摘 要：本文通過對內蒙古某電廠6×600MW國產亞臨界燃煤發電機組循環水泵變頻改造來分析高壓變頻器在水泵上的應用特點和優勢。
關鍵詞： 火力發電 高壓變頻器 快速啟動 閥門調節
Abstract:thisarticle through to the some 6 x 600 mw subcritical coal-fired power generating unitsin Nei Mongolfor domesticcirculation pump frequency conversion transformation to analyze the applicationof high voltage inverter in the water pump characteristic and advantage。
Keywords:Thermal power High voltage converter Quick start Regulating valve
引 言
內蒙古某發電公司，位于內蒙古錫林郭勒盟正藍旗境內，是由內蒙古蒙電華能熱電股份有限公司、北京能源投資（集團）有限公司組建的公司制企業。作為向京津唐送電的北通道，是國家西電東送北通道建設的重要電源支撐點。
電廠主要供電方向為京津唐電網，送出由兩條 500KV輸電線路直接接入北京電網。完善和穩定電網結構，增加向北京供電的經濟性、可靠性；為確保了2008年奧運會成功舉辦發揮了重要意義。同時對繁榮邊疆民族地區經濟，鞏固邊疆穩定發揮重大作用。
該項目容量為6×600MW，機組為國產亞臨界燃煤發電機組，一期工程于2003年7月開工建設，一期工程建設兩臺60萬千瓦國產亞臨界燃煤空冷發電機組，工程總投資51.37億元，二期工程建設兩臺60萬千瓦國產亞臨界燃煤空冷發電機組，工程總投資53億元。
一期工程一號機組將于2006年8月下旬正式發電，二號機組10月正式發電，2006年共發電27億度，實現產值8.36億元。二期工程于2007年下半年發電運營。三期工程建設兩臺660MW國產超臨界燃煤空冷發電機組， 2011年底竣工投產。
工藝介紹
（煤炭）燃料的化學能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐總，燃料的化學能轉變為蒸汽的熱能；在汽輪機中，蒸汽的熱能轉變為輪子旋轉的機械能；在發電機中機械能轉變為電能。
爐、機、電是火電廠中的主要設備稱三大主機。與三大主機相輔工作的設備成為輔助設備或稱輔機�；痣姀S的主要系統有燃燒系統、汽水系統、電氣系統等。
電廠工藝圖
汽水系統：釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內被循環水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，重新凝結成水，此水成為凝結水。凝結水由凝結水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內，完成一個循環。
在循環過程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環系統內補給一些水，以保證循環的正常進行。高、低壓加熱器是為提高循環的熱效率所采用的裝置，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對設備及管道的腐蝕。
3.1一次回路方案
選用一拖二手動方案；方案的優點就是可根據系統壓力狀況靈活設置變頻器的運行狀態。
方案主回路圖如下所示：
正常情況下系統工作在“一用一備”的狀態，當系統負荷增加時，如果當前變頻運行的增壓泵在滿載情況下無法滿足系統要求，可將備用泵投入系統，及使系統工作在“一工一變”的狀態。
系統采用閉環控制，變頻運行增壓泵頻率信號由DCS經過PID運算后給定，由于矢量控制系統較快的動態響應特性，循環水壓力將始終保持在設定的范圍內，保證系統穩定運行。
1#變頻、2#工頻及互為備用操作流程：
1)操作每個旁路柜隔離開關前，請確保相應的斷路器位置在實驗位置，否則隔離開關電磁鎖處于閉鎖狀態，隔離開關無法操作。對應關系為1號增壓泵旁路柜對應318C開關柜的斷路器，2號增壓泵旁路柜對應318D開關柜的斷路器。
2)操作1號增壓泵旁路柜前將觸摸屏上切換柜編號設為1，點分斷高壓電按鈕，在彈出對話框中點擊是。操作2號增壓泵旁路柜前將觸摸屏上切換柜編號設為2，點分斷高壓電按鈕，在彈出對話框中點擊是。
3)先按QS2,QS1的順序將1號增壓泵旁路柜的隔離開關合上，此時1號增壓泵旁路柜變頻指示燈亮（綠）。再將2號增壓泵旁路柜的隔離開關QS6合上，此時2號增壓泵旁路柜工頻指示燈亮（黃）。
4)先將觸摸屏切換柜編號設為1，點擊變頻1，再將切換柜編號設為2點擊工頻。這時兩路合閘允許都給出。用戶輸出端子1顯示5000。
5)上級開關柜合閘，直接啟動電機，操作由DCS給出指令。
6) 此種模式下若運行中若運行中的一臺泵發生故障跳閘，自動切換到另一臺運行。
3.2控制模式
GD5000系列矢量型高壓變頻器控制系統采用DSP+FPGA+ARM三核模式，內部自帶PID調節器，VF控制、矢量化的VF控制、有PG的矢量控制、無PG的矢量控制四種控制模式可選。
系統反應速度快，抗干擾能力強�？刂乒耖T設置就地/遠程一鍵轉換開關。就地控制通過10.7寸觸摸屏交互式人機界面可實現各種運行參數的顯示，對變頻器的各種操作以及運行和故障情況的實時記錄；遠程控制可通過DCS或操作箱實現對變頻器的操作和監控。
本項目考慮安全性采用硬線連接模式，通過PID閉環調節方式，可方便地實現循環水量的無級平滑調節。
該電廠原來的水泵采用工頻運行、閥門調節模式效率較低，造成能源浪費，增加了生產成本。
當水泵啟動時，采用了直接啟動方式；啟動電流是額定電流的8倍達到400A，對電動機的絕緣有較大威脅，嚴重時甚至燒毀電動機。
而高壓電動機在啟動過程中所產生的單軸轉矩現象使水泵產生較大的機械振動應力，嚴重影響到電動機、水泵及其它機械的使用壽命。
采用我公司GD5000-A0280-03-S高壓變頻改造后，大幅地改善了之前的運行工況，具體表現在：
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改造前閥門開度平均70%-80%，運行電流38A；增加變頻器后，風門處于100%全開狀態，運行電流28A左右；節電率在20%左右。
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經過集中控制，水泵正常啟動時間只需30秒左右，如果使用矢量轉速追蹤模式非正常旋轉啟動則只需幾秒，啟動電流控制在1.5倍額定電流。
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快速啟動：現場需要在時在5.9秒內能從0Hz提速到50Hz。
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減小了對電機和水泵的機械沖擊，可顯著提高其使用壽命，降低維護使用成本。
結 束 語
熱電力行業水泵和風機的耗電量占生產電耗44%左右,水泵類耗電量占生產電耗的15%-25%。采用變頻調速技術可大幅度地降低電耗，所以，利用變頻技術對現有用電設備進行節能改造，是解決我國熱電行業高消耗、低效益的根本措施。
通過此項目的運行情況分析，不難看出高壓變頻器在熱電長水汽系統應用中的明顯優勢，從整個行業發展來看，也只有盡力挖掘生產流程中的每一處節能降耗空間，才能提高企業自身的競爭力，真正走上一條健康的可持續發展之路。
參考文獻：
1.汪衛東 石平《熱力發電廠》
2.深圳市英威騰電氣股份有限公司 《GD5000系列高壓變頻調速系統產品說明書》
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