壓變頻節能改造采用單元串聯(lián)多電平PWM拓撲結構(簡(jiǎn)稱(chēng)CSML)，由若干個(gè)壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現直接壓輸出，壓主回路與控制器之間為光纖連接，安全可靠，的故障報警保護，有電力電子保護和工業(yè)電氣保護功能，保證變頻器和電機在正常運行和故障時(shí)的安全可靠。

一、火力發(fā)電廠(chǎng)工藝流程

發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電工藝概可以分為：汽水系統、風(fēng)煙系統、燃燒系統。

其工藝流程圖如下：?

1.汽水系統流程

凝汽器 凝結水泵 壓加熱器 除氧器

給水泵 壓加熱器 省煤器 水冷壁

汽包過(guò)熱器 汽輪機/中壓缸 再熱器

汽機壓缸 凝汽器

其示意圖如下：

二、可改造設備：

鍋爐側的主要設備及系統：給煤機、磨煤機、一次風(fēng)機、密封風(fēng)機、送風(fēng)機、引風(fēng)機

火檢冷卻風(fēng)機、爐水循環(huán)泵、風(fēng)煙系統、汽水系統。

汽機側：凝結水泵、循環(huán)水泵(或空冷風(fēng)機)、給水泵、軸封系統、抽汽回熱系統、潤滑油系統、密封油系統、旁路系統、調速油泵，潤滑油泵，冷油器，吸風(fēng)機，磨煤機等

三、案例簡(jiǎn)介

1.概況

某發(fā)電有限責任公司兩臺600MW臨界機組，配有沈陽(yáng)水泵廠(chǎng)生產(chǎn)的100%容量10LDTNA-6PC型凝結水泵四臺，其設計性能參數如下：

型號：10LDTNA-6PC設計流量：Q=1617m3/h

設計揚程:H=393m轉速：n=1480r/min

設計效率η=84%

泵共6級，首級葉輪為雙吸形式，導流器為螺旋形雙流道導流殼，5個(gè)次級葉輪為單吸同向排列的斜流泵結構。配用2000kW電機。

2.現場(chǎng)工況及存在的問(wèn)題

某發(fā)電有限責任公司一期投產(chǎn)的兩臺臨界600MW機組，由于凝結水泵設計揚程余量較，調整門(mén)節流調節時(shí)壓降，額定負荷時(shí)調整門(mén)節流揚程占整個(gè)泵揚程的36.06%，負荷時(shí)節流更加嚴重，為此進(jìn)行了變頻改造，安裝了一臺變頻器，正常時(shí)一臺泵變頻運行，另一臺泵工頻備用。為探討定速凝泵如何進(jìn)行節能改造，改變頻凝泵是否還需進(jìn)行節能化以進(jìn)一步降凝泵耗電率，某發(fā)電有限責任公司與科研單位合作在我國共同對10LDTNA-6PC型凝泵進(jìn)行節能化改進(jìn)研究，以進(jìn)一步挖掘節能潛力。為了科學(xué)的制定改進(jìn)方案，首先對凝結水泵及其系統進(jìn)行了周全的節能化診斷測試。

其測試項目如下:3A凝泵工頻運行工況下的性能測試;機組額定負荷時(shí)凝結泵管道阻力測試;系統綜合參數測試;3A凝泵改前變頻運行工況下性能測試。診斷測試結果見(jiàn)附表。

通過(guò)節能化診斷測試的結果分析可見(jiàn)，凝結水泵及系統存在著(zhù)下列問(wèn)題：

(1)配套性差，在工頻運行工況下，凝結泵調整門(mén)節流壓降過(guò)，在額定負荷工況下調整門(mén)節流揚程△H占整個(gè)泵的揚程H比重為36.06%，節流損失很;

(2)泵效率較，只有77.79%，且性能與設計值81%相差較;

(3)改變頻轉速運行時(shí)凝結泵振動(dòng),穩定性差;

(4)制造工藝較差，有鑄造缺陷，蓋板內側有蜂窩麻點(diǎn)，流道光潔度差,且對稱(chēng)性差。

3.KTC型壓變頻器原理及點(diǎn)

KTC系列壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平PWM拓撲結構(簡(jiǎn)稱(chēng)CSML)，由若干個(gè)壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現直接壓輸出，壓主回路與控制器之間為光纖連接，安全可靠，的故障報警保護，有電力電子保護和工業(yè)電氣保護功能，保證變頻器和電機在正常運行和故障時(shí)的安全可靠。

采用功率單元串聯(lián)，而不是功率器件串聯(lián)，器件承受的電壓為單元內直流母線(xiàn)的電壓，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓?jiǎn)?wèn)題。直接使用壓IGBT功率模塊，器件工作在壓狀態(tài)，不易發(fā)生故障。6kV變頻器共使用42對1200V壓IGBT，壓IGBT門(mén)驅動(dòng)功率較，驅動(dòng)電路非常簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)頻率很，不必采取均壓電路和浪涌吸收電路，系統效率，同時(shí)功率單元采用電容濾波結構，總體成熟可靠。變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續運行，變頻器的6kV主電源完全失電時(shí)，變頻器可以在3秒內不停機，能夠周全滿(mǎn)足變頻器動(dòng)力母線(xiàn)切換時(shí)不停機的需要。

4.結論

凝結水泵節能改造一般有變頻和通流改造兩種途徑，某發(fā)電公司通過(guò)科學(xué)的分析，嘗試在一臺泵上同時(shí)進(jìn)行兩項改造并取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。在變頻改造的基礎上，3A凝泵進(jìn)一步實(shí)施通流改造比改前泵效率平均提了4%以上，每小時(shí)可節電85～130kwh，按平均每小時(shí)節電110kwh，年運行7000小時(shí)計算，每年可節電77萬(wàn)kwh;此外通過(guò)更換為關(guān)閉時(shí)間更短的電動(dòng)頭，實(shí)現了除氧器上水調節站旁路電動(dòng)門(mén)開(kāi)啟運行方式，平均每小時(shí)節電40～50kwh的，全年又可實(shí)現節電31.5萬(wàn)kwh。證明了凝泵變頻改造，再實(shí)施泵的通流部分改造的節電還是較明顯的，值得推廣應用。

凝泵實(shí)施綜合改造變頻運行工況下額定負荷時(shí)，電功率只有1288kW,這對我們今凝泵節能化改進(jìn)、合理選擇變頻器的功率有指導意義的，通過(guò)凝泵周全節能化改進(jìn)的實(shí)施證明：對型調峰機組的定速凝泵的節能化方案，應該是優(yōu)行凝結泵的節能化改進(jìn)，解決泵本身的配套性和提運行效率，再實(shí)施電機的變頻改造或同時(shí)進(jìn)行，這樣一方面減少變頻器的功率，可以節約變頻器的改造費用;另一方面達到佳節能，假如按此方案實(shí)施，我公司變頻器的功率只需1550～1650kW，可降變頻器的改造費用。此次改造對同類(lèi)型機組有很的可借鑒性。