淺談凝結(jié)泵變頻運行分析
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摘要：熱電廠凝結(jié)水系統(tǒng)采用變頻調(diào)節(jié)方式，對電廠安全運行與經(jīng)濟運行有很大的影響，本文首先介紹了凝結(jié)水系統(tǒng)采用工頻節(jié)流調(diào)節(jié)的不利因素，接著介紹了本工程凝結(jié)泵所采用的變頻調(diào)節(jié)的工作原理，最后總結(jié)了凝結(jié)泵采用變頻調(diào)節(jié)的優(yōu)勢以及需要注意的問題。
論文關(guān)鍵詞：凝結(jié)泵,變頻
本工程2×200MW機組各配備3臺50%容量的凝結(jié)泵，型號為200-360SBNLX7，流量為196-285t/h，揚程254m，轉(zhuǎn)速1480r/m³，配用315kW的異步電機，#3凝結(jié)泵工頻運行，閥門調(diào)節(jié)。#1、#2凝結(jié)泵采用交—直—交電壓源型變頻調(diào)速系統(tǒng)，不設(shè)置工頻旁路。該變頻系統(tǒng)采用變壓器耦合式單元串聯(lián)高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用變壓器將三個由高壓IGBT 或者IGCT構(gòu)成的常規(guī)二電平三相逆變器單元的輸出疊加起來，實現(xiàn)更高電壓的輸出。
整流逆變功率單元結(jié)構(gòu)電路示意圖如下：
每相為三單元疊加。每單元直流電壓1800V，最高輸出交流電壓1275V
采用正弦波（SPWM）多重化方法，使變頻器輸出的電流波形非常接近于理想正弦波波形，同時將智能控制技術(shù)與SPWM變頻調(diào)速技術(shù)相結(jié)合，生成SPWM信號，用來控制高速逆變的開關(guān)元件，使交流調(diào)速的性能大大提高。SPWM的調(diào)制原理是使變頻器輸出的電壓波形為與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖列，可通過改變調(diào)制波的頻率和幅值來調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的頻率和幅值。
本工程投產(chǎn)運行至今近一年時間，對比#1、#2凝結(jié)泵與#3凝結(jié)泵的運行情況，采用變頻運行極大減小了凝結(jié)泵啟動時的電流沖擊，電機直接啟動時最大啟動電流可達(dá)額定電流的7倍，星角啟動為4-5倍，電動機軟啟動器也要2.5倍左右，觀察#1、#2凝結(jié)泵的啟動電流曲線，發(fā)現(xiàn)在啟動時基本沒有沖擊，電流從零開始，僅僅是隨著轉(zhuǎn)速增加而上升，而#3凝結(jié)泵在工頻啟動時，瞬時啟動電流超過200A，接近額定電流的6倍。凝結(jié)泵變頻運行解決了凝結(jié)泵電機啟動時大電流沖擊問題，基本消除了大啟動電流對電機，傳動系統(tǒng)和泵體的沖擊應(yīng)力。
#1、#2凝結(jié)泵在運行時，凝結(jié)水母管至除氧器電動調(diào)整門處于全開狀態(tài)，通過調(diào)整凝結(jié)泵變頻器的輸出來控制凝結(jié)水流量，基本沒有節(jié)流損失，對比#3工頻運行的凝結(jié)泵，克服了電動調(diào)整門線性度不好，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，易引起管道錘擊和振動的缺陷。
變頻運行時需要注意的問題
機組在低于60%BMCR工況下采用一臺凝結(jié)泵變頻運行，在60%-100%BMCR工況運行時都采用#1、#2凝結(jié)泵并列運行方式，#3凝結(jié)泵作為備用泵。#1、#2凝結(jié)泵在并聯(lián)運行時，必須保證兩臺泵的出力一致，否則兩臺泵會出現(xiàn)“搶水”現(xiàn)象，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是凝結(jié)泵在并聯(lián)運行工況點位于并聯(lián)性能曲線的不穩(wěn)定工況區(qū)，出現(xiàn)“搶水”現(xiàn)象，不僅影響正常運行，而且引起振動、泵內(nèi)汽蝕、電機過載等問題。為避免“搶水”，不允許一工一變的運行方式，#1、#2凝結(jié)泵并聯(lián)運行時，保證兩臺泵的出力一致，在低于60%BMCR工況時，要及時停止一臺凝結(jié)泵，保持單泵運行，避免并聯(lián)運行的凝結(jié)泵進(jìn)入小流量區(qū)工作。
#1、#2凝結(jié)泵在運行中出現(xiàn)了電動機線圈溫度高的問題，原因一方面是由于電動機的自冷卻風(fēng)扇因為轉(zhuǎn)速低而效率下降，另一方面是由于諧波引起了損耗發(fā)熱，因此需要對電機的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用獨立的工頻冷卻風(fēng)扇。
在運行初期，#1、#2凝結(jié)泵出現(xiàn)過數(shù)次變頻器故障，后經(jīng)查明都是應(yīng)為變頻器控制柜的板卡出現(xiàn)故障，原因是運行初期未對變頻器室內(nèi)的工作環(huán)境進(jìn)行很好控制，受電廠所處地理環(huán)境的影響，變頻器室內(nèi)粉塵濃度較高，環(huán)境溫度較高，因而造成控制柜內(nèi)板卡的故障率升高，后在變頻器室內(nèi)加裝了負(fù)壓式除塵通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，保證了變頻器室內(nèi)良好的運行環(huán)境，至今尚未再出現(xiàn)過因為板卡故障造成變頻器不能正常工作的問題。
結(jié)束語：通過上述分析，凝結(jié)水系統(tǒng)采用變頻調(diào)節(jié)，不進(jìn)提高了設(shè)備運行的安全性，降低了設(shè)備的損耗，而且降低了運行成本，提高了公司的經(jīng)濟效益。
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