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大功率高压变频器在396MW机组给水泵系统的应用


锂电 技 术

发电 1J W 圈
1m í

大功 率高压 变频 器在3 9 6 M

w

机组 给 水泵 系统 的应 用

胡常春
( 华 电福 新 能源股 份 有 限 公 司 华安水 力发 电厂 福建 漳 州 3 6 3 800 )

>摘 要 针 对锅 炉 给 水 泵 变频 改 造对 阵低 厂 用 电 率的 举足 轻 重 的 作 川 介 绍 了6 0 0 0 k v 八大 功 率 高压 变 频 器的 系统 结 构 和 工 作原 理 以 及 在3 9 6 M W 机 组 给 水 泵 系统 上 的 应 用 并统 计 分 析 了 给 水 泵 系统 变频 改 造后 所产 生 的 经 济效 益 实践 表 明 该 厂 这 项 措 施 可 使 厂 用 率 下 降o 2 3 嗨 而 且 使 机 组 运 行 安 全 稳 定 改
造取 得 很 大效 果 丅

关键 词 锅 炉 给 水 泵
DO l

变频 改 造

节能

10 3 9 6 9 / J I SSN 2 0 9 5 3 4 2 9 20 ] 6 o 4 0 0 7

中图 分 类号 T M 6 2 1

文献 标 识 码 B

文 章 编 号 20 9 5 3 4 2 9 ( 2 0 16 )0 4 0 0 3 1 0 4

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0

引言
给 水 系统 改 造前 的状 况
11

大力推进 燃煤电厂 节能减排 T 作是 因家 当前 的 重 点政策之 丅 锅 炉 给水泵 是 火 电) 最重要 的辅机之 也是耗能最大的辅 机 l i ?z 其节电程度对 降低厂 用 电 串起
?? ???- n l 能改造适 合1 若举足轻重的作用 对其进 行 节 和利川 机 织 的热 能资源 + 产业形势需 要 丅 为 了充 分挖拥 有效降低机 组 厂川 电率 提 升全厂经 济技术指标和 节
. 锅炉给水泵 实 能效益 笔者介绍 了 合 39 6 M W 机到 施变频改造的经 验 丅

给水 系统的运 行方式
i亥 电厂 给水 系统 设 备主要 包括
'


合客 最 为 5 0 %

的 电动凝 全i 水泵 二 合各约 7 0 % 客址的电动 定速 给水

泵 ( 无 液力耦合 器 电无 各川泵 ) 给水 泵电机 的额 定功

率为 5 7 4 0 k w 给水址 利川凋 i ? 阀 门 月 度进行节 流控 lj 汽包 水 位 以 llj 循环 阀门的开 闭来校拓 + 制成相 给水 系
.

作者简介

胡常春 ( 19 7 6

) 男 福 建津州人

本科



程 师 研 究方 向 电气设 备试 验 及 应 用 管理

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发 电技束
& 111
J
y

BW



统 设有 大小两个 调 节阀 根据负荷
工况 丄 可 F 动武 I B动实现大小阀 的

切换丅
1 {l B ?? l i 阔负荷nl 两 f r 给水 泵 ) : 度在 26 % 左 运 行 l 给水 调 肯: ?z

f 1 给水 11i lt? 环 乽 关闭 亃

机织 低负

荷时 利川 关小 僸 给水 调 \ · : ?z 来控

制汽 包 水位 同时 通 过 闪i ln环 r I 控 制 给水 泵最 小 流 试 来 防 r l 给 水 泵
汽蚀 丅
1 2

改 造前 存在 的 问题

团团国 1国 团团 团

I
1

I

控制 柜

功 率单 元 柜

受压 专柜

万 1 1 1e

改 造 前给 水系统 存在 以 下 问
IUI ( 1 ) 由 j 采 川 给 水 触定速 达
图1

高 压 变频 器 装 置 结构 图

行 阀乽 1洌梨 节流川 失 大 出 I -?zJ死力高 管福 严 重 系统 效 率低 造成能 源 {l ?v浪 费 J催 阀 ì)il 后 压 廾 度 减 小时 弘 降低 阀 r ?z (2 ) i流 乽 北 I 1 性 变坏 压 力损 失 严 li 造成 能 耗 偐 1对 1 阀乽 亃 差增 加
" ·

1 Jl l ]i 1 1l r lB q r JY4}f#4
,

亃 速 阀体 自身 u?v3 u 13: 左 有的 低 回 I ?z开 度 加 ( 3 ) 长B
61 导 4
1 ?u?z ?v特 性 变差 控南 l???

6

性能 严重 ( 力过 i 飞 威 胁 系统 设 备畜 j , B ( 4 ) 管网 i 1

时 导板 阀 r ?z l 漏 全 稳定运 f i
,

不 能 关严 等情 况 发 生

影 响机组 安

图2

高 压 变 频 器 电路 原 理 示 意 图

例 叠加 亃 后所 构成 的主 回 路拓扑如 图 2 所示 丅
每个功 邛
元 输 人 相 交 流 电 压 经 整流 逆变后
v
-

2

给 水泵 变 频 改 造 实 施

输出

相 交 流 电压 其 电 压 有效 值


4 34 V .

由于每

2 1 高 压 变 频 器 容 量 参 数 选择
( t1 l组员 观 场 i \ ! ?式 l 知{B鼎 水 泵 艇运 行 1 况 僪

笙J1B大时 给 水 扦1 ?v 蔺 2 ?) 9 h 7 M W ) 给 水 驳出 I I 洲 \ · ?u 注入电 流 fr 1 为 5 5 5 A 如 檠 仪 泵投 入 运 行 { 1 儿的 1 泉电B 注大电 流 f1[ 不 大 j 4 8 0 A 号忠实 l )1 最 大 负荷内 电 机 乽 :L 0 ! #s i 1 n n H v l : ( T o l 1110 6 ( x x )/0 6 t l )1 ? ll1l 46 f > 1 B 器 变 . (/ 器 定 电流 为 1 h k V 币 77 A : s 高 1l i 大功 斗
·

所 以 相 电压 为 34 6 4 V 相 的 端 经 过 短接 形 成 中性 点 相 的另外 个端 1?z线 电 压 为 6 o o o v 可 以 直接 驱 动 交流 电动机 所 以 然级 联式 主 1 川路拓 扑 义 常常 称为 单元 串联 多电
相 由 8 个 相 同的功 率单 元 中联 而 成

'


23

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'

[ 接 高压 变频 器结 构1Z1?A

'

_

给水 泵 变频 器 系统 运 行方 式
i亥 耖 L组 设两 台 给水泵

5 7 7 A 额 定 客 址 为 国 X)Ok v 八
,

2 2

变 频 器装 置 结 构屋 电路 原 理
i 变压 平结 构 由旁通 乼 父松僸 贺 娴 熟 采川 单元小l 1

' J 式 由 气 1 高Jri 大功 率 变娴 器 采川 j B接 高Jl 变换 杉 · 久 \ 联 节电 ?u 的拓 扑f ? J 每个 莎个 功 中 中虻构b 单 元l B l飞 j 呷 / l 输 出 交流 fl t Jl 之 B l 功 率 元俐 川 1 输 出 为 运
.

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分别采 用 两 台变频 器对给 拖 独立 驱 动 变 压 器强 制 通 风 冷却 变 频 器功 率 元 密 闭 循 环 冷 却 变频 装 置 可 以 整体旁 路 的改造 方案 单 合给水 泵 电机 变 频 ü司 速 装 置电气系 =4M 1H 3 )i fi ·
水泉 电 机进 ì
.

B?v交 流 高 j l i 所 ?i e

i H 个功 率 1 偄/ 每 B 以 傢

元串联 与
X

频 娴 速 系统 纳 人 电 厂 D 岱 挫 制 系统 由 n e s 系统 根 据 机 组 负荷情 况 按 设定 回 Y 实现 讨 变频 酮速 系统 领 弘 机 组 给水 泵电机 转建的自 动控制 丅 i 变频 器B 1 悭或 异常 时 可 以 将 变 频 器切至旁
W t \ 1h

改 造 后 将 给水泵 变

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发电技术

发 电与宁 调

田3

n z & 电机 垡 调毽= a 电气系统m

( 3 ) 虽 然给水泵 6 L V 开关 原装
s n 469

保护 装置 自带有差动 保护

路 使用原 有 控 制方 式 工 频 运 行 丅 锅炉 水 位调 节 过 程 如 下
锅 炉 点 火 启 动 期 间 给水 泵 单 变 频 运 行 频 率保 持 4 0 H z 左 右 ( 阀门 和 变 频 可 以 都 投 自动 频 率输 出跟 踪 到 这 个 值 ) 这 期 间 由小 阀 调 节 水 位 丅 当小 阀开 度 到6 0 % 时 ( 负荷 在 15 0 M W 左 右 负

但仅 适 用 于 常 规 工 频 条 件 不 能 用
于 任 何非 工 频 环 境 丅 本 次 变频 改造 时 在 高压 变 频 器 出


加装

Gp c T

宽频 电子 式 电流 互 感 器 ( 变 比

8 o o A /5 A )

用 于 R CS 9 6 2 ? CN 变 频 电动 机 保 护装 置 频

荷值与变频 器 的 输 出频 率 有 关 蒸 汽 流量 大 于 2 6 % 切 换 为 三 参 数 调 节 ) 小 阀切 为 跟 踪 自动 缓 慢 打
开 变 频 参 与水 位 调 节

小 阀全 开

后 大 阀 自动 全 开 或者 两 阀同时 开
机 组 停 机 时 需 要 反 向切换 设 启丅 置 为变 频 输 出 降 到 最 低 ( 3 5 H z ) 时
图4 给 水 泵 电 机 差动 保护 原 理 图

触发 变 频 输 出 缓 慢增 加 到
40Hz

表1
项日
机 组 负 荷 /k w

变 频 电泵 运 行 电 量 节 约 情 况 统 计 数值
2 0 0 以下
15 5 3



45 H z

大 阀缓 慢 关
20 0

闭 小 阀 自动 调 节 水 位 丅
2 4

22 0

2 20

2 70

2 70

3 30

3 30

3 5 {1

3 50

以上

给 水 泵 电气 保 护 配 置

功耗节 约
( 定速 泵 功 耗

/k w
t1D2

变频泵 功 耗 )

6 82 19 8

19 00 297 34 56494fi

15 6 1 64 3 9 10 0 5 12 7 9

D85

电气 保 护 装 置 有
( 1 ) 给水 泵 原 配 置 有
S只4 6 9 马 0 /C
6k v


· 时效 / h 运 行/ J

4 6 (i 4

66 06 6 35 4 9 7 2

fr

40

电 能节 约数 / ( k w h )

7 24 3 1 q 2

13 5 3 4 9 7 2
9 64 19
D 25

274 no

达综 合保护及

当月 累计节约电能 / ( M w
厂 用 电 率下 降

1 l )

过 流保 护 安 装 于 机 组
开 关 室 内 保 护 动作 于
8

功耗节约 /k w
( 定 速泵 功 耗

变 频 泵功耗 )

15 5 3

9 62

隅2

00

15 6 1

685
24 2 目 4

本次 变 频 改 9 F 1 进线 开 关 丅 造 时 按 照 保 护 变频 变 压 器 确保 高压 侧 重 新 整 定 SR 4 6 9 马 达 综 合 保 护 及 0 /c 保 护 在 变 频 运 行 状 态
下 不 会引发误 动 SR 4 6 9 斗

运 行 小时 数 月 1

26 4 3
4 10 4 5 7 9

2 1 47
2 0 6 5 4 14

95 2 1
6 4 9 33 2 2
9 16 9 2

19 5 8 1

16 1 3 7
2 5 18 9 8 5 7



电能节约 数 / ( k w h )



3 72 0 39

16 6 3 4 5

当月 累计节约电能 / (
厂用 电 率下 降 /

冒 h)

o 19





(定

泵 功耗

变 频 泵功 耗 )

15 5 3 10 9 24

t] f\ 2

68 2

190 0 5 怀 1只 3 5 18 0 4

15 6 1

68 5 田
6 85 0

运 行小时效 月 1
W II ) 电 能节 约 数 / ( ?

13 5 7 6
13 0 6 0 1 12

29 7 0 l

达综 合 保 护 及
JL L 1

0 /C

保护不
I
J
1

5 08
7929 8 8

16 9 6 4 9 7 2

202560 只 2
869 39

J 1不 1 厂 旧 偰弋 丅呷 1 工 I J



当月 累计 节 ? 电 能 /( M W 山 )

况下

门/ C

保 护 均投 入 丅

厂 用 电率 下 降 / %

0 24

N

4 / 20 16

总第17o 期 第幻

1 33

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发 电技术

)

轵夕 喝1j

水泉 电 机 出 亂 ? 加装

c I Lc T

宽 械 电子 式 电

流 t 1 感 器 ( 变 化 3 0 0 八/ 5 4 ) 流 保 护 原 理 如l t l 4 所 示

川 千 测 嫩 电动 机 差 动电

按 照 机组各 况 节 能计 算忽 略 丅 确统 计 本 次评 估 对 该 工 见表 2 负荷段进行 统 计热 量 损 失 公 式 如下 节约 热量 及 节煤 量计算
.

( 1 ) 节 约 的热 量

Q

k ?v

3
3 1

变频 改 造后 效 果
电 量节 约

( B 每台 机 幻 1给水 泵 变

改造 结

投 入 运 行后 连

3 Q: Q x z 1t x Qr r x k Jl k g 八 中 O ?B 给水 再 循环 焓损 负 荷段 时 间 l 1 山 2 5 k g/ 8 对 备用 泵 的 暖泵 用 汽 量 取 (?
·

600

( 1)

ll

个 Jl 马 j 贺 媚 电泵运 行电 隈 \ 能情 况 道 行统 计 ( 见 友 ! ) 由 衷 1 11f 知 贺 骊! 泵 在 山 1í 的运 行 方式 ( 即变频 ; J?z U itq J1 A J \ 1 r I Pt N 1 / m , q水í : l 每) l 平均 \+ . <J f )t ) 1 NB
1

36 0 0

系数

s

o

( 2 ) 节约 标煤量 儁 k g

,

J 川 电 蚋 傝2 o

x

in kw

'

h

J 川 电年平均 厂 降
: \+ ·勺 个{ B 电m

o 23 r / n

式中

?B

B & J! ! 14B :
?z( 护

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1. li 1?z 1l n 1 J l j ! j BU

9 2o

标煤 的 热值 取 ( 3 ) 节约 人 炉 煤量 H k g
(}
?B

4 18

×

7 0 0 0 k Jl k g .

x

k田 1 1

1 x 年 发 电煤 牦 4 {?z 按烈 八 7 ó p/ ( k w h ) 计算
2 8 2 2 19 2 1

U? { y) f 勺 B B v ht
3 2

式中

T1

为锅 炉 效 率 取

17-

0 93 .

热 1 节约
r 翱 泵的 额 定负 荷 为 7 0 保 运 行 可 况 儊 乿
( 1)

变频 给水 泵 投 入 运 行 后 按 照 2 0 15 年 台机 组运 行时 间进 行 统 i > 节约热量 及 节 约 标 煤 量 见 表 3
.

结 合上 述 数 据 可 知
年节约 厂 川 电 傝2 0
X

单 台机 组 给 水 泵 变 频改造后 折合为
2 8 2 2 19 2 t

往 机 织 负荷

2 20 M W

叫 备川 泵 最 小 流 乽 lt 川
3 o k K·

l o _ kw 山



J B Xt

川农进 行小 流 !Bt 暖 泵 流 耐 力 2 5

煤 备用 泵 暖 泵 减 少 给水 再循 环 焓 损 失 折 合 6 8 8 3 92 t

( 2 )+ 1圉 B负荷 2 7 0 闸W
.

f t.

1

频 泵 出力最 大 备用 泵

标煤

这e

i 电 和 节 热 两 项 合 i 1节 约 标 煤 量

1. B B1 1 1 l U f* J1 j 1R/ j 流h t P s ) r ) B l D[ j h 2 5 ] okp/ ; ( 3 ) 机 f l l 负荷 在 2 7 1) 3 30 M W 之 1 川 两 台泵 运 行 由乿 最 小 流 l l t 阀 的 1BJ l 条件进 f i 逻 辑修 改 山 ) ? 小乿 两 合 1 坝 京 ( ? 2 w )M w 以 1 最小 流 1 北山 f1 D环 全 部 关1C ?z (4 )B 儿n l 负 钠 在 2 7 o 2 # o M 田 阶 段 合T 频 泵 的 i 1J较 短 时 li l ?z无 法 准 最 小 流 Jl t 六 月们 f 山 比 r 况 运 行时 1

9 7 0 6 1 12 t .

4

结语
近 年来 在 火 电机 组 中将 变 频 器 应 用 于 凝 结 水泵

送 风 机 引凤 机 等辅 机 设 备 的 调 速 已 很 常 见 几 乎 已经

成 为 新 建 机 组 的 标 川 设 i ?
3 0 0 {1k w

表?
n !i

机 蜊 各负荷段 热 量

失统 计
it ft i B

但 这 些 成 功 范 例所 使川变 频器 的输 出功 率 般 均在小于
的 范 畴 内 丅 本项 改造将 5 7 4 n k l V 变频 器 应 用 于 给 水泵 调速系 统了 1 国 内 尚属 首 次 丅通 过 分析 不 难 发
现 从 控 制 系 统 的 安 全 性 和 可 靠性 机 组 运 行 的稳 定 性 节 能 效 果 与经 济性

I1
1H5
25 3

l 1l f ? Jq l $ ? / k w

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24 4 5
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1 11 4 3

56 4 8 7

5 74 I r

5 8 6 0i 3

59 1 4

济 技 术 指 标 均 令人 满 意 取 得 丁 良好 的 经 预 济效 益 达 到 厂 期的改 造 效 果 傝
参考 文 献
l1


儿个 力 面 的经

* 3
闭 II

变湖 啸聚投堪 后节的 热量 及 节约标 煤 1
教值

程 到 中宪 龙 周 线 电站 锅 炉 给 水 泵 节能改

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收稿 日期 2 0 16 0 6

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01 修 回 日期 2 0 16 0 8

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百 丽 1加 朝 朝幻

4 / 2 0 16

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