北京康得高壓變頻器在天生港電廠循環(huán)水泵上的應用情況介紹
天生港發(fā)電有限公司 沈啟海（圖表請下載附件）
一、概況
我公司三車間為2×137.5MW凝汽式燃煤機組（編號為#8、9機組），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機組，循環(huán)水系統(tǒng)為開式、母管制。三臺循環(huán)水泵編號為#7、8、9，三臺循泵葉片角度在-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)保科技股份有限公司）研發(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)運行至今。
二、設備規(guī)范
#9循環(huán)水泵為立式軸流泵，所配電動機為6 kV、1000 kW，循泵組的轉(zhuǎn)速為490 r/min；變頻器為6 kV、1250kW。具體技術數(shù)據(jù)見設備規(guī)范表。
三、變頻器運行情況
#9循環(huán)水泵變頻器從2002年12月12日投入運行以來，除隨循環(huán)水泵檢修進行檢查、維護外一直處于連續(xù)運行狀態(tài)，充分發(fā)揮其節(jié)能優(yōu)勢。從變頻器幾年的運行情況看，該設備具有明顯的安全和節(jié)能的特點。
（一）安全方面
1、變頻器電機從初始設定的3Hz開始，經(jīng)300s時間升速至50Hz，由于實行軟啟動。啟動電流隨頻率升高而逐步平穩(wěn)增大，啟動過程平穩(wěn)、無噪聲，消除了因啟動力矩大，啟動大電流對電機的沖擊問題，使電機連續(xù)啟動次數(shù)不再受到限制（額定功率＞500kW的電機工頻方式下啟動間隔時間≮2h）。
2、采用變頻器調(diào)節(jié)后，循環(huán)水泵相同出力情況下，電動機輸入電流約為工頻運行時的75%,從而使電纜發(fā)熱的老毛病得到了明顯改善。
3、#9循泵變頻器設置了過流及溫度保護，在變頻器運行參數(shù)異常時變頻器跳閘，確保變頻器設備安全工作。在#9循泵變頻器投入運行三年多來，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循泵變頻器一直運行可靠，故障率低。
4、變頻器采用牽引級IGBT功率器件，產(chǎn)品設計采取了諸多提高設備環(huán)境適應性的措施，使得設備適應能力強，對環(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，進入夏季循泵房內(nèi)溫度高達到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)運行近30000小時，變頻器和電機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循泵實行變頻調(diào)節(jié)后，根據(jù)機組負荷、真空情況，僅需在DCS操作員站內(nèi)點擊鼠標即可改變頻率進行調(diào)節(jié)，從而改變循泵轉(zhuǎn)速，達到改變流量目的（特殊情況下可進行就地調(diào)節(jié)）。變頻器頻率目前允許設定頻率在45～50Hz之間，電機轉(zhuǎn)速相應在440～490r/min之間變化。同時#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，和定速泵并列運行時，葉片角度稍大于定速泵，使運行中循環(huán)水流量調(diào)節(jié)范圍增大，適應機組負荷調(diào)節(jié)需要的能力增強。
6、#9循泵變頻器設置了旁路開關，便于#9循泵變頻器單獨檢修時不影響#9循泵改為工頻運行。
7、現(xiàn)場設有變頻器異常報警、保護動作記錄和變頻器運行參數(shù)，可供運行人員及時進行檢查、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)于國家標準。
（二） 節(jié)能方面
我公司機組負荷變化頻繁、變化范圍在額定負荷的60%～100%之間，為確保機組冷卻倍率，所需循環(huán)水量會發(fā)生變化，必須對循泵出力經(jīng)常進行調(diào)節(jié)。循泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為一種經(jīng)濟性較高的調(diào)節(jié)方式，可根據(jù)機組負荷變化改變循泵轉(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)。
循泵組變頻運行時,在循環(huán)水泵出水量、出水壓力相同的情況下電機耗電明顯減小，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)水泵變頻運行小時以7000h（全年80%時間）計算，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)平均電價以0.36元/kwh計，則多為公司創(chuàng)收近55.4萬元。
三、火電廠循環(huán)水泵實施變頻改造的建議
1. 循環(huán)水泵變頻改造對于汽輪機真空調(diào)節(jié)與循環(huán)水泵電機節(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注其對環(huán)境的適應性，尤其是對環(huán)境溫度的適應性。