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工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)在300MW汽輪機組上的應(yīng)用

時間：2015-04-30 17:10:03來源：程榮新歷雷張文海蔣國正

導(dǎo)語：?本文介紹了“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”的應(yīng)用，針對日本荏原調(diào)速型液力偶合器變頻調(diào)速改造及變頻二拖三解決方案與節(jié)電效果做了介紹。

摘要：本文介紹了“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”的應(yīng)用，針對日本荏原調(diào)速型液力偶合器變頻調(diào)速改造及變頻二拖三解決方案與節(jié)電效果做了介紹。

關(guān)鍵詞：工變頻切換,液力偶合器,電動給水泵

1引言

遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，位于遼寧省調(diào)兵山市境內(nèi)。1、2號機組為300MW汽輪發(fā)電機組，每臺機組給水泵設(shè)計為3×50%額定容量電動給水泵組，電動機（YKS800-45200kW6kV564A）同軸驅(qū)動前置泵（YNKN300/200-20j），通過液力偶合器（日本荏原GCH104A-47）驅(qū)動給水泵（CHTC5/6SP）調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速。給水泵耗電量占發(fā)電量的3%，占發(fā)電廠用電量的29%。機組投產(chǎn)以后，給水泵耗電量一直高于同型機組，降低給水泵耗電量,成了生產(chǎn)技術(shù)管理的主要課題。曾研究過將調(diào)速型液力偶合器調(diào)速，改為汽輪機調(diào)速，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較與借鑒同型機組改造后的技術(shù)經(jīng)濟得失，汽輪機調(diào)速改造投資成本高，綜合節(jié)能效果不佳，廠用電率雖有降低，但供電煤耗明顯升高，得不償失。通過學(xué)習(xí)大唐集團(tuán)公司所屬同型電廠變頻改造經(jīng)驗，由遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)技術(shù)把關(guān)，遼寧億賽普節(jié)能技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)投資并進(jìn)行合同能源管理，選用長春時代機電新技術(shù)有限公司，“液力偶合器泵輪調(diào)速法”、“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”專利技術(shù)，配套東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司變頻器產(chǎn)品，對#1、2機組AB電動給水泵，進(jìn)行了“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”改造。#2機組于2014年3月投運，#1機組于2014年10月投運，投運后節(jié)電效果明顯，經(jīng)測試70%負(fù)荷率，年可節(jié)電1169萬Kwh,增加上網(wǎng)電量1169萬kwh，年可增加產(chǎn)值484萬元。

2電動給水泵組改造前技術(shù)狀況

遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司1、2號機組為300MW汽輪發(fā)電機組。每臺機組配有三臺50%容量的電動給水泵組，給水泵電動機定速運行，電動機一端同軸驅(qū)動定速運行前置泵，電動機另一端同軸驅(qū)動調(diào)速型液力偶合器輸入軸，液力偶合器輸出軸驅(qū)動給水泵，調(diào)速型液力偶合器的作用是增速與調(diào)速，正常運行方式是兩運一備。其原始技術(shù)參數(shù)和生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)如下：

2.1技術(shù)參數(shù)

2.1.1電動機參數(shù)

型號	YKS800-4		額定轉(zhuǎn)速		1490 r/min
額定功率	5200KW		功率因數(shù)		0.89
額定電壓	6000V		冷卻方式		空冷
額定電流	564A		空載電流		189A
輸入軸轉(zhuǎn)向（沿動力傳遞方向看）		逆時針		輸出軸轉(zhuǎn)向（沿動力傳遞方向看）		順時針

2.1.2給水泵參數(shù)及其特性曲線

形式	多級泵	揚程	2068.5m
型號	CHTC5/6SP	進(jìn)口流量	506.66t/h
軸功率	3449KW	出口壓力	19.53Mpa
額定轉(zhuǎn)速	5130r/min	最低輸入壓力
必需汽蝕余量	26m	生產(chǎn)廠家	沈陽透平機械股份公司

2.1.3前置泵參數(shù)及其特性曲線

型號	YNKn300/200-20J	揚程 m	47.5m
形式		軸功率 kW	88.5 kW
額定轉(zhuǎn)速 r/min	1490 r/min	入口壓力	0.9178
流量 m3/h	521.66	出口壓力	1.34MPa
要求汽蝕余量 m	3.5

2.1.4液力耦合器參數(shù)及其效率特性曲線

型號	GCH104A-47	軸功率	4144 KW
額定輸入轉(zhuǎn)速	1490r/min	轉(zhuǎn)速比
最高輸出轉(zhuǎn)速	5390r/min	生產(chǎn)廠家	日本株式會社荏原制作所
油箱充油量	1000L	工作油循環(huán)量
輸入軸轉(zhuǎn)向（沿動力傳遞方向看）	逆時針	輸出軸轉(zhuǎn)向（沿動力傳遞方向看）	順時針

2.1.5日本荏原GCH104A-47調(diào)速型液力偶合器剖面圖及油路系統(tǒng)圖

圖1GCH104A-47調(diào)速型液力偶合器剖面圖

圖2GCH104A-47調(diào)速型液力偶合器油路系統(tǒng)

2.2生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)

遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司1、2機組主要生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)分別為：

2.2.1一號機組

1、年發(fā)電量：121058.2萬千瓦小時

2、年供電量：108328.8萬千瓦小時

3、年廠用電量：12729.3萬千瓦小時

4、年給水泵耗電量：3668萬千瓦小時

5、年運行小時數(shù)：5538.9小時

6、年平均負(fù)荷率：72.8%

7、上網(wǎng)電價：0.414元/kwh

8、供電煤耗：372g/kwh

2.2.2二號機組

1、年發(fā)電量：127993.8萬千瓦小時

2、年供電量：114247.2萬千瓦小時

3、年廠用電量：13746.5萬千瓦小時

4、年給水泵耗電量：3814.2萬千瓦小時

5、年運行小時數(shù)：5991.88小時

6、年平均負(fù)荷率：71.2%

8、上網(wǎng)電價：0.414元/kwh

9、供電煤耗：379.59g/kwh

2.2.3#1機組年不同負(fù)荷工況下主要運行參數(shù)

序號	負(fù)荷（MW）	負(fù)荷率 %	電動機電流（A）		母管水壓（MPa）	蒸汽流量（t/h)	給水流量（t/h)			勺管開度（%）
序號	負(fù)荷（MW）	負(fù)荷率 %	1#泵	2#泵	母管水壓（MPa）	蒸汽流量（t/h)	給水流量（t/h)			勺管開度（%）
1	285	95	409.97	434.97	17.68	929.78	926.04			1#54.96 2#53.94
2	270	90	402.2	417.16	17.50	869.43	890.66			1#53.35 2#53.06
3	255	85	378.1	393	17.2	805	789.86			1#51.28 2#50.96
4	240	80	361.29	382.82	16.91	771.38	756.18			1#49.7 2#49.5
5	225	75	344.47	363.7	16.54	716.06	708.36			1#48.1 2#47.9
6	210	70	322.9	342.43	15.55	675.44	660.35			1#45.5 2#45.4
7	195	65	303.2	318.35	14.79	613.45	603.93			1#43 2#42.8
8	180	60	280.73	294.04	14.37	558.8	525.69			1#39.1 2#39
9	165	55	269.33	278.15	13.9	493.37		481.36	1#38.2 2#37.9

2.2.4#2機組年不同負(fù)荷工況下主要運行參數(shù)

序號	負(fù)荷（MW）	負(fù)荷率 %	電動機電流（A）		母管水壓（MPa）	蒸汽流量（t/h)	給水流量（t/h)	勺管開度（%）
序號	負(fù)荷（MW）	負(fù)荷率 %	1#泵	2#泵	母管水壓（MPa）	蒸汽流量（t/h)	給水流量（t/h)	勺管開度（%）
1	285	95	412.1	419.6	17.08	885	911	1#47.1 2#47.5
2	270	90	393.3	408.99	17.12	827	822	1#48.1 2#47.5
3	255	85	399.7	388.68	17.87	812.95	841.97	1#51.79 2#51.04
4	240	80	348.35	389.56	16.54	733.65	772.77	1#42.73 2#43.92
5	225	75	322.65	354.01	15.8	664.62	671.75	1#40.8 2#41.2
6	210	70	310.01	338.41	15.6	612.05	603.94	1#41.2 2#41.8
7	195	65	300.5	324.79	15.5	564.7	572.48	1#41.2 2#41.8
8	180	60	292.4	300.9	14.42	559.2	581.9	1#37.86 2#37.08
9	165	55

3改造的必要性

3.1液力偶合器驅(qū)動調(diào)速的電動給水泵的節(jié)電潛力

液力偶合器驅(qū)動調(diào)速的電動給水泵的節(jié)電潛力是很大的。其原因是按設(shè)計技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計時，鍋爐機組的最大連續(xù)蒸發(fā)量是按汽輪機組的最大進(jìn)汽量的1.05倍設(shè)計計算，給水泵的最大流量則按鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的1.05倍設(shè)計計算，液力偶合器是按給水泵最大流量配套的，這樣一來，機組投產(chǎn)后，即便在額定工況運行，給水泵液力偶合器已經(jīng)偏離額定工況10%左右。更有甚者遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)計配套的調(diào)速型液力偶合器額定轉(zhuǎn)速(5390r/min)高于給水泵額定轉(zhuǎn)速（5130r/min）5%，即便給水泵額定轉(zhuǎn)速運行也已偏離調(diào)速型液力偶合器額定轉(zhuǎn)速5%，其效率降低近5%。1、2號機組年平均負(fù)荷率分別為72.8%、71.2%，由于負(fù)荷率較低一號機組給水泵液力偶會器勺管最大平均開度為54.45%，最小開度為38.05%，二號機組給水泵液力偶會器勺管最大平均開度為47.3%，最小開度為37.47%。液力偶合器最高效率點為其額定（5390r/min）工況點，偏離額定工況效率明顯降低，這是調(diào)速型液力偶合器的最大弊端，1、2號機組液力偶會器實際運行效率分別為51%～36%、44%～35%。分別較額定工況點效率降低43%～58%、47%～57%，可見1、2號機組給水泵節(jié)電空間是很大的，進(jìn)行變頻節(jié)能改造是非常必要的。

3.2液力偶合器泵輪（變頻）調(diào)速與液力偶合器容積調(diào)速效率比較

轉(zhuǎn)速%	變頻器效率%	泵論變頻調(diào)速效率%	容積調(diào)速效率%	效率差%
90	96	90	82	8
85	96	90	75	15
80	96	90	70	20
75	96	90	65	25
70	96	90	60	30
65	96	90	54	36
60	95	89	47	42
55	94	88	35	53

4“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”

“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”（ZL201220506992.1）是火力發(fā)電廠電動給水泵機電聯(lián)合新型高效特種傳動節(jié)能新技術(shù)。其具體改造方案是：

4.1將調(diào)速型液力偶合器改為工變頻切換型液力偶合器

所謂工變頻切換型液力偶合器，就是保留液力偶合器不動，應(yīng)用液力偶合器泵論調(diào)速法（ZL201110341984.6）對液力偶合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)行改造，使同一臺液力偶合器具有工頻定速輸入時是調(diào)速型液力偶合器；變頻調(diào)速輸入時是增速齒輪箱兩種運行方式，且兩種運行方式可以切換運行的工變頻切換型液力偶合器。具體改造方法是，調(diào)速型液力偶合器連接方式、主體結(jié)構(gòu)、控制與冷卻方式不變，解除輸入軸驅(qū)動的潤滑油泵與工作油泵供油方式，在潤滑油冷油器入口設(shè)置一臺外置潤滑油泵，原電動輔助油泵做備用。在工作油入口設(shè)置兩臺外置工作油泵，一運一備。工變頻切換型液力偶合器油路系統(tǒng)見圖3

圖3工變頻切換型液力偶合器油路系統(tǒng)

實現(xiàn)這一改造后，液力偶合器具有了兩種運行方式，一是工頻運行時以勺管進(jìn)行調(diào)節(jié)的液力偶合器的調(diào)速運行方式（這是原來就有的容積調(diào)速方式），二是變頻調(diào)速運行時通過電動機的變頻調(diào)速，實現(xiàn)液力偶合器輸入軸變頻調(diào)速，實現(xiàn)增速齒輪組變頻調(diào)速，實現(xiàn)泵輪變頻調(diào)速，勺管保持100%開度，泵輪與渦輪工作油腔內(nèi)充液量最大，渦輪與泵輪相對固定，起聯(lián)軸器作用，實現(xiàn)渦輪變頻調(diào)速，進(jìn)而實現(xiàn)液力偶合器輸出軸變頻調(diào)速。這就實現(xiàn)了液力偶合器的增速齒輪箱運行方式（這是改造后新增的泵輪調(diào)速方式），兩種運行方式可以互相切換。這一工變頻切換型液力偶合器，既便于工變頻切換，也便于變頻一拖二、變頻二拖三，方便靈活，安全可靠。有了上述功能，將ABC給水泵的三臺液力偶合器都改造成工變頻切換型液力偶合器，增加兩臺與給水泵電動機配套的高壓變頻器和相應(yīng)的隔離開關(guān)，就可以實現(xiàn)ABC給水泵，通過切換的變頻二拖三方案了。實現(xiàn)通過切換(偶合器調(diào)速方式也隨之相應(yīng)切換)的變頻二拖三運行方式。既便于給水泵的定期切換運行，又便于互相備用。正常運行方式為兩臺變頻調(diào)速泵運行，調(diào)速型液力偶合器調(diào)速泵備用。

工變頻切換型液力偶合器的創(chuàng)新點是：

（1）同一臺液力偶合器，具有工頻定速輸入容積調(diào)速時，是調(diào)速型液力偶合器運行方式；變頻調(diào)速輸入泵輪調(diào)速時，是增速齒輪箱運行方式，兩種運行方式可以切換運行，一運一備互為備用的新型特種傳動新技術(shù)。

（2）應(yīng)用泵輪調(diào)速法調(diào)速時，勺管固定在100%，泵輪與渦輪工作油腔內(nèi)充液量固定在最大充液量，滑差率最低，效率最高，渦輪與泵輪相對固定起聯(lián)軸器作用，液力偶合器恒高效增速齒輪箱方式運行。

（3）應(yīng)用泵輪調(diào)速法變頻調(diào)速范圍內(nèi)，液力偶合器始終保持恒高效不變。

（4）適應(yīng)兩種原動機驅(qū)動方式，即工頻定速驅(qū)動和變頻調(diào)速驅(qū)動，兩種驅(qū)動方式可以相互切換。工頻定速驅(qū)動對應(yīng)于調(diào)速型液力偶合器，變頻調(diào)速驅(qū)動對應(yīng)于增速齒輪箱。

（5）泵輪調(diào)速是通過改變變頻器輸出頻率從而改變電動機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的。其綜合效率等于變頻器效率與調(diào)速型液力偶合器最高效率之積，輸出轉(zhuǎn)速相同時的綜合效率與容積調(diào)速效率之差，即是節(jié)電率，輸出轉(zhuǎn)速小于等于額定轉(zhuǎn)速75%時，節(jié)電率可達(dá)20%左右。

（6）滿載運行時，宜采用工頻定速輸入（容積調(diào)速）調(diào)速型液力偶會器方式運行；負(fù)荷率在90%及以下運行時，宜采用變頻調(diào)速輸入（泵論調(diào)速）增速齒輪箱運行方式運行。

4.2前置泵改造方案

火電廠鍋爐給水泵，入口水溫近似飽和水溫，為保證不發(fā)生汽蝕,設(shè)置了低速前置泵。給水先通過前置泵升高壓力后，再進(jìn)入給水泵。這樣就使給水泵入口的壓力大于給水溫度所對應(yīng)的汽化壓力，避免了給水泵的汽蝕。前置泵是在1490r/min下，定速運行的。給水泵組進(jìn)行“工變頻調(diào)速型液力偶合器電動給水泵”改造后，前置泵如何運行，是繼續(xù)保持定速運行，還是由給水泵電動機同軸驅(qū)動變速運行，成了必需解決的技術(shù)關(guān)鍵。

4.2.1定速運行方式不變方案

運行中的300MW機組電動給水泵的前置泵是定速運行的。給水泵改為工變頻切換型液力偶合器電動給水泵后，前置泵定速運行方式不變，顯然是可行的。但問題是要將前置泵與給水泵電動機脫開，配備單獨電動機直接驅(qū)動，需要設(shè)計前置泵電動機基礎(chǔ)，配備一臺高壓電動機、一面高壓開關(guān)柜、相應(yīng)的電力電纜及控制電纜，這一方案造價較高，定速運行耗電量也高，現(xiàn)場條件亦不完全具備，因此定速運行方式是不可取的。

4.2.2前置泵由給水泵電動機同軸驅(qū)動工變頻運行方案。

原有前置泵不動，由給水泵電動機同軸驅(qū)動定變速運行，即工頻運行時定速運行，變頻運行時變速運行，是最方便最節(jié)省的方案。既能節(jié)省改造投資，又能降低前置泵耗電量，是適應(yīng)“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵”改造的最佳方案。實現(xiàn)該方案的充要條件是NPSHa>NPSHr，即無論轉(zhuǎn)速高低，始終保持有效汽蝕余量大于必需汽蝕余量。這是長春時代機電新技術(shù)有限公司最新研究成果（ZL201220506992.1），是由東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司變頻器同步控制實現(xiàn)的。已被工程實踐證明是安全可靠、經(jīng)濟適用的。

4.2.3GCH104A-47工變頻切換型液力偶合器變頻運行

前置泵與給水泵相關(guān)運行參數(shù)計算值

百分比 %	電機 r/min	頻率 Hz	泵論 r/min	轉(zhuǎn)速 r/min	流量 m³/h	揚程 m	前置泵 m	汽蝕余量 m
100（105）	1490	50	5734	5390	594	2284	47.5	29
95（100）	1418	47.6	5457	5130	565	2069	43	26
85（90）	1276	42.8	4911	4617	509	1675	35	21
76（80）	1135	38	4366	4104	452	1324	27．5	16.6
71（75）	1064	35.7	4093	3848	424	1164	24	14.6
67（70）	993	33.3	3820	3591	396	1014	21	12.7
57（60）	851	28.6	3274	3078	339	745	15.5	9.4
48（50）	709	23.8	2729	2565	283	517	10.8	6.5
38（40）	567	19	2183	2052	226	331	6.9	4.16
29（30）	425	14.3	1637	1539	170	186	3.9	2.3
19（20）	284	9.5	1091	1026	113	83	1.7	1.04
9.5（10）	142	4.7	546	513	57	21	0.43	0.26

說明：百分比是前置泵百分比，括號內(nèi)為給水泵百分比，因調(diào)速型液力偶合器額定轉(zhuǎn)速高于給水泵額定轉(zhuǎn)速5%，故保持調(diào)速型液力偶合器高效運行時，給水泵轉(zhuǎn)速提高了5%。

4.3變頻器配套改造方案

4.3.1方案一：變頻二拖三，A、B泵變頻運行，C泵工頻備用方案

變頻二拖三方案的電氣一次接線如下圖。虛線框內(nèi)設(shè)備,為實現(xiàn)變頻二拖三方案增加的設(shè)備

方案說明：

這一方案的運行方式是靈活的，A、B、C每臺泵都可以變頻運行，每臺泵都可以工頻運行，正常運行方式為A、B泵變頻運行，C泵工頻備用,變頻運行泵故障跳閘時，連鎖啟動工頻備用泵。

QF1、QF2、QF3、QF4為小車式真空斷路器，QS1~QS9為手動隔離刀閘。QF1與QF3互鎖；即QF1合閘后，QF3不能合閘；QF3合閘后，QF1不能合閘；QF2、QF4互鎖；即QF2合閘后，QF4不能合閘；QF4合閘后，QF2不能合閘；QF3、QF4互鎖；即QF3合閘后，QF4不能合閘；QF4合閘后，QF3不能合閘；QS1與QS2互鎖，即QS1合閘后，QS2不能合閘；QS2合閘后，QS1不能合閘；QS3與QS4互鎖，即QS3合閘至變頻位置后，QS4不能合閘；QS4合閘后，QS3不能合閘至變頻位置；QS6與QS7互鎖，即QS6合閘后，QS7不能合閘；QS7合閘后，QS6不能合閘；QS8與QS9互鎖，即QS9合閘至變頻位置后，QS8不能合閘；QS8合閘后，QS9不能合閘至變頻位置；QS2、QS5、QS6互鎖，即QS2合閘后，QS5、QS6不能合閘；QS5合閘后，QS2、QS6不能合閘；QS6合閘后，QS2、QS5不能合閘；QS4、QS5、QS8互鎖，即QS4合閘后，QS5、QS8不能合閘；QS5合閘后，QS4、QS8不能合閘；QS8合閘后，QS4、QS5不能合閘。

4.3.2方案二：A、B泵變頻一拖一，C泵工頻備用方案

A、B泵變頻一拖一,C泵工頻泵備用方案的電氣一次接線如下圖。虛線框內(nèi)設(shè)備,為新增設(shè)備。

方案說明：

這一方案的運行方式是A、B兩臺泵變頻運行，C泵工頻備用，變頻運行泵故障跳閘時，連鎖啟動工頻備用泵。

QF1、QF2、QF3、QF4為小車式真空斷路器，QS1~QS2為手動隔離刀閘。QF1與QF3互鎖；即QF1合閘后，QF3不能合閘；QF3合閘后，QF1不能合閘；QF2、QF4互鎖；即QF2合閘后，QF4不能合閘；QF4合閘后，QF2不能合閘；QF3、QF4互鎖；即QF3合閘后，QF4不能合閘；QF4合閘后，QF3不能合閘；QS1連鎖QS2，即QS1合閘后，QS2才能合閘至變頻位置。

4.3.3方案比較

變頻二拖三方案（方案一）的優(yōu)點是運行方式方便靈活，ABC每臺泵都可以變頻運行，ABC每臺泵都可以工頻運行，備用泵運行時不影響節(jié)電效果，其缺點是接線與運行操作比較復(fù)雜。

A、B泵變頻一拖一，C泵工頻備用方案（方案二）的優(yōu)點是接線簡單，運行操作方便；缺點是備用泵只能工頻運行，備用泵運行時影響節(jié)電效果。

經(jīng)比較本工程選擇了方案二。

4.4DCS調(diào)控方案

變頻器通過硬接線方式，將隔離刀閘QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6的常開輔助觸點以及變頻運行、變頻就緒、運行頻率、輸出電流等信號送到DCS系統(tǒng)，可以在DCS操作畫面上組態(tài)一次原理圖，實時顯示各隔離刀閘的狀態(tài)以及變頻器運行的狀態(tài)，實時顯示ABC泵的變頻運行或工頻備用狀態(tài)。

外置潤滑油泵、外置工作油泵的起停、每臺給水泵的工頻啟停、變頻啟停、變頻調(diào)速泵運行與液力偶合器調(diào)速泵運行的給水自動控制與切換均由DCS組態(tài)實現(xiàn)。

4.5變頻器的選配

根據(jù)給水泵軸功率,給水泵電動機的參數(shù),結(jié)合遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限公司1、2號機組給水泵現(xiàn)場實際運行情況,鑒于東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司變頻器在國內(nèi)給水泵應(yīng)用較多，性能可靠，故選配DHVECTOL-HI05500/06高壓變頻器。其主要技術(shù)參數(shù)如下表:

4.5.1DHVECTOL系列高壓變頻器主要技術(shù)參數(shù)

序號	內(nèi)容	參數(shù)	備注
1	型號	DHVECTOL-HI05500/06
2	安裝地點	室內(nèi)
3	整流形式	IGBT PWM
4	是否需要濾波器	不需要
5	控制方式	魯棒型無速度傳感器矢量控制
6	額定容量	5500KVA
7	額定輸入電壓/允許變化范圍	6KV±10%
8	額定輸入頻率/允許變化范圍	0~50Hz
9	輸出電壓	0~6kV
10	輸出電流	530A
11	輸出頻率	0~50Hz
12	輸出頻率精度	0.01Hz
13	輸出頻率分辨率	0.01Hz
14	系統(tǒng)加速時間	1~3000秒可調(diào)
15	功率因數(shù)	＞0.97
16	效率	＞97%
17	過載能力	125% 60秒
18	限流保護(hù)	150%立即保護(hù)
19	控制電源	380V/50Hz/5KVA；380V/50Hz/30KVA
20	變頻器瞬時停電再啟動功能	0-4秒（可調(diào)）
21	變頻器工變互切功能	有
22	飛車啟動功能	有
23	防護(hù)等級	IP20
24	冷卻方式	風(fēng)水冷卻
25	運行環(huán)境溫度	0℃~40℃
26	相對濕度	≤95%（20℃）不凝露
27	海拔高度	≤1000米（1000米以上可選）
28	抗震能力	按照7級防震設(shè)計
29	地面水平加速度	0.2g
30	接地電阻	≤4Ω

4.5.2DHVECTOL系列高壓變頻器對外接口表

DO（開關(guān)量輸出）

序號	信號名稱	I/F	內(nèi)容	備注
1	運行啟動	外部	具備啟動條件為ON
2	啟動中	外部	執(zhí)行啟動命令
3	電機變頻運行	外部	工頻運行取反
4	故障聲音報警	外部	無故障則為ON
5	重故障	外部	分?jǐn)嘧冾l器輸入輸出開關(guān)
6	輕故障	外部	不停機的故障
7	控制電源掉電	外部	低壓電源失去
8	變頻器風(fēng)扇故障	外部	冷卻風(fēng)扇停轉(zhuǎn)
9	遠(yuǎn)方/就地選擇	外部	遠(yuǎn)方為ON
10	變壓器溫度過高	外部	超過設(shè)定溫度
11	空水冷故障	外部	運行異常

AO（模擬量輸出）

序號	信號名稱	I/F	內(nèi)容	備注
1	運行頻率	外部	4~20mA或0~10V	速度指令反饋
2	給水泵電機電流	外部	4~20mA或0~10V	電機電流
3	多功能主油泵電機電流	外部	4~20mA或0~10V	電機電流

DI（開關(guān)量輸入）

序號	信號名稱	I/F	內(nèi)容	備注
1	運行/停止	外部	變頻器起動/停止命令
2	緊急停車	外部	緊急停車信號可斷開主回路
3	變切工指令	外部	分?jǐn)嘧冾l器輸入輸出開關(guān)合工頻開關(guān)的指令
4	1#電機選擇	外部	區(qū)分那臺電機運行
5	2#電機選擇	外部	區(qū)分那臺電機運行
6	多功能主油泵	外部	多功能主油泵起動/停止命令

AI（模擬量輸入）

序號	信號名稱	I/F	內(nèi)容	備注
1	速度指令	外部	4~20mA或0~10V	速度指令

注：可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行參數(shù)化調(diào)整

4.5.3高壓變頻器外形圖

5節(jié)電效果

遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，2號汽輪機組“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”改造工程于2014年1月10日開工，3月20日正式投入運行。1號汽輪機組“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”改造工程于2014年9月15日開工，10月13日投入運行，節(jié)電效果明顯，改造成功。改造后70%負(fù)荷率條件下，與改造前相比電流平均下降90A,平均電流下降率為27%。年平均負(fù)荷率70%運行工況下，給水泵變頻調(diào)速運行年可節(jié)電0.1169億Kwh,增加上網(wǎng)電量0.1169億kwh，可增加產(chǎn)值484萬元/年（上網(wǎng)電價為0.414元/千瓦小時）。

6結(jié)束語

通過遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，1、2號汽輪機組“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”改造實踐，證明保持調(diào)速型液力偶合器整體結(jié)構(gòu)、連接方式、控制與冷卻系統(tǒng)不變，進(jìn)行“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”改造，是調(diào)速型液力偶合器與變頻器機電聯(lián)合新型高效特種傳動節(jié)能新技術(shù)。是300MW汽輪機組電動給水泵頻節(jié)能改造的最佳方案。運行實踐證明節(jié)電是明顯的，效益是可觀的，改造后技術(shù)經(jīng)濟效果遠(yuǎn)優(yōu)于汽輪機改造方式，是應(yīng)該肯定的。這一解決方案也可以應(yīng)用到600MW及以上空冷汽輪機組的調(diào)速型液力偶合器電動給水泵變頻改造中，其節(jié)電效果將更加明顯，效益將更加可觀。

作者簡介

程榮新（1972）總經(jīng)理，高級工程師，現(xiàn)就職于遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司。

歷雷（1968）總經(jīng)理、高級工程師，現(xiàn)就職于遼寧億賽普節(jié)能技術(shù)有限公司。

張文海（1935）總經(jīng)理，教授級高級工程師，現(xiàn)就職于長春時代機電新技術(shù)有限公司，專門從事高壓變頻器在發(fā)電廠的應(yīng)用研究。“工變頻切換型液力偶合器電動給水泵節(jié)能系統(tǒng)”專利發(fā)明人、專利權(quán)人。

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