于频繁地操作阀门，导致阀门的可靠性下降，影响机组的 稳定运行。机组在满负荷情况下，工作电流为２３０Ａ，凝结 水出口母管压力为３．６８ＭＰａ。凝结泵出口调节阀开度都在 ４０％～６０％之间，阀门一直处在节流状态下，节流损失大。 工频启动时，启动电流大，电动机要承受８～１０倍的冲击电 流，降低了设备的使用寿命。由于机组参与调峰，凝泵主 辅机设备具有较大的调整空间，在低负荷时，凝泵出力不 变，电机的电能浪费比较严重，进行节能改造势在必行。 １．凝结水泵变频改造 ２００７年９月，大唐华银金竹山发电分公司Ｂ区利用２ 机 组检修的机会，采用上海科达机电控制有限公司与上海发 拖二方案，即一台机组的两台凝结水泵共用一套变频装 置，以节约投资。通过取消节流阀的开度控制，减小管道 水阻，降低电动机的能量消耗。变频器接入方法如图１所 示。其ＯＯＱＦ１、ＱＦ２为高压开关，ＱＳ１、ＱＳ４为进线隔离开 关，ＱＳ２、ＱＳ５为出线隔离开关，ＱＳ３、ＱＳ６为旁路隔离开 关 ２０１０Ｍ０２）￣Ｉ中国设备工程 ７ 《 专题 报道 ２．节能分析 绿色变频技术 通过对２帆组进行凝结水泵变频改造，改造后的电机运 行平稳，启动电流大大减小，无合闸冲击电流，电机运行 无异常振动，程序界面使用方便。经过１年多的运行，取得 了很好的节能效果。使用定频运行的凝结水泵电机，记录 图１一拖二变频器接入方法示意图 凝结水泵变频改造分两个部分。第一是就地变频器的 安装与电缆接入，通过旁路柜进行工频变频工作方式切换。 从汽机０米层ＭＣＣ开关柜接入３８０Ｖ低压交流电源，从厂用电 接入直流电源完成变频器控制和操作电源的改造。第二是 热工逻辑和ＤＣＳ操作画面的改造，增加变频器操作画面及 凝结水泵变频器控制状态显示。 旁路刀闸柜由六个隔离开关Ｑｓ１一Ｏｓ６组成，如果１凝结 水泵工作在变频状态，２凝结水泵可以工作在工频状态；反 之２ 疑结水泵工作在变频状态，ｌ＃２疑结水泵可以工作在工频 状态；如果检修变频器，则两台凝结水泵都可以工频运行。 其隔离开关均采用电磁锁进行闭锁，隔离开关闭锁回路如 图２所示。图１、图２ｑＬ作原理说明如下：①旁路柜高压有电 或高压侧开关在合闸位置时，所有刀闸不能操作，前后柜 门不能开启。②Ｑｓ１、ＱＳ２和ＱＳ４、Ｑｓ５之间实现电气互锁。 确保只能有一台凝结水泵可以实现变频，无法将两台同时 投入变频方式。③ＱＳ３和Ｑｓ２、ＱＳ５和Ｑｓ６安装机械互锁装 置，确保凝结水泵电动机只能处于变频或工频工作方式； ④ＱＳ１、Ｑｓ２合闸，Ｑｓ３分闸且变频器发出合闸允许信号时， ＱＦ１才能合闸，启动１ 凝结水泵。如果发出变频器故障， ＱＦ１立即跳闸。２ 凝结水泵与之相同。⑤ＱＳ１、Ｑｓ２分闸， ＱＳ３合闸时，ＱＦ１可以合闸，此时发出变频器故障，ＱＦ１不 会跳闸。２馁结水泵与之相同。 进出线刀闸和旁路刀闸的作用是：一旦变频装置出现 故障，即可马上断开进出线刀闸，将变频装置隔离，手动 合旁路刀闸，在工频电源下启动电机运行。 柜内电源母线 空气断路器 ｑＦｌ Ｑｓ３￣ｍ 辅 隔 助 蕊２触 闭锁 彝 点 ｌ闭锬 关 一 ｑＦ２ 辅 ｑｓ５雨锁 助 触 点 ｑｓ４闭镀 图２隔离开关闭锁回路原理图 ８ 中国设备工程Ｉ ２ｏ１ｏ年０２月 各典型负荷点工频与变频运行电流见表１。 表１ 典型负荷点功率／ＭＷ 仃电流 ３００ ４ｏｏ ４５０ ５ｏｏ ６００ 工频运行 １８Ｏ １９７ ２０８ ２１４ ２２８ 电流，Ａ 变频运行 ４２ ４９ ９９ ｌ１０ １１８ 电流／Ａ 节电 ７６．６ ７５．１ ５２．４ ４８．５ ４８．２ 百分比／％ ３．改造后存在问题和解决方法 （１）变频器的可靠性。变频器运行近１年，未发生因变 频器故障造成６ｋＶ开关跳闸联动工频泵的事故发生，仅出现 过两次功率单元损坏自动退出的故障，由于采用具有在线 更换功率单元的功能，没有停运变频器，就直接更换了故 障的功率单元，保证了凝结水泵的连续运行。 （２）变频器的维护。运行中曾发过单元温度高报警， 现场检查滤网上积灰严重，造成冷空气不能进入。因此规 定每月至少清理一次变频器滤网上的积灰。判断滤网是否 需要清洁，可根据功率单元或变压器的温升是否明显过高； 用Ａ３纸在滤网窗上检查吸附力的大小。 （３）热工保护定值的整定。为了保证凝结水泵在变频 工况下调节除氧器水位时，不会因凝结水泵出口母管压力 正常变化达到保护值而启动备用泵，原凝结水泵出口母管 压力保护定值由原２．３ＭＰａ改为１．０ＭＰａ。为防止凝结水压力 低造成低旁减温水不够，导致凝汽器温度升高而影响真空， 将凝结水压力低闭锁低压旁路开启由原定值１．５ＭＰａ降至 １．０ＭＰａ。 （４）备用泵联锁。目前每台机组的两台凝结水泵只改 造一台，当运行中变频泵跳闸，备用泵联动后，由于凝结 水母管的调阀全开，备用泵电流将迅速上升至超限，会导 致备用泵跳闸或设备损坏；同时凝结水流量迅速增加，母 管压力骤然升高，也会导致凝结水系统的化学精处理除盐 装置设备的损坏。为此将未改造的备用凝结水泵出口阀关 至１５％ ３０％，防止联动后造成设备不必要的损害。 ４．结束语 变频设备在６００ＭＷ发电机组６ｋＶ凝结水泵系统的使用实 践表明，国产大功率高压变频器的技术水平和品质已经可 绿色变频技术 文章编号：１６７１—０７１ １（２０１０）０２—０００９—０２ 专题报道 空调系统应用变频调速技术的效果分析 王 刚，袁朝辉，束成军 （山东中烟工业公司济南卷烟厂，山东济南２５０１０４） 摘 要：介绍了济南卷烟厂在老厂区和新厂区的组合式空调机组中应用变频器的情况，实践证明，均取 得了较大的经济和社会效益。 关键词：中央空调；变频器；节能降耗 中图分类号：ＴＭ３４４．６ 文献标识码：Ｂ 表１ １９９９ ２００３年轴承、皮带费用 ＼ ２００５年山东中烟工业公司济南卷烟厂ｆ以下简称 卷烟厂）新厂区联合工房动工建设，２００７年建设完成 ＼＼ 年度 １９９９年 ２０００拄 ２００１正 ２００２正 ２００３年 费甩｝ 费用／ 费用／ 费用／ 费用／ 并整体搬迁完毕。新厂区中央空调系统中组合式空调 机组更换了３２套，空调面积由原４．８万ｍ 增至１３．２万ｎｌ ， 空调风机全部采用变频器控制，而能耗基本与老厂区 持平。 一项目＼ 件数 ＼ 万元 件数 万元 件数 万元 件数 万元 件数 万元 轴承 三角带 １８ ６．２ｌ ｌ５ ５．１７ １６ ５．５２ １２ ４．１４ ８ ２．７６ ４０ ２．５５ ３０ １．９１ ３０ １．９１ ２５ １．５９ ｌＯ ０．６４ 、变频器在老厂区组合式空调机组中的应用 轴承年平均 费用／万元 三角带年平均 费用／万元 ５＿２６ １９９ ．２７６ ．卷烟厂老厂区组合式空调机组共有１３台，由于风 机电机的启动电流均为其额定电流的３—４倍，一台 ０．６４ ３．８５ 节省费用 ｜页元 ９０ｋＷ电动机的启动电流约为５００Ａ，在如此大的电流冲击 下，接触器、电动机的使用寿命大大下降。另外电动机迅 速启动对风机三角带（皮带）产生瞬间的高速摩擦，缩短 了三角带使用寿命，进而产生的高强度扭矩加载于风机轴 承，使轴承快速非正常磨损。为解决上述问题，将变频器 过网络读取变频器的内部数据，如电压、电流、频率、转 距等运行参数和故障、报警、运行状态等信号，通过ＰＬＣ编 制程序控制空调机组风机，实现组合式空调机组的变风量 运行，节省空调系统运行费用，降低能耗。改变风机电机 频率和电压是实现空调系统节能的措施之一。根据风机流 量与转速成正比、压力与转速平方成正比、轴功率与转速 立方成正比的特性，当风机转速降低时，风量减少，电机 轴功率成立方比下降。表２为７５ｋＷ空调风机运行测试数据。 可见，对空调风机采用变频控制有较显著的节能效果。 三、变频器在中央空调系统的节能效果 １．风机压头对空调温湿度场的影响 通过变频器对空调风机进行变风量调节，风量的变化 逐渐应用于空调系统的电机启动，使电动机平稳启动或停 止，维修费用、备件费用得到有效控制（见表１），组合式 空调机组采用变频器后，２００３年仅轴承和三角带这两种备 件就比采用变频器前平均节省３．８５万元。 二、变频器在新厂区组合式空调机组上的应用 变频器的应用不仅有助于节约备件和维修费用，更重 要的是其节能效果显著，而且可与ＰＬＣ控制器通信联接，通 势必影响送风压头的变化，进而影响生产现场温湿度场的 以信赖；使用国产化的变频设备，可以满足大功率发电机 变化。为确保生产环境温湿度指标达到工艺要求，对空调 送风量与送风压头逐一测量，结果表明，在风机风量为额 组的辅机控制。凝结水泵的变频运行，电流明显下降，调 节范围宽，可以大幅度节约电能，提高设备的运行效率， 也为设备的安全、可靠运行提供了保障。 定风量的８０％时，完全能保证车间温湿度场的均匀，风机频 率最低设置在其额定频率的８０％，达到此下限以上的车间的 换气次数仍维持在７次ｍ以上，不会引起车间气流组织的紊 收稿日期：２００９—０６—２９ 乱和温湿度场的不均匀。机组风压检测数据见表３。 ２０１ ０年ｏ２月Ｉ中国设备工程 ９