高壓變頻器在電廠增壓泵上的應用

摘   要：本文介紹了高壓變頻器在火力發電廠循環水泵上的應用，分析改造之后的控制策略以及對變頻改造效果做了描述。
關鍵詞：循環   高壓變頻器   節能改造
1. 項目背景
某發電廠建設規模為2×12MW抽凝式供熱發電機組，配3×75t/h循環流化床鍋爐，總投資1.86億元，第一臺機組于2001年11月投產，第二臺機組于2002年1月投入運行?？晒┎膳娣e180萬平方米。工程于2003年9月23日開工，建設規模為2×200MW供熱發電機組，總投資15.1962億元，第一臺機組計劃2005年6月5日投產，第二臺機組于2005年7月31日投產，建成后新增集中供熱面積650萬平方米。
發電廠共有3臺循環水泵。以下為現場設備參數表1：

設備名稱	電機功率	額定電壓	額定電流
1#2#3#循環水泵	315kW	10kV	23.6A

現場主要存在以下問題：
(1)因循環水泵自身負載較重，起動轉矩大，采用全壓直接起動方式，啟動電流達到了額定電流的4～6倍，啟動時對整個電氣系統的沖擊比較大，對電氣系統的平穩運行帶來不利影響；
(2)為保證管網中的壓力和流量在不同的用水條件下滿足生產，需要開三臺泵，但是流量是有富裕的，為了保證管網壓力和流量的穩定，不得不指派專職生產操作人員巡查管網的壓力，并隨時調整閥門的開度及泄壓溷排水，不僅造成生產操作人員的勞動強度大，而且浪費了大量寶貴的水資源，不符合我國節約用水的理念；
(3)在用水需量較小的時候，電機也必須全壓、全轉速運轉，造成“大馬拉小車”現象，產生大量的電能浪費，同時，導致功率因數降低；
(4)電機一直處于全轉速運轉狀態，造成電機軸承極易出現發熱和磨損的現象，夏天時，電機軸承溫度最高可達到85℃，加速了軸承潤滑脂的破壞，磨損的軸承必須及時更換，加速了電機的維護保養速度，大大地增加了系統的運營成本；
(5)電機軸承的磨損，還造成整個系統運行的噪音增大，對員工的身體健康產生不利影響。
2.方案介紹
為解決以上問題，在隨后的技術改造中，技術人員為該高壓電機配備高壓變頻控制系統。在循環水管網上裝設壓力變送器，將循環水管網的壓力轉化為4—20mA的信號送^變頻器，變頻器將這個信號與設置的壓力給定值比較后自動調整變頻器的輸出轉速，從而實現恒壓供水的自動閉環控制。通過變頻器控制轉速，避免了閥門控制下因壓頭的升高和管阻增大所帶來的能量損失。在流量減小時，轉速控制使壓頭反而大幅度降低，所以它只需要—個比閥門控制小得多的、得以充分利用的功率。根據泵的揚程特性曲線H—Q，隨著轉速的降低，泵的高效率區段將向左方移動。這說明，轉速控制方式在低速小流量時，仍可使機泵高效率運行。此系統在啟動時逐漸提升電機速度，減少啟動時的沖擊，又能在正常運轉過程中根據裝設于循環水管網上的壓力和流量調節控制電機轉速，使循環水的壓力和流量始終滿足生產現場的需求，既節約了人力又降低了電耗。變頻裝置的主要技術參數如下表：在保證供應壓力的同時減少循環水浪費、節約電耗即改造的要求?，F場工藝如圖1所示。