北京康得高壓變頻器在天生港電廠循環(huán)水泵上的應(yīng)用情況介紹
天生港發(fā)電有限公司 沈啟海（圖表請(qǐng)下載附件）
一、概況
我公司三車間為2×137.5MW凝汽式燃煤機(jī)組（編號(hào)為#8、9機(jī)組），采用長江水作為冷卻水源,長江水經(jīng)循環(huán)水泵提升壓力后送至#8、9機(jī)組，循環(huán)水系統(tǒng)為開式、母管制。三臺(tái)循環(huán)水泵編號(hào)為#7、8、9，三臺(tái)循泵葉片角度在-100～+20之間可調(diào)，其中#7、8循泵為定速泵，#9循泵電機(jī)于2002年12月配備高壓變頻器，采用了北京新電創(chuàng)拓科技有限公司（現(xiàn)已并入北京康得環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆┭邪l(fā)生產(chǎn)的Diamond-HV-60/1250高壓變頻器，并于2002年12月12日投入連續(xù)運(yùn)行至今。
二、設(shè)備規(guī)范
#9循環(huán)水泵為立式軸流泵，所配電動(dòng)機(jī)為6 kV、1000 kW，循泵組的轉(zhuǎn)速為490 r/min；變頻器為6 kV、1250kW。具體技術(shù)數(shù)據(jù)見設(shè)備規(guī)范表。
三、變頻器運(yùn)行情況
#9循環(huán)水泵變頻器從2002年12月12日投入運(yùn)行以來，除隨循環(huán)水泵檢修進(jìn)行檢查、維護(hù)外一直處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，充分發(fā)揮其節(jié)能優(yōu)勢(shì)。從變頻器幾年的運(yùn)行情況看，該設(shè)備具有明顯的安全和節(jié)能的特點(diǎn)。
（一）安全方面
1、變頻器電機(jī)從初始設(shè)定的3Hz開始，經(jīng)300s時(shí)間升速至50Hz，由于實(shí)行軟啟動(dòng)。啟動(dòng)電流隨頻率升高而逐步平穩(wěn)增大，啟動(dòng)過程平穩(wěn)、無噪聲，消除了因啟動(dòng)力矩大，啟動(dòng)大電流對(duì)電機(jī)的沖擊問題，使電機(jī)連續(xù)啟動(dòng)次數(shù)不再受到限制（額定功率＞500kW的電機(jī)工頻方式下啟動(dòng)間隔時(shí)間≮2h）。
2、采用變頻器調(diào)節(jié)后，循環(huán)水泵相同出力情況下，電動(dòng)機(jī)輸入電流約為工頻運(yùn)行時(shí)的75%,從而使電纜發(fā)熱的老毛病得到了明顯改善。
3、#9循泵變頻器設(shè)置了過流及溫度保護(hù)，在變頻器運(yùn)行參數(shù)異常時(shí)變頻器跳閘，確保變頻器設(shè)備安全工作。在#9循泵變頻器投入運(yùn)行三年多來，除因三泵房總電源故障引起變頻器控制電源中斷及變頻器溫度變送器損壞，造成變頻器跳閘外，#9循泵變頻器一直運(yùn)行可靠，故障率低。
4、變頻器采用牽引級(jí)IGBT功率器件，產(chǎn)品設(shè)計(jì)采取了諸多提高設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的措施，使得設(shè)備適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高。我廠循泵房處于長江岸邊，梅雨季節(jié)室內(nèi)濕度常在90%以上，進(jìn)入夏季循泵房內(nèi)溫度高達(dá)到47℃，變頻器就安裝在泵房內(nèi)，沒有專門建造變頻器隔離間、也沒有安裝專用空調(diào)系統(tǒng)，變頻器已經(jīng)在這種惡劣的環(huán)境條件下連續(xù)運(yùn)行近30000小時(shí)，變頻器和電機(jī)的溫度均在正常范圍之內(nèi)，未發(fā)生異常現(xiàn)象，炎熱夏季循泵組最大出力下的具體溫度見表二。
5、變頻器操作、調(diào)節(jié)方便、快速。#9循泵實(shí)行變頻調(diào)節(jié)后，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、真空情況，僅需在DCS操作員站內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可改變頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變循泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變流量目的（特殊情況下可進(jìn)行就地調(diào)節(jié)）。變頻器頻率目前允許設(shè)定頻率在45～50Hz之間，電機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)在440～490r/min之間變化。同時(shí)#9循泵仍可以通過葉片角度調(diào)節(jié)改變出力，一般夏季葉片角度大，冬季葉片角度小，和定速泵并列運(yùn)行時(shí)，葉片角度稍大于定速泵，使運(yùn)行中循環(huán)水流量調(diào)節(jié)范圍增大，適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)需要的能力增強(qiáng)。
6、#9循泵變頻器設(shè)置了旁路開關(guān)，便于#9循泵變頻器單獨(dú)檢修時(shí)不影響#9循泵改為工頻運(yùn)行。
7、現(xiàn)場設(shè)有變頻器異常報(bào)警、保護(hù)動(dòng)作記錄和變頻器運(yùn)行參數(shù)，可供運(yùn)行人員及時(shí)進(jìn)行檢查、監(jiān)視。
8、諧波控制情況：輸入電流諧波小于1%，輸出電壓諧波小于3%，優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。
（二） 節(jié)能方面
我公司機(jī)組負(fù)荷變化頻繁、變化范圍在額定負(fù)荷的60%～100%之間，為確保機(jī)組冷卻倍率，所需循環(huán)水量會(huì)發(fā)生變化，必須對(duì)循泵出力經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié)。循泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為一種經(jīng)濟(jì)性較高的調(diào)節(jié)方式，可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化改變循泵轉(zhuǎn)速、流量，而水泵水力損失不變，仍維持高效率運(yùn)行。因功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，在循泵轉(zhuǎn)速從490r/min變化至440r/min過程中，功率下降很多（1000kW降至724kW），在需要出水量下降較多的情況下，其變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能優(yōu)越性更能體現(xiàn)。
循泵組變頻運(yùn)行時(shí),在循環(huán)水泵出水量、出水壓力相同的情況下電機(jī)耗電明顯減小，循泵耗電下降20%～30%左右，特別在低頻率階段（例如45Hz）節(jié)能效果更加明顯。以循泵葉片角度＋2°和－6°為例，節(jié)能情況具體見表三。
比較保守地估算，如果每年循環(huán)水泵變頻運(yùn)行小時(shí)以7000h（全年80%時(shí)間）計(jì)算，變頻器輸出、輸入電流差25 A，那么每年節(jié)約廠用電為：
P=1.732×6000×25×0.85×7000＝154萬Kwh。
如果上網(wǎng)平均電價(jià)以0.36元/kwh計(jì)，則多為公司創(chuàng)收近55.4萬元。
三、火電廠循環(huán)水泵實(shí)施變頻改造的建議
1. 循環(huán)水泵變頻改造對(duì)于汽輪機(jī)真空調(diào)節(jié)與循環(huán)水泵電機(jī)節(jié)能都具有非常重要的意義；
2. 建議母管制系統(tǒng)采用雙泵變頻模式，提高節(jié)能空間。
3. 選擇高壓變頻器要關(guān)注其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，尤其是對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)性。