发电厂凝结水泵变频调速系统设计与应用

摘要

我国现正处于高速发展阶段，能源开发和利用也处于高速增长阶段，高效利用和节约能源已经成为当代中国急需解决的重大问题。随着我国推进经济结构的调整和发展方式的转变，电力体制改革逐步实行竞价上网。这要求电力企业一方面努力降低发电耗能与成本，另一方面加大脱硫、除尘等设备投入，严格降低污染排放。然而为提高上网电价竞争力，厂用电的节能见效快，适应当今环境与能源的需求，具有举足轻重意义。随着高压变频调速技术的发展，发电厂风机、水泵类用电设备也开始使用变频调速，从而有效降低发电耗能与成本。 新疆阿拉尔盛源电厂新建两台350MW超临界空冷火电机组，电厂汽机侧除氧器采用高压凝结水泵上水。本文以阿拉尔盛源电厂的高压凝结水泵的变频调速系统设计为研究背景，通过分析系统节能原理及高压变频器原理，给出了高压凝结水泵变频调速系统设计，并在阿拉尔盛源电厂项目中运行实施。具体如下: 首先，分析了高压电机变频调速方式及高压凝结水泵变频节能的原理，根据凝泵工作原理，其流量和扬程与电机转速之间存在一定的关系，当机组负荷降低时，凝泵流量下降，此时如能通过变频调节电机转速随之下降，则可以有效降低能耗，节约能源。 其次，以凝结水泵变频调速运行为背景，对凝泵变频系统整体结构和主要元器件进行选型比较，得到系统高压变频器实际应用选型，详细介绍了所选北京合康亿盛变频器的主体结构、变频特性和控制运行方式。 再次，针对阿拉尔盛源电厂高压凝结水泵系统的工艺控制要求，设计了一套高压变频器系统实施方案，并且变频电源具有冗余特性，即在变频器出现故障情况时，可自动将变频电源切换成工频电源，从而使机组的正常运转。对变频调速系统进行性能测试，满足工艺运行控制要求，并简要介绍变频器柜的操作方法。 综上所述，为了满足工艺需求和节能减排两个方面，变频节能首当其冲，成为最佳选择。阿拉尔盛源热电厂经过一年多的运行，凝结水泵高压变频系统节能效果显著，该系统降低了经济成本和后续设备维护成本，水泵振动和噪声也得到明显改善，提高了水泵的效率和自动化水平，受到了用户的欢迎。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 变频器产品发展动态

1．3 变频调速系统的发展历程

1．3．1 PWM脉冲宽度调制技术

1．3．2 控制系统数字化

1．3．3 高压大容量交流调速系统

1．4 本文主要研究工作

第2章 高压变频调速的基本理论

2．1 高压电机调速方式的分类

2．1．1 交流调压调速

2．1．2 变频调速

2．2 凝结水泵变频调速系统的理论基础

2．2．1 离心式水泵的工作原理

2．2．2 水泵的特性

2．2．3 水泵的节电方法及节能原理

2．2．4 采用变频调速时的功率计算

2．3 采用变频调速的优点

2．4 本章小结

第3章 高压变频器的构成和选型

3．1 变频器的构成

3．1．1 整流电路

3．1．2 中间电路

3．1．3 控制电路

3．1．4 逆变电路

3．2 高压变频器的分类

3．2．1 高-低-高型变频器

3．2．2 直接高压型变频器

3．3 变频器的控制方式

3．3．1 V／F控制

3．3．2 矢量控制

3．3．3 直接转矩控制

3．4 高压变频器选型及小结

3．4．1 高压变频器的选型

3．4．2 本章小结

第4章 凝结水泵变频调速的系统设计

4．1 盛源热电厂介绍

4．2 凝结水泵功能及参数

4．2．1 凝结水泵的功能分析

4．2．2 凝结水泵及电机的参数

4．3 变频器的结构

4．3．1 主电路

4．3．2 功率单元

4．3．3 控制系统

4．4 变频调速技术方案的特点

4．4．1 变频器的技术特性

4．4．2 变频器的保护功能

4．4．3 高质量的输入、输出特性

4．5 变频器与DCS的接口功能设计

4．6 本章小结

第5章 凝结水泵变频系统的方案实施

5．1 凝结水泵变频调速系统控制方案

5．1．1 凝结水泵的闭环控制

5．1．2 凝结水泵的逻辑控制

5．2 变频调速系统性能测试

5．3 凝结水泵变频器柜的操作

5．3．1 变频投入时上电前的准备工作

5．3．2 远程DCS／机旁操作变频器上高压，运行及停机

5．3．3 就地操作变频器

5．4 运行现场及效果分析

5．4．1 运行现场介绍

5．4．2 凝结水泵变频节能效果分析

5．4．3 间接受益

5．5 本章小结

第六章 总结

参考文献

致谢