變頻控制在鍋爐給水系統的應用方案

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

通過(guò)對給水系統變頻改造方案的論證，結合現場(chǎng)的實(shí)際情況;最終對100MW機組的給水系統改造制定的動(dòng)力系統方案為二拖三自動(dòng)切換方案，系統電氣原理圖如下所示。其中#3、#4、#5為給水泵原有高壓開(kāi)關(guān)，QF01、QF02為6kV母線(xiàn)室的I、II段備用高壓開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)，即QF21～QF24。

為了實(shí)現給水系統變頻改造后實(shí)現設計目標，在集控室電子間增加了一臺給水變頻控制系統柜。用于實(shí)現給水系統的變頻、工頻方式下的運行、切換、聯(lián)鎖等邏輯處理功能以及實(shí)現不同運行方式下的給水自動(dòng)調節功能，滿(mǎn)足機組實(shí)際運行的需要。

該系統經(jīng)變頻改造后，通過(guò)近一年的實(shí)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系統功能實(shí)現

給水系統在采用二拖三自動(dòng)切換方案，獨立的給水控制系統后，主要實(shí)現了以下功能：

(1)實(shí)現“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(kāi)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。單臺運行泵跳閘，備用泵投入系統聯(lián)鎖啟動(dòng)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(dòng)等保護回路動(dòng)作準確有效。

(5)給水泵工/變頻運行及切換時(shí)，系統均準確聯(lián)動(dòng)泵出口電動(dòng)門(mén)動(dòng)作且開(kāi)啟事件自動(dòng)選擇，運行平穩。

(6)能夠實(shí)現系統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)系統能夠在機組30～100MW負荷之間，實(shí)現各種運行模式下的汽包水位自動(dòng)調節及連續平穩切換控制。

3系統優(yōu)化

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

由于在該系統的設計論證時(shí)，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(shí)際的調試過(guò)程中，該論斷得到證實(shí)。當機組負荷減至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，因此系統開(kāi)啟給水泵再循環(huán)門(mén)，保持給水泵最低流量值。

一工一變運行方式是系統運行過(guò)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”運行模式下的平穩運行和實(shí)際可操控性，大大減低了系統在運行模式轉變過(guò)程中對機組運行安全的威脅。

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