武汉多安电子有限公司

摘 要:随着电力电子技术、自动控制技术、现代通信技术和高压电气技术的飞速发展，高压变频 调速技术日趋成熟，在电力行业中的应用也得到很大的推广。从本公司 600MW 机组凝结水泵高压变频 器使用的情况来看，变频装直工作稳定，凝结水系统的运行更加合理和稳定，同时其节能效采很明显， 值得在各电厂和相关行业进一步推广应用。

随着电力电子技术、自动控制技术、现代通信技术和高压电气技术的飞速发展，高压变频调速技 术曰趋成熟，已在电力行业中推广应用。从吴泾第 二发电公司 600MW 机组凝结水泵高压变频器使 用的情况来看，变频装置工作稳定，凝结水系统的 运行更加合理和稳定，同时其节能效果很明显，值 得在各电厂和相关行业进一步推广应用。

1 项目背景

我公司两台 600MW 机组均配置两台凝结水泵，电动机容量 2000kW ，电压等级为 6kV ，一台工作一台备用。目前两台凝结水泵均为工频运行，凝 结水位的高低依靠出口调节阀的开度进行调节，存 在以下问题:一是运行过程中调节响应慢，调节阀 频繁动作，易损坏，对可靠性有较大影响;二是机组 低负荷时调节阔的节流损失很大，造成大量能源损 耗，当负荷进一步降低，为了保证凝泵和凝汽器的 安全运行，需要开启凝结水再循环门。

降低发电成本，争取电力市场，是我公司"求生 存，促发展"的立足之本。要实现这一目标，降低厂用电率是其中的重要一环。凝结水泵是火电机组的重要辅助设备，电动机容量 2000kW ，是仅次于给 水泵、吸风机和循环水泵的耗电设备。因此，凝结水 泵的节能改造，有着重要意义。

近年来，随着电力电子技术、自动控制技术、现代 通信技术和高压电气技术的飞速发展，高压变频调速 技术日趋成熟。而且国产高压变频器技术水平己能达 到国际同类产品，售后服务也已经提高到相当水平O 通过兄弟单位的实践证明，在凝泵上加装高压变频调 速装置，即使在机组满负荷时，也有很大的节电效果。

基于上述情况，我公司提出了对两台机组凝结 水泵加装变频装置的设想。2005 年 8 月，我公司相 关部门完成了对凝结水泵节流调节和变频调节的 经济性分析，确立了 600MW 机组凝泵电机加装变 频装置的可行性。申能股份公司和上海电力股份有 限公司批准了我公司提出的机组凝泵加装变频装 置节能技改项目。

2 技术改造方案 此次技术改造的关键技术之一是选择合适的高

压变频装置，如此大容量的变频器在电厂中是首次采用，其工作的稳定可靠性是首先需要关注的问题。根据我们的调研，发现多家厂的国产变频装置技术性能 都满足我厂技术改造项目的需求，于是 2005 年 12 月底，我们进行了招、投标工作。通过商务、技术等多 方面的严格评标，发现上海发电设备成套设计研究院 是一个具有雄厚的技术力量、经济实力和相当的生产 规模、良好发展前景的高新技术研究院。最终选定了上海发电设备成套设计研究院为中标单位，分别对两 台机组的凝泵 A 加装变频装置。该单位的高压变频 器与其他厂家的变频器相比主要有以下优点:

1)采用智能功率单元技术，能不停机在线更换 故障功率单元。率先提出采用电压自动平衡技术， 具有多个单元自动冗余备用功能，在一个单元故障后，仅需退出该单元，无需将另外两相相应单元退 出;一个单元故障后仍能保持额定输出能力。

2} 功率单元的滤波电力电容设计寿命为 20 年的无极性电容，与设计寿命为 35 年的电解电容相比，不仅运行安全，而且可大幅节省后续的维护费用。

3) 对输入电压的要求不高，电压波动范围在65% 115%内，变频器仍可正常工作。

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变频控制有手动、自动两种控制方式，可实现其无扰切换等功能。手动方式时，运行人员在操作 员台上直接升降凝泵 A 的转速达到控制除氧器水 位的目的。自动方式时，接收除氧器水位与设定点 的控制指令信号控制凝泵转速，此时调节阀保持全 开，不需操作员干预。当定速凝结水泵运行时，调节 阀参与除氧器水位控制。

此次技术改造的另一个关键技术是凝结水控 制系统的优化改造，在保证系统稳定工作的前提下 达到最大的节能效果。为了保证凝结水系统的正常合理运行，应合理地协调控制好除氧器的水位和凝 结水管道的压力。我们进行了全面的调研和分析， 提出如下方案:变频装置控制除氧器的水位，凝结 水管道的压力低于设定值时，调节阀参与调节，保 证系统压力正常;凝泵 B 自动眼踪不同负荷段除 氧器水位对应的调节阀开度{工频运行时)，当凝泵A 变频器故障退出时，首先让调节阀调整到一定的开度，再联动凝泵 &szlig; ，使系统的扰动降低。因此在 DCS 中我们对凝结水系统的控制逻辑进行了优化 设计，保证变频装置安装后系统能安全可靠地运 行，所有逻辑和参数的设定经过了大量试验来验证 (试验委托华东电力试验研究院)。

3 凝结水泵变频改造效果

工程分两期进行，机 2 凝泵 A 加装变频装置 自2006 年 5 月 22 日开工，5 月 31 日完工，历时10 天;机 1 凝泵 A 加装变频装置自2007 年 4 月 2曰开工，4 月 15 日结束。从工程竣工后的运行情况 看，两台机组凝泵 A 加装变频装置是十分成功的， 变频装置工作稳定，节能效果非常明显，完全达到 我们预期目的。下面以机 2 凝泵 A 为例说明其节 能效果。机 2 凝泵 A 加装变频装置在 2006 年 5 月 完成，经过一年运行，节能情况分析如下:

1)节电效果

凝泵通过变频调节后，除氧器水位自动控制系 统调节品质良好，从而保证了凝泵运行的经济性， 达到了显著的节能效果。凝泵定速和调速两种不同 运行方式的运行数据见表1(电压取 6300V ，功率 因素:定速时取 0.85、调速时取 0.95) 。

从表 1 看出:调速方式运行时，凝泵用电量明 显减少，满负荷 600MW 时，每小时节电 312 kWh ，而在低负荷 240MW 时，节电效果更加显著， 小时节电 458 kWh。从对历年来机组负荷统计 看，我厂机组低负荷率越来越高，由此凝泵安装变 频器节能效果会越来越明显。

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以 2006 年 2# 机组负荷率作为参考，考虑到2# 机组的小修和可能发生的非计划停机消缺，却 机组年运行时间为 330 天，即 7920 小时，可算出2007 茸 2# 机组凝泵变频调节的节能效果(见表2)( 上网电价为:0.3546 元/ kWh) 。

从表 2 看出，2# 机组凝泵变频节电效益一年可达 112 万元，节能效果相当可观。整个工程改造 结束后，一年的节能效果可达到 224 万元。预计整 个工程投入一年半即可收回投资。

2)综合效益

(1)凝结水泵变频改造后，功率因数得以提高，可省去功率因数补偿装置，变频调速可以在很宽的转速范围内保 持高功率因数运行;

(2)可实现软启动，启动电流大大减少，避免了因大启动电 流造成的绝缘老化及由于大电 动力矩造成的机械冲击对电机 寿命的影响，减少电机的维护工 作量，节约检修维护费用;

(3 )凝泵 A 改为变频方式运 行后，电动机线圈的温度下降了45"C，在一定程度上延长了电机的使用寿命;

(4 )采用变频调速，减少了凝结水系统节流和 再循环分流，母营压力从 2.5MPa 下降到 1.7MPa 左右，提高泵组效率，转速降低使环境噪音影响得 到大大改善，而且控制性能也得到改善;

(5 )变频改造后调节阀的调整频率降低，阀门 可靠性和寿命得到保证。

4 结 吾

本工程的关键在于变频器的选型，应选用技术 先进的成熟产品，我们在选购前做了大量细致的前期调研工作，保证使用技术先进、 质量可靠的产品。

实践表明，变频改造后的凝结水系统控制性能良好，除氧器水位调节稳定可靠，节能效果显著，减 少了凝结水系统的维护工作量。凝 泵加装变频装置是一种投入产出 比较高的技术改进措施，值得在火电厂中大力推广应用。

上海吴泾第二发电有限责任公司 王振彦

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