鸭河口电厂350MW机组凝结水泵变频改造

焦铁良，刘永峰，姚川远

(南阳鸭河口发电有限责任公司，河南 南阳 474671)

鸭河口电厂350MW机组凝结水泵变频改造

焦铁良，刘永峰，姚川远

(南阳鸭河口发电有限责任公司，河南 南阳 474671)

传统的凝结水泵大多采用工频运行方式，在凝结水泵出口通过两个并列且不同大小的调整门控制除氧器上水流量。南阳鸭河口电厂利用现有软、硬件设备资源，结合高压变频器工作特性，对鸭河口电厂凝结水给水系统进行变频改造。从经济型与安全性两方面综合考虑，依据鸭河口电厂实际情况，变频器采用特定方式进行控制。经过2年多的稳定运行，机组各项运行控制性能指标优良，节能效果显著。

凝结水泵；变频；节能

0 引言

南阳鸭河口电厂1、2号机组为350MW机组，现阶段为调峰机组，峰谷差较大。据统计，机组负荷在50%～100%之间，由于负荷的变化，导致凝结水泵、循环水泵、风机等存在着严重的能源浪费现象，急需进行节能改造，以符合现有的节能减排政策。在鸭河口电厂实际应用中，凝结水泵工频实际运行时流量较大、压力较高，超出了现在调峰机组的实际需要量，运行时依靠除氧器水位调节阀的节流来调节，偏离了经济运行工况，机组带低负荷时偏离更大，给厂用电网带来不利影响。因此，对机组凝结水泵进行变频改造，不仅能实现凝结水系统水位的自动控制，而且对凝结水泵经济安全运行、节能降耗具有重要意义。

1 凝结水系统和改造后凝泵变频器的系统

鸭河口电厂1、2号机组配备NIC-710-K/A-4型凝结水泵，其额定流量870m3/h，扬程270m，转速1480r/min。机组凝结水系统包含2台水泵，一用一备。凝结水出口管路有3个调节门(低负荷凝结水调门、高负荷凝结水调门、凝结水再循环调门)如图1所示。凝汽器水位控制原设计由这3个调门共同实现。由于水位采用阀门节流调节、凝泵定速工频运行，凝泵电机能耗与系统需求并非动态的最佳匹配，造成较大的能耗损失。

为了减少改造投资，考虑到2台凝结水泵平时一用一备，为达到节能降耗目的，本次改造在B凝结水泵电气回路增加1台变频装置，采用一拖一控制，实现B泵的变频控制，A泵仍为工频方式，作为B泵备用。

图1 凝结水系统

1.1 凝泵变频改造后操作控制

(1)机组启动时，投B泵变频运行，为保证低旁压力使变频高速运行，出口压力>2.5MPa。投入出口调门自动，由凝泵出口调门控制热井水位。

(2)机组正常运行时，投入B泵变频自动调节。此时，出口调门自动切大死区控制，作为后备调节手段。为保证变频运行以及低旁随时可投入，此时将退出低旁减温水压力保护。

(3)低旁紧急投入时，B泵切变频高速运行；B泵变频故障时，切A泵运行。定期工作切A泵时，先投A泵(工频)运行，再退B泵变频运行。A泵正常运行时，切B泵变频：先投B泵，再退A泵。A泵跳闸时，B泵工频旁路联启。

1.2 凝汽器热井水位控制稳定要求

热井水位低于低2值时，凝泵将跳闸。对策：设计水位的凝泵变频自动控制逻辑，保留原出口调门水位控制逻辑。当凝泵变频自动控制水位时，出口阀水位自动仍投入，但其控制死区扩大，作为水位偏差大时的后备自动；在变频向工频切换时加入出口调节门的超驰控制逻辑，关10s后恢复阀门正常水位自动，保证水位一直得到有效的自动控制；当热井水位低1值时，闭锁出口调阀开行程。

1.3 变频器设备及电机的保护要求

当电机故障或变频器重故障时，必须能够及时跳开变频器设备及运行电机，切换备用泵运行。

对策：完善联锁保护设计，当运行B凝泵停运或者变频故障时，联锁切换备用泵。

1.4 其他考虑因素

(1)凝泵自身的保护要求。 凝泵的变频转速要避开泵的共振区，以免凝泵振动大；低转速下，泵的润滑条件能否满足；凝泵密封水原为泵出口凝结水提供，现已改为闭冷水系统提供，故可不考虑泵密封水压问题。对策：可通过泵的变频试验确定其最低安全工作转速，设变频器频率下限。

(2)低旁减温水压力要求。现低旁减温水压力保护设计为“低于2.1MPa跳闸值15s后低旁跳闸”。对策：低旁运行时使凝泵切变频高速运行，同时出口阀快关，保证低旁投入时减温水的压力要求。

(3)凝泵出口压头要求。为保证凝泵出口压头足够，必须保证凝泵变频运行时出口压力不能低于定值。对策：出口压力低时闭锁凝泵转速下降。

1.5 变频装置存在问题

(1)变频至工频旁路、工频旁路至变频的切换必须首先要断开用户6kV开关；

(2)变频至工频旁路、工频旁路至变频的切换必须在就地柜进行。

2 效益分析

该改造项目共投入资金191万，凝结水泵变频改造后，由于调节阀处于全开状态，只需根据机组负荷变化改变凝结水泵的转速即可，大幅减少了系统的节流损失，且机组负荷越低，节电效果越明显。

3 结语

通过对凝泵变频改造实例的分析,证明了高压变频技术具有显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。随着高压变频技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术在电力等行业得到了逐步的推广应用，不仅可以取得显著的节能效果，而且也得到了国家产业政策的支持，代表了今后更多行业节能技术的方向。

[1]程伟良,徐寿臣.电厂凝结水泵变频调节方式的经济性分析[J].华东电力,2004,32(8):10-13.

[2]王 林,王义厢.安阳电厂1号机组凝泵变频改造[J].江苏电力职业技术学院学报,2009，22(3):26-28.

[3]张 朝.衡水电厂3B给水泵汽轮机转速摆动原因分析[J].电力科技与环保,2012,28(4):61-62.

[4]靖长财.论机组的运行优化及提高发电机组的经济性[J]. 华电技术,2008,30(5):12-14.

[5]DL/T5175-2003,火力发电厂热工控制系统设计技术规定[S].

[6]张良瑜,谭雪梅,王亚荣．泵与风机[M].北京:中国电力出版社.2004.

[7]邓朝旭,姚中栋,张萌萌. 300MW机组凝结水泵变频节能改造[J].华电技术,2010,32(12):29-31.

[8]徐淑新,朱红玉,吕广飞.变频器在庄河发电厂凝泵电机口的应用[J].电力科技与环保,2012,28(6):53-55.

[9]尚君明.发电厂凝结水泵变频调速系统节能研究及应用[D].保定:华北电力大学(河北),2008 .

[10]邸若冰,崔学英.火电厂凝结水泵变频改造中的常见问题[J].电力安全技术,2011,13(9):55-58.

[11]赵 洁,张子敬.火电厂凝结水泵变频改造合理化选择[J].内蒙古科技与经济,2013(12):111-112.

[12]冯荣彬.火电机组调试安全管理的优化研究[J].电力科技与环保,2014,30(1):60-62.

[13]郑锦溪,徐开华,刘定平,等.锅炉大修后酸洗中的几个关键问题[J].电力科技与环保,2011,127(6):56-59.

Design & application of variable-frequency control in 350MW units of Nanyang Yahekou Power Plant

It adapted the way of line-frequency running by the conventional condensate pumps with two parallel, yet different caliber accommodates to control the upstream water flow mostly. NanYang Yahekou Power Plant use of existing software and hardware resources, job characteristics and high voltage inverter, the power plant condensate water Yahekou winding frequency transformation system. From the economical and safety aspects into account, considering the actual situation of power plant，inverter apply new approach to control. after two years of stable operation, the operation control unit good performance, energy-saving effect is remarkable.

condensate pump; frequency conversion; energy saving

TK223.7

B

1674-8069(2017)03-056-02

2016-11-13；

2016-12-27

焦铁良(1983-)，男，河南南阳人，工程师，主要从事火电厂热工、汽机等方面的控制和研究。E-mail：godblessjtl@163.com