變頻控制在鍋爐給水系統(tǒng)的應用方案

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

通過對給水系統(tǒng)變頻改造方案的論證，結合現(xiàn)場的實際情況;最終對100MW機組的給水系統(tǒng)改造制定的動力系統(tǒng)方案為二拖三自動切換方案，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，QF01、QF02為6kV母線室的I、II段備用高壓開關間隔。在汽機側高壓變頻器室安裝兩臺HARSVERT-A06/200變頻器，并且分別配備安裝兩臺KYN28-12Z高壓開關，即QF21～QF24。

為了實現(xiàn)給水系統(tǒng)變頻改造后實現(xiàn)設計目標，在集控室電子間增加了一臺給水變頻控制系統(tǒng)柜。用于實現(xiàn)給水系統(tǒng)的變頻、工頻方式下的運行、切換、聯(lián)鎖等邏輯處理功能以及實現(xiàn)不同運行方式下的給水自動調節(jié)功能，滿足機組實際運行的需要。

該系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后，通過近一年的實際運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)濟收益。

2系統(tǒng)功能實現(xiàn)

給水系統(tǒng)在采用二拖三自動切換方案，獨立的給水控制系統(tǒng)后，主要實現(xiàn)了以下功能：

(1)實現(xiàn)“一變或一工”、“兩變一備”、“一工一變一備用”、“兩工一備”四種運行模式。

(2)3#、4#、5#三臺給水泵均可以處于變頻/工頻運行狀態(tài)。

(3)每臺給水泵任一運行模式下，系統(tǒng)具備完全的電氣、邏輯閉鎖和聯(lián)鎖雙重關系有效。即：高壓開關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系。單臺運行泵跳閘，備用泵投入系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動備用泵。

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

(5)給水泵工/變頻運行及切換時，系統(tǒng)均準確聯(lián)動泵出口電動門動作且開啟事件自動選擇，運行平穩(wěn)。

(6)能夠實現(xiàn)系統(tǒng)遠方操作和就地操作功能。

(7)具備遠程報警、故障指示和故障自診斷處理能力。

(8)系統(tǒng)能夠在機組30～100MW負荷之間，實現(xiàn)各種運行模式下的汽包水位自動調節(jié)及連續(xù)平穩(wěn)切換控制。

3系統(tǒng)優(yōu)化

根據(jù)設計思想的“最小改動”原則，該系統(tǒng)僅在現(xiàn)有給水系統(tǒng)中增加了三臺給水泵的運行方式選擇開關，對工/變頻高壓開關的二次控制回路進行了電氣閉鎖改造。增加四臺高壓開關，一臺系統(tǒng)控制柜和兩臺變頻器經(jīng)施工、系統(tǒng)聯(lián)調后即可投入使用;系統(tǒng)集成化程度高，設計結構緊湊、合理，大大減輕了系統(tǒng)改造周期和成本。

由于在該系統(tǒng)的設計論證時，推算采用一工一變運行方式的機組負荷響應能力只有74～100MW.在實際的調試過程中，該論斷得到證實。當機組負荷減至76MW時，變頻給水泵的排量降低至70～80t/h;工頻泵排量200 t/h.由于此時為防止變頻給水泵進入不安全工作區(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。

一工一變運行方式是系統(tǒng)運行過程中的一種中間運行方式，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”運行模式下的平穩(wěn)運行和實際可操控性，大大減低了系統(tǒng)在運行模式轉變過程中對機組運行安全的威脅。

實踐證明：兩臺給水泵在一定的負荷條件下，是能夠實現(xiàn)“一工一變”運行的。并且對兩臺變頻的給水系統(tǒng)而言具有重要的意義。