變頻控制在鍋爐給水系統(tǒng)的應(yīng)用方案

該改造項(xiàng)目為某熱電廠100MW機(jī)組380t/h煤粉鍋爐給水系統(tǒng)。系統(tǒng)共有三臺(tái)1600kW/6kV給水泵，運(yùn)行方式為兩用一備。

通過對(duì)給水系統(tǒng)變頻改造方案的論證，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況;最終對(duì)100MW機(jī)組的給水系統(tǒng)改造制定的動(dòng)力系統(tǒng)方案為二拖三自動(dòng)切換方案，系統(tǒng)電氣原理圖如下所示。其中#3、#4、#5為給水泵原有高壓開關(guān)，QF01、QF02為6kV母線室的I、II段備用高壓開關(guān)間隔。在汽機(jī)側(cè)高壓變頻器室安裝兩臺(tái)HARSVERT-A06/200變頻器，并且分別配備安裝兩臺(tái)KYN28-12Z高壓開關(guān)，即QF21～QF24。

為了實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)變頻改造后實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，在集控室電子間增加了一臺(tái)給水變頻控制系統(tǒng)柜。用于實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)的變頻、工頻方式下的運(yùn)行、切換、聯(lián)鎖等邏輯處理功能以及實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行方式下的給水自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，滿足機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的需要。

該系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后，通過近一年的實(shí)際運(yùn)行證明改造是成功的;并且取得了良好的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)收益。

2系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

給水系統(tǒng)在采用二拖三自動(dòng)切換方案，獨(dú)立的給水控制系統(tǒng)后，主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：

(1)實(shí)現(xiàn)“一變或一工”、“兩變一備”、“一工一變一備用”、“兩工一備”四種運(yùn)行模式。

(2)3#、4#、5#三臺(tái)給水泵均可以處于變頻/工頻運(yùn)行狀態(tài)。

(3)每臺(tái)給水泵任一運(yùn)行模式下，系統(tǒng)具備完全的電氣、邏輯閉鎖和聯(lián)鎖雙重關(guān)系有效。即：高壓開關(guān)QF3(#3給)與QF24之間，QF4(#4給)與QF21之間，QF5(#5給)與QF22、QF23之間、QF21與QF22之間、QF23與QF24之間均存在有效閉鎖關(guān)系。單臺(tái)運(yùn)行泵跳閘，備用泵投入系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動(dòng)備用泵。

(4)給水泵處于工頻或變頻運(yùn)行方式下，潤滑油泵的聯(lián)鎖以及給水泵的軸溫、震動(dòng)等保護(hù)回路動(dòng)作準(zhǔn)確有效。

(5)給水泵工/變頻運(yùn)行及切換時(shí)，系統(tǒng)均準(zhǔn)確聯(lián)動(dòng)泵出口電動(dòng)門動(dòng)作且開啟事件自動(dòng)選擇，運(yùn)行平穩(wěn)。

(6)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)方操作和就地操作功能。

(7)具備遠(yuǎn)程報(bào)警、故障指示和故障自診斷處理能力。

(8)系統(tǒng)能夠在機(jī)組30～100MW負(fù)荷之間，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行模式下的汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)及連續(xù)平穩(wěn)切換控制。

3系統(tǒng)優(yōu)化

根據(jù)設(shè)計(jì)思想的“最小改動(dòng)”原則，該系統(tǒng)僅在現(xiàn)有給水系統(tǒng)中增加了三臺(tái)給水泵的運(yùn)行方式選擇開關(guān)，對(duì)工/變頻高壓開關(guān)的二次控制回路進(jìn)行了電氣閉鎖改造。增加四臺(tái)高壓開關(guān)，一臺(tái)系統(tǒng)控制柜和兩臺(tái)變頻器經(jīng)施工、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)后即可投入使用;系統(tǒng)集成化程度高，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、合理，大大減輕了系統(tǒng)改造周期和成本。

由于在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證時(shí)，推算采用一工一變運(yùn)行方式的機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力只有74～100MW.在實(shí)際的調(diào)試過程中，該論斷得到證實(shí)。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷減至76MW時(shí)，變頻給水泵的排量降低至70～80t/h;工頻泵排量200 t/h.由于此時(shí)為防止變頻給水泵進(jìn)入不安全工作區(qū)，因此系統(tǒng)開啟給水泵再循環(huán)門，保持給水泵最低流量值。

一工一變運(yùn)行方式是系統(tǒng)運(yùn)行過程中的一種中間運(yùn)行方式，僅作為給水泵倒泵操作或變頻器故障跳閘情況下的后備方式。但是“一工一變”運(yùn)行模式下的平穩(wěn)運(yùn)行和實(shí)際可操控性，大大減低了系統(tǒng)在運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變過程中對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全的威脅。

實(shí)踐證明：兩臺(tái)給水泵在一定的負(fù)荷條件下，是能夠?qū)崿F(xiàn)“一工一變”運(yùn)行的。并且對(duì)兩臺(tái)變頻的給水系統(tǒng)而言具有重要的意義。