330mw机组变频调速技术应用

高压变频调速技术在330MW机组上的应用

李志才，刘红权

(大唐珲春发电厂，吉林 珲春 133303)

摘 要：本文介绍了大唐珲春发电厂330MW机组通过凝结水泵、一次风机增装高压变频调速装置，实现了转机变速调节，系统运行的安全性和经济性均得到了显著提高，取得了较好的节能效果。 关键词：高压变频装置；凝结水泵；一次风机；变速调节；节能

前 言

随着计算机控制技术的快速发展和高电压大容量电子器件性能的提高，高压变频调速装臵的可靠性得到了大幅度提高，生产成本也逐年降低，变频装臵的应用也逐渐由低电压小容量向高电压大容量转机上推广开来。大唐珲春发电厂3号、4号330MW机组于2006年9月移交生产。设计凝结水泵和一次风机均采用定速节流调节，由于机组选型中考虑的富裕容量大及近年来机组调峰深度加大，机组平均负荷率经常维持在在70～80%之间运行，低谷运行时间长，节流损失大。造成凝结水泵、一次风机耗电率偏高，严重影响机组的经济运行。 1．系统简介

大唐珲春发电厂330MW机组凝结水泵设计选用立式外筒型多级导叶离心式定速泵，设计型号为B640I-5，流量为711.83m3／h，扬程为316.4m，轴功率为745.3KW；配用电动机型号为YKSL500-4，配用功率为1000kW ，电压为6kV，额定电流118.9A，转速1480 r／min。系统配臵2台凝结水

泵，正常一运一备。设计热井中凝结水通过凝结水泵升压后，经过凝结水精处理系统、轴封加热器、4台低压加热器送入除氧器。在轴封加热器出口与1号低压加热器进口连接管路间设臵凝结水调节阀及旁路阀，用于控制除氧器水位。除氧器采用滑压运行方式。

大唐珲春发电厂330MW机组1025T/h锅炉制粉系统采用正压冷一次风直吹式制粉系统，每台炉配5台MPS212HP-Ⅱ型中速磨煤机。设计磨煤机出力56.9t/h，通风阻力6.03KPa，入磨一次风量25.33m3/s。每台炉配2台入口导叶调节离心式一次风机，正常全部运行，一次风机型号：L4N2207.96.89SBL6T,流量276084m3/h，全压升17.17KPa，进口压力-0.365KPa。电动机型号为YKK630-4，额定电压6000V，额定电流201.1A，转速1490r/min，额定功率1800KW。 2．运行中存在的问题

2．1 机组调峰频繁，峰谷差大，晚间低谷最低负荷180MW，凝结水和一次风机节流调节损失大，效率低，单耗高。

2．2 因凝结水泵调节阀节流严重，汽机厂房0米运转层噪音大，最大110dB（A），对周围环境造成污染。

2．3 凝结水系统管路振动大，曾发生多次因振动大造成凝汽器再循环调节门操作失灵、电源板、主机板损坏的事件。

2．4 凝结水调节阀线性差，在部分调节区域凝结水流量波动大。 3．解决办法及特点

针对凝结水泵和一次风机低谷节流损失大、效率低、单耗高等问题，厂组织专业人员多次召开专题会议，研究对策和改造方案。根据多个方案对比论证，最终决定增装高压变频装臵，实现凝结水泵和一次风机变速调节。通过公开招标的方式，对高压变频装臵进行招标，最后选用了

广东明阳龙源电力电子公司设计生产的MLVERT-D系列模块串联多电平电压型无电网污染高压变频器。该系列高压变频器为“高-高”型变频器，高压直接输入，高压直接输出，不需要升压变压器。该系列高压变频器输入隔离变压器采用了移相变压器，使得输入波形接近正弦波，对电网谐波污染小；输出侧通过逆变器的PWM调制技术，输出为多电平，使得变频器的输出电压波形非常接近正弦波，无需输出滤波器，可直接接高压电机运行。凝结水泵高压变频装臵采用一拖二的供电方式，减少了改造的初投资。一次风机采用一拖一的供电方式。该高压变频器的主要组件包括：旁路柜、变压器柜、模块柜、控制柜。MLVERT-D系列高压变频调速系统具有如下特点：

3.1 输入波形接近正弦波，对电网谐波污染小,无需考虑谐波抑制。 3.2 输入功率因数高，在20～100%的负载范围内，功率因数≥0.96，无需功率因数补偿装臵。

3.3 提供正弦波输出波形，不需输出滤波器,对电机应无特殊要求。 3.4 控制系统实现全数字控制，且控制系统和主电路通过光纤通讯进行联接，实现强弱电压完全隔离。

3.5 变频器具备完善的故障自诊断，报警、参数显示和历史记录等功能，维修方便。 4．节能效果

凝结水泵和一次风机在变频改造前后进行了相关试验，凝结水泵采用定速调节运行方式，调节阀压降随机组负荷降低呈升高变化趋势，机组负荷越低，调节阀压降越大，节流损失越大。采用变频调速运行方式后，凝结水母管压力随机组负荷降低而降低，耗电功率随负荷降低而显著降低，在200MW工况点调节阀压降降低2.22MPa，节电率达61.7%。消

除了凝结水系统振动，调节阀所在区域噪音显著降低，已经达到规定要求。

43定速调节P/MPa210050100150W/MW图1 凝结水母管压力曲线200变频调节250300350

表1 凝结水泵定速调节与变频调节主要运行参数对比

发电机 凝结水 定速调节 定速调节 定速调节 变频调节 变频调节 变频调节 变频调节 端功率 流 量 凝结水压力 凝泵电流 凝泵功率 转速 凝结水压力 凝泵电流 凝泵功率 /MW /t/h /Mpa /A /KW r/min /Mpa /A /KW

330 718 2.62 88.5 855.0 1317 1.86 97.7 751.7 320 683 2.66 87.58 851.8 1273 1.71 94.2 718.9 300 605 2.73 85.85 830.0 1199 1.48 87.1 678.6 280 595 2.81 84.04 807.2 1154 1.44 79.9 587.5 260 540 2.90 82.13 783.5 1095 1.31 72.8 467.8 240 510 2.99 80.12 758.6 1051 1.26 65.8 348.2 220 503 3.10 78.0 732.5 1006 1.10 58.6 309.0 200 500 3.23 75.72 704.9 947 1.01 51.5 270.0

一次风机采用定速调节运行方式，由于设计都留有3—10%的富裕容量，致使风机在额定负荷运行，入口调节挡板开度一般在75%左右，耗电功率达2712.3KW。采用变频调速运行方式后，入口调节挡板保持全开状态，额定负荷一次风机耗电功率降至2103.7KW，节电率达22.4%。 表2 一次风机定速调节与变频调节主要运行参数对比

发电机 定速调节 定速调节 变频调节 变速调节

端功率 总电流(甲+乙) 总功率(甲+乙) 总电流(甲+乙) 总功率(甲+乙) /MW /A /KW /A /KW

330 290 2712.3 266.9 2103.7 300 289.6 2709 227.5 1662.6 280 293 2740 218 1579.1 260 283.1 2648 212.4 1533 240 267.7 2504 209 1493.2 220 259 2422 209.6 1474.1 200 258.7 2419 218.2 1518.4

表3 变频调节与定速调节对比节电量统计结果

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