（徐州华润电力有限公司）
摘要：根据当前节能减排的需要，对我公司的2×1000MW发电机组凝结水泵进行了变频改造，通过改造后的运行证明，节能效果非常明显。
关键词：凝结水泵、变频、节能。
Application of Frequency Conversion of Condensate Pump in Xuzhou 1000MW Power Units
Huangyanjing
China Resources(Xuzhou) Electric Power Co.,Ltd
Abstract:According to the needs of energy conservation,we transform the condensate pump frequency conversion in Xuzhou 1000MW Power Units.After the stable operation,energy-saving effect is remarkable.
Key words: condensate pump,frequency conversion,energy saving
0. 引言
我公司现为2×1000MW机组运行，均为2010年7月正式投产。每台机组分别配置3×50%容量的凝结水泵，配套3台凝泵电机：电压6KV，型号YKSL630-4 ，功率1700KW，湘潭电机厂生产。
根据当前电力工业发展的要求，超超临界发电技术作为目前火电机组的发展趋势,为燃煤发电提供了大幅度降低资源消耗、提高机组效率、改善环境污染等经济可行的途径。随着大机组的陆续投运，各种节能降耗措施都得到了广泛应用。其中凝结水泵变频调速技术的应用最为广泛，并且节能效果也得到了充分认可。且我公司单台机组配置3台凝结水泵，给凝泵变频的逻辑控制增加了难题，这在当前国内是少见的。也是我公司凝泵变频改造的主要创新点。
1、变频调速
交流电机的变频调速方式，具有节能效果显著、负荷调节性能好、启动时对电网冲击小等优点，是当前首选的调速方式。目前高电压大功率电动机的变频调速装置已得到了广泛的推广和应用，高压变频技术已经日趋成熟。水泵、风机中进行6KV中压变频控制的改造，可靠性更高，调节性能更好，尤其是节能效果显著。
变频调速的基本原理及特点
根据电磁感应原理，交流异步电动机的转子转速ｎ可用下式表示：
ｎ＝60f/p ×(1-s) 式中：ｆ——定子供电电源的频率；ｐ——电动机的极对数；ｓ——电动机的转差率。n与f之间为线性关系，转速调节范围宽，线性度好，可以省去由于泵出口调门节流损失等带来的功率损失，从而达到节能的目的。从理论上分析调速范围在0～100%内，而线性度很好。
理论上,泵的流量Q与泵转速N的一次方成正比,与转速N的三次方成正比关系,根据计算,当将泵的流量调低70%时，采用变频调速方式的功耗约比控制阀调节方式的功耗减少52%。采用变频调速系统的大约有30%左右的节能效果,而且负荷率越低,节能效果越是显著。
2、方案实施
2.1 系统组成
本方案凝泵变频调速系统由6KV高压开关、旁路柜、变压器柜、功率柜、控制柜组成，变频器设置了旁路系统（我公司为手动旁路）。
凝泵变频改造只是实现了节能的目的，但因此带来的后续问题还要通过逻辑优化逐步解决。特别是当水泵的转速降低之后, 凝结水压力降低, 会导致其他系统用水压力降低，如给泵的密封水、轴封汽减温器用水等。同时凝泵改变频后，为达到经济性除氧器水位调阀必将全开以减少节流，因此除氧器水位无法通过调整除氧器水位调阀调整，只能通过改变凝泵转速来实现。
变频控制策略（每台机组三台泵均相同）：为了保证改造凝泵变频节能运行效果，并确保机组安全运行的前提下，针对3台凝泵变频改造后的控制逻辑，我公司电气、热控、汽机专业人员多次组织相关会议，对控制策略进行讨论、修改、完善，包括变频器的启动条件、停止允许条件、自动启动、自动停止、及变频备用功能投入逻辑、工频备用功能投入逻辑等方面均进行了明确规定并通过试验验证，确保运行安全可靠。
2.2变频实施后发现的问题
2.2.1机组负荷下降较快时由于除氧器上水调门在手动，凝结水量下降致使变频泵转速下降较多，凝结水压力低于用户要求，备用泵联起，工况变化大，需运行人员手动干预。
2.2.2经过试验对变频泵转速下限先进行限制，但是这样会抵消部分节能效果，同时在低负荷时由于除氧器上水调门在手动，凝结水量需求下降但变频泵转速下降被限制，会造成除氧器水位升高，除氧器水位自动功能失效，需运行人员手动干预。
2.3控制逻辑修改优化
针对控制调节存在问题进行相关试验对调节控制逻辑进行完善，经过调试变频器在手动方式下，频率、负荷、阀位的大致关系如下：
根据以上关系采取以下措施：
2.3.1通过热控逻辑作用在凝水压力低于对应负荷下阀前压力时要求除氧器上水调门参于调节，限制凝结水压力进一步下降。
2.3.2为满足凝结水量要求不限制凝结水压力上升，机组负荷800MW以上时上水调门全开不再参于调节。保证凝水压力不低于用户要求及高于备用泵联动值，减少运行调节维护量。
2.3.3原凝水低水压力联泵值2.85MPa，根据用户要求经试验在不同负荷下的最低要求修改凝结水低水压联备用泵定值为1.5—2.0MPa之间。即在不同负荷下有不同的凝结水低水压联备用泵定值。既满足了不同负荷下对凝结水量的要求又能满足用户要求。
2.3.4两台运行变频凝泵并列运行，单台运行变频凝泵跳闸时，备用工频泵联启，另一台变频凝泵转速自动置95%，与定速泵并列运行。除氧器上水调门自动进入调节状态。
2.3.5两台运行变频凝泵并列运行，两台运行变频凝泵同时跳闸不能迅速恢复时，备用工频泵联启，除氧器上水调门自动进入调节状态。可作为RB逻辑，或手动快降负荷避免除氧器下降过多。
2.3.6单台运行变频凝泵与定速泵并列运行，运行中变频凝泵跳闸，备用工频泵联启，除氧器上水调门自动进入调节状态。
2.3.7单台运行变频凝泵与定速泵并列运行，运行中定速泵跳闸，变频凝泵转速自动置95%，备用工频泵联启，除氧器上水调门自动进入调节状态。
2.3.8增加报警功能：在光字牌“凝泵跳闸或异常”中增加了“凝水母管压力低(<2.0MPa)报警分项，在光字牌“汽机辅机自动故障”中增加了“凝泵变频器自动退出”报警分项，任一变频凝泵自动掉及除氧器水位自动掉时报警，参数偏离时及时提示运行人员。
2.54 变频改造后节能分析
2.4.1变频改造前/后参数对比表：
2.4.2由上表分析可知：
2.4.2.1单机负荷700MW至900MW区间，凝泵变频节能效果最好，节电效果可达到50%左右；
2.4.2.2负荷700MW以下，改造前工况由于采用单台凝泵运行，变频改造后工况保持两台凝泵运行，且受凝水压力联锁值限制，节电效果为35%左右；
2.4.2.3负荷900MW至1000MW区间，变频改造后由于保持除氧器上水主、副调门全开，完全靠凝泵转速控制除氧器水位，受系统设计及阻力影响，节电效果仅为29%左右；
2.4.2.4按机组正常情况下80%额定负荷附近运行，两台凝泵运行方式，变频状态下电流降低120A左右，一年运行7200小时，则单台机组年节能为328万元左右，综合考虑到机组在700MW以下（按700小时考虑）及900MW以上负荷（按1500小时考虑）的情况，估计单台机组年节能应能达到280万元左右；另外考虑单机负荷900MW以上时，上水调门在全开位置，减少了上水调门的磨损，一定程度上降低了设备的维护费用。
结论：综合以上分析，我公司两台1000MW机组凝泵变频改造后，节能效果非常明显，不到一年的时间即可收回成本。现在两台机组变频凝泵均已正常投入运行，结合凝水系统及除氧器上水调门特性，在变频凝泵转速、凝泵出口压力、上水调门的开度控制等方面需要进一步优化，寻找出一种更加安全、经济的运行方式，最大限度的发挥变频凝泵的优势。同时我们通过调整摸索及对控制策略的逐步完善，也为其他国内同类机组，特别是单台机组配备3台凝结水泵的相同提供了较好的借鉴。
参考资料：
[1] 韩安荣。通用变频器及其应用［M］．北京：机械工业出版社
[2] 刘海东。 凝结水泵电动机采用变频调速的控制策略［J］．华东电力，2010( 10) : 60 － 61．
[3] 郭玉安。凝泵变频在发电厂的应用及其经济性分析。电力学报，2010 年6 月
作者简介：
黄岩晶 江苏省徐州华润电力有限公司发电部值班工程师
邮箱：wang720531@sina.com。
论文作者:黄岩晶
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/7
标签：调门论文; 机组论文; 负荷论文; 转速论文; 节能论文; 除氧器论文; 水压论文; 《电力设备》2017年第21期论文;