凝结水泵变频“一拖二”控制系统改造设计与应用
凝结水泵变频器一拖二研究与应用
凝结水泵变频器一拖二研究与应用摘要：火电厂每台机组凝结水系统配置2台100%容量的电动筒式凝结水泵，企业本着节约投资，降低能耗的原则，采取高压凝结水泵电机系统节能效果显著的实施方案，采用了“一拖二”变频运行方式。
优化后的变频运行灵活性、可靠性、安全性大大提高，各项指标均达到同类型机组的先进水平。
关键词：火电厂；凝结水泵；变频器；节能优化0引言凝结水泵是火力发电企业重要辅机组成部分，占厂用电率较大，对凝结水泵实行变频控制可以减少厂用电率，尤其在满足运行要求的基础上采用“一拖二”的变频方案，（即利用一套变频装置通过切换可分别拖动任意一台凝结水泵电机变频运行）同时具备工频旁路功能，此方案性价比较高，能在很大程度上减少投资，缩短投资回收期，从而提高项目的经济性，具有巨大的节能潜力和应用前景。
1运行原理凝结水泵变频器型号RMVC5100-6/135-AT。
一次主回路如图1所示：图1 一次主回路系统图动作原理：DCS发出指令启动凝结水泵A变频运行的信号时，合上K1，凝结水泵A处于变频运行状态；凝结水泵B处于备用状态。
当凝结水泵A运行故障跳闸时，K1跳闸，发信号给DCS， DCS联锁工频起动凝结水泵B ；DCS发出启动凝结水泵B变频运行的信号时，卖方合K2，凝结水泵B处于变频运行状态；凝结水泵A处于备用状态。
当凝结水泵B运行故障跳闸时，K2跳闸，发信号给DCS， DCS工频联锁起动凝结水泵A；当一拖二的变频器故障，变频器发故障信号给DCS，并自动转为工频运行，并将工频运行状态送至DCS。
即如果是凝结水泵A变频运行，则断开K1，合闸QF1；即如果是凝结水泵B变频运行，则断开K2，合闸QF2；工频至变频和变频至工频之间的自动无扰切换、在变频器故障时自动无扰由变频状态切至工频状态、通过DCS自动无扰的实现工作泵与备用泵之间的不间断切换。
所有泵的工频、变频、变频器故障信号均能送至DCS。
控制系统功能变频装置控制系统采用数字微处理器控制器，具有就地监控方式和远方监控方式。
凝结水泵变频改造.
近年来随着电力行业竞争愈演愈烈，电力生产节能降耗也成为各个电厂重点关注的问题。
在保证完成发电量任务的前提下，降低厂用电率，减少厂用设备单耗成为重中之重。
而在没有加装变频器时，凝结水泵（简称凝泵）电耗不会随负荷的改变而发生改变，始终在额定状态下工作。
针对该问题，对国华台山发电厂在用的一期工程2×600MW的凝结水系统进行了升级改造。
国华台山发电厂凝结水系统采用了两台凝泵的配置，一台用于工作，一台处于备用状态，单台凝泵即可满足机组满负荷出力。
但由于凝结水系统中除氧器水位调整阀截流损失严重，同时低负荷下凝结水泵用电消耗较大，导致系统经济性较差，机组厂用电率高。
针对耗能大和经济性差的问题，台山发电厂开展凝泵变频调节的方法，选用一拖二的手动进行工频转变到变频切换的改造方案，在负荷变化的同时，系统根据流量改变凝泵的电机转速。
改造内容主要包括凝泵的变频、凝结水的操作员画面及凝泵的变频逻辑改造等等。
改造后，凝结水泵的出力仅是满负荷时的三分之一，凝结水泵的单耗总体上降低了60%以上，单台机组厂用电率降低了0.5%左右。
另外，变频调节使低转速下凝泵电机轴承温度、泵体轴承温度、电机线圈温度下降很多，从而延长了电机的使用寿命，为设备长时间安全稳定运行奠定了基础。
关键词：凝结水系统，变频调节，节能AbstractIn recent years，along with the electric power industry competitionintensified，power production focus on saving energy and reducing consumption has become the factory The problem.On the premise of guarantee power generation task，decrease the rate of auxiliary power，reduce specific auxiliary equipment，become a top priority. Aiming at this problem，the first phase of guohua taishan power plant 2 x 600 MWof the condensate system is reformed.Guohua taishan power plant，the condensate system adopted two condensate pump configuration，a run，a backup，a single pump can meet the full output unit.But due to the condensate system of deaerator water level adjustment valve closure loss serious，electricity consumption of the condensate pump under low load at the same time，the poor economy system，auxiliary power unit rate is high. Aiming at the problem of energy consumption and economical efficiency of，I in taishan power plant decided to adopt the method of condensate pump frequency conversion adjustment design，selection of yituo second- hand construction/ frequency switching retrofit scheme，at the same time of load change，system according to the flow rate change of condensation water pump motor speed. This modified under low load，the output of the condensate pump is only full when a third of the power consumptionalso declined significantly. And when no equipped with frequency converter，power consumption of the condensate pump changes over load，always running under the bearing temperature，coil temperature drop a lot，which laid a foundation for the safe and stable operation of equipment for a long time.Keywords:the condensate system，frequency conversion adjustment，energy saving.第一章绪论1.1 课题的背景和意义电是人们日常生活中不可缺少的一种能源，随着科学的进步和社会发展，人类对电的需求在日益不断的增加，经常会有供电量不足的情况发生。
凝结水泵变频改造与应用
凝结水泵变频改造与应用
要】我公司热电车间的发电汽轮机现有两台4n6x-2抽凝式凝结水泵，由于该车间投产比较早，自动化程度比较低，除氧器和热井水位仍要依靠运行人员手动调节，不仅增加了工人的劳动强度，而且严重影响了机组的安全经济运行，针对这一问题，提出了其中一台凝泵由工频泵改为变频泵，补水由除氧器式改为凝汽器式，不仅提高了自动化程度，而且提高了经济效益。
关键词】自动化；变频；安全；节能
１研发的必要性及意义
我公司热电车间的发电汽轮机装有两台4n6x-2抽凝式凝结水泵，由于投产时间早，自动化程度较低。
凝结水泵是汽水系统中一个重要组成部分，它在凝汽器和除氧器之间，负责把经过汽轮机做功后的蒸汽在凝汽器凝结成的水，经过一系列设备输送到除氧器。
现在所有电厂的凝结水泵都采用工频泵，汽水系统中有关凝汽器和除氧器的水位调节分别由化学补水调节阀和凝结水泵出口调节阀调节。
除氧器和热水井水位仍要依靠运行人员手动进行调整。
凝结水泵属中低压冷水泵，其吸入侧为真空状态。
机组设计一台运行，一台备用。
现有凝泵维护量大，盘根易漏空气，导致真空低停机，并且以运行6年，效率低，耗电大。
为确保汽水工艺系统安全稳定运行，设计只用一台变频器控制一台泵，而另一台凝结水泵继续进行工频运行，用来防止变频器故障时备用投入，变频调速系统的自动调节控制部分采用plc控制器。
电厂凝结水泵采用“一拖二”控制方式进行变频改造的应用实例
电厂凝结水泵采用“一拖二”控制方式进行变频改造的应用实例电厂凝结水泵采用“一拖二”控制方式进行变频改造的应用实例一、引言凝结水泵是发电厂的重要辅助设备，它负责把汽轮机排汽产生的凝结水进行升压以便回收和再利用。
由于机组负荷经常需要变化，致使汽轮机产生的凝结水量也时常变化，造成汽轮机凝汽器中凝结水位不稳定。
凝结水位的高或低都不利于汽轮机系统的安全运行，因此在实际运行中保持凝结水位的稳定对汽轮机的安全运行至关重要。
汽轮机凝结水位的调节方式通常是通过人工远方调节凝结水再循环门的开度来控制凝结泵的出口流量，从而保持凝结水位在规定的范围内。
当汽轮机工况发生变化时，为保持凝结水位的稳定，运行人员需要频繁手动调节再循环门的开度，这种操作相当于“粗调”，既增加了运行人员的工作量，同时调节速度较慢，不利于保持凝结水位的稳定。
理论分析表明：水泵是一种平方转矩负载，泵的流量变化与转速变化成正比，压力变化与转速变化成正比。
当降低水泵转速时，不仅可以改变流量与压力，同时使轴功率明显下降即电机转速变化能适应负荷量的变化，具有明显的节能效果。
因此对凝结水泵进行变频调速非常有必要。
二、变频改造实例兖矿集团南屯电厂装机容量2×50MW，每台机组配置有两台凝结水泵，正常情况下为一台工作、一台备用。
凝结水泵型号：6LDTNA-11 ，配套电机型号：YLB280-4，110kW。
凝结水泵在运行中主要存在的问题有：（1）在不同负荷情况下，凝结水泵均在额定功率下运行，电能浪费较大。
（2）实际运行中，凝结水再循环门的开度一般控制在90%左右，理论计算耗能约为30%~50%，这样既不经济，也不易控制。
（3）凝结水泵采用工频直接起动，瞬间电流大，对厂用电网及凝结水泵电机本身均有不利影响。
为此，我厂决定对凝结水泵进行变频控制改造。
1、“一拖二”的变频控制接线方式根据凝结水泵一用一备的运行方式，经过技术和经济方案比较，我们认为采用“一拖二”的变频控制方式比“一拖一”的变频控制方式要有很多优点。
凝结水泵变频一拖二运行中的问题浅析
凝结水泵变频一拖二运行中的问题浅析发表时间：2019-05-05T17:20:15.670Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：薄强冲[导读] 摘要：目前，各火力发电厂为降低凝结水泵耗电率，均采用变频凝结水泵，为了降低成本，采用两台凝结水泵共用一台变频器运行方案，既凝结水泵“一拖二”的变频控制方式。
（吉林电力股份有限公司白城发电公司吉林省白城市 137000）摘要：目前，各火力发电厂为降低凝结水泵耗电率，均采用变频凝结水泵，为了降低成本，采用两台凝结水泵共用一台变频器运行方案，既凝结水泵“一拖二”的变频控制方式。
此方式不仅大幅降低凝结水泵耗电率，降低厂用电率，而且还节省投资。
但是凝结水泵变频“一拖二”运行方式由于其接线复杂，凝结水泵切换操作复杂，对系统冲击极大，造成凝结水系统存在诸多安全隐患。
关键词：凝结水泵；变频引言凝结水泵是火力发电厂中最主要的辅机设备之一，因厂用电率占比较大，各电厂凝结水泵大多采用变频控制。
因高压变频器价格昂贵，大多电厂在满足运行要求的基础上采取“一拖二”的变频控制方式（即利用一套变频装置通过接触器配合切换可拖动任一台凝结水泵变频运行），同时具备工频旁路功能。
正常运行时一台凝结水泵变频运行，另一台凝结水泵工频备用。
1凝结水泵变频运行的意义若凝结水泵不采用变频运行方式，则除氧器水位需要通过调节门节流控制，虽然除氧器上水调门在设计上采用两个并列且大小不同的调整门控制上水流量，且采用辅助调门全开的方式来消除节流，但是主调门的节流损失依旧很大，这导致运行经济性极差。
目前，大多数机组运行在50%-75%负荷范围内，因此节流损失的能耗更高，不仅如此，由于节流产生的磨损、振动也使凝结水系统相关设备处于恶劣的运行工况下，使用寿命大大缩短，设备缺陷问题频发。
所以，凝结水泵变频运行除能够大幅度减少能耗，降低厂用电率外，还能够提高机组安全性，降低生产成本。
2凝结水泵变频“一拖二”运行存在的主要问题2.1凝结水泵切换操作复杂，切换过程存在风险凝结水泵变频“一拖二”电气接线如图一所示：图一：凝结水泵变频“一拖二”电气接线图凝结水泵变频“一拖二”运行，由于接线方式较为复杂，运行中如果定期工作、运行泵故障或其他原因需要将变频运行的凝结水泵切换至备用泵变频运行，则需要较为复杂的操作。
汽轮机组凝结水泵变频调速改造可行性分析
汽轮机组凝结水泵变频调速改造可行性分析摘要：本文主要针对汽轮机组凝结水泵变频调速改造进行分析，明确了改造的方法是否科学可行，并对其改造的过程中的一些关键问题进行重点分析，可供今后参考。
关键词：汽轮机组；凝结水泵；泵变频调速；改造前言针对汽轮机组凝结水泵变频调速改造可行性，我们也应该进一步分析，探讨汽轮机组凝结水泵变频调速改造可行性是否真正符合我们的要求，从而确保汽轮机组凝结水泵变频调速改造的效果。
1、凝结水泵变频简介凝结水泵变频装置采取一拖二的方式运行，即两台凝结水泵共用一台变频装置，凝结水泵通过切换旁路柜内的刀闸进行工频和变频方式的切换。
正常运行时采取一台变频运行一台工频备用的方式，可实现事故状态下的联锁启停。
变频装置由上位机柜、旁路柜、变压器柜和功率柜及控制柜组成。
变频装置的启停有就地和远方两种控制方式。
就地控制方式下，可通过就地功率控制柜上的启、停来操作，遇故障时可实现就地事故紧停按钮紧停及故障消音操作。
在远方控制方式下，就地紧停按钮、启动和停止按钮以及消音按钮均不起作用，所有操作由DCS相应控制系统完成对应功能。
2、凝结水泵变频改造后需要注意的问题2.1 工频泵、变频泵进行倒换时，变频泵不能在低转速下长期停留，变频泵的转速应确保其出口压力与母管压力接近，防止与工频泵出口压差大逆止门打不开，而导致变频凝结水泵汽化。
2.2 工频泵长期备用期间，应加强其绕组的绝缘监视，并定期采取备用凝结水泵变频切换措施来干燥绕组，确保其处于良好备用状态。
2.3 工频泵运行时，变频泵起不到备用作用，因为变频泵启动转速为500rpm，启动后需要加速方可接待负荷，此时如工频泵掉闸变频泵的流量不能满足机组负荷需要，需要限制机组负荷。
为此变频器因故停运或在变频方式备用时，应及时倒为工频方式备用，但变频泵工作方式倒换期间需要开关停电，又增加了机组运行的不稳定因素。
3、汽轮机概况某电厂六期工程装机容量为2×25MW，汽轮机组为某地汽轮电机有限责任公司制造。
阳高热电凝结水泵电机变频器一拖二旁路柜升级改造
阳高热电凝结水泵电机变频器一拖二旁路柜升级改造一、设计思路原设计思路QF3为变频器独立电源，QF1为M1工频电源，QF2为M2工频电源。
因QF1/QF3开关柜都为A段母线电源，QF2为B段母线电源。
若A段母线电源异常时，变频器无法由B段母线电源供电，只能由QF2工频运行，即B段电源存在无法变频启机缺陷。
（如下图一图示）改造后，要求满足A段和B段母线电源都能变频器独立运行和具备工频旁路运行功能。
（如下图二图示）图二：改造后的一次原理图1.1、由图二可看出，升级中将QF3空出，在原来的1#手动旁路柜内加装K01手动刀闸。
同时一次电缆，按图示中接线。
PLC增加KO1、K1互锁功能，K02和K2互锁功能（增加刀闸电磁机械锁控制），并重新编制刷写内置PLC程序，修改控制器相关参数，增加控制柜内端子排和相关电气二次回路接线，更换变频器内的一次输入输出软电缆接线。
1.2、新增的刀闸K01，在原有1#旁路柜内加装，无需增加另外旁路柜，可以缩减工程量及配电室空间；同时在旁路柜柜门加装灯钮显示。
1.3改造的主要器件清单(每台变频器)二、开关逻辑K01、K1为变频器的输入刀闸，K02、K2为变频器的输出刀闸（单刀双掷），K02、K2一侧为变频输出，另一侧为工频回路（K02、K2互锁，只能满足一路变频输出和两路工频独立输出）。
三、逻辑控制方式现场需对软件部分做相应调整。
装置所有逻辑由PLC控制刀闸电磁锁动作完成操作，将工变相互切换逻辑程序内置在变频器PLC中，详细过程如下所示。
3.1 正常运行方式3.1.1 工频启动1#工频状态（K01处于分闸状态，KO2处于1#工频状态）QF1合闸，1#工频运行。
2#工频状态（K1处于分闸状态，K2处于2#工频状态）QF2合闸，2#工频运行。
3.1.2 变频启动1#变频状态（K01处于合闸状态，K02处于1#变频状态同时K1处于分闸状态，K2处于2#工频状态）即（1#变频状态，2#工频状态），此时QF1高压断路器合闸，变频器待机后，变频器启动，1#凝结水泵负载运行。
高压变频器一拖二自动旁路在凝泵上的应用
后 连跳 Ｑ ４和 Ｑ ５Ｑ ４或 者 Ｑ ５发 生故 障后 Ｄ Ｓ Ｆ Ｆ ；Ｆ Ｆ Ｃ
发 信号连 跳 Ｑ ２ Ｆ ｄ 变频 器 故 障发 生 后 ． ） 系统 自动联 启 对 侧 泵 工 频运 行 ．如果 联动 失败后 。则强 行合 对侧 泵 电源开
关。
４ 凝 泵 运 行 方 式 、
二 、 拖 二 自动 旁 路 系统 介 绍 一
１ 、凝 结 水 泵 的作 用
ｌ 甲 泵 凝泵乙
图 １ 变频 系统 一 次 图
凝结水 泵是 为 了将 凝汽器 内的凝 结水 送入 除盐
设 备而设 置 的 ． 过处理 后 的凝 结水 ． 经 通过 低压加 热
３ 、安 全工作 方式
器 ．然后 打人除 氧器 内除氧 因此保 持凝 结水泵 的
正 常 运 行 时 ． 频 器 电源 开 关 （ Ｆ ） 凝 泵 甲 变 Ｑ ２和
６ １０ ＭＷ 时 ， 机耗 电 相 差 ７ ０ｋ ． 。 合 ）６ 两 ２ Ｗ ｈ 折
成 约 ３ ０ｋ ｈｈ ６ Ｗ・／ 。 从上 表数 据可 以看 出 ， 同一 负荷 工况 下 ． 泵 在 凝
变频 开关 （ Ｆ ） Ｑ ４ 合上 ， 它 开关 断 开 ， 泵 甲通 过 变 其 凝
方式启 动 。 调节凝 泵 阀 门。 ４２ 凝 泵 乙变频 调速 运行 ．凝 泵 甲工 频 备用 状 ．
态
的运行 电流相差较 大 ． 尤其负荷 在 ２ ０ＭＷ 以下 时更 ３ 为 明显 ． 而说 明采 用变 频调 速后 负荷 越低 ． 从 节能 效
果更加 明显 。负荷 １０Ｍ 时节电达 ３ ０ｋ ｈｈ ６ Ｗ ６ Ｗ・／。 通过 对 ＃ ８机 组 、９机组 凝结 水 泵 的 电耗 统计 。 ＃
凝结水泵变频改造运行方案
凝结水泵变频改造运行方案凝结水泵变频改造采用一拖二的方式一、改造方案：1、增加相应凝结水泵变频操作监视画面，包括变频器的启停、转速设定，及相关状态参数的监视。
2、保持原有的工频状态的所有控制逻辑。
3、DCS接受刀闸K1、K2和K3位置，判断凝结水泵运行方式（变频或工频）。
K1、K2闭合，K3断开为变频方式；K3闭合，K1或K2断开为工频运行方式，综合状态在DCS显示。
4、变频器启动条件为（与）：1）高压开关合闸；2）刀闸位置在变频方式；3）变频器准备就绪；4）变频器无故障报警；5）变频器在远方自动位置。
5、变频器跳闸信号为（或）：1）高压开关断开；2）变频器故障跳闸；3）变频器发出跳高压开关指令。
6、凝结水泵高压开关增加跳闸信号：在变频运行方式，（1）变频器发出跳高压开关指令，（2）变频器故障跳闸，（3）变频器停（脉冲）。
7、凝结水泵联锁增加：在变频运行方式、联锁投入、高压开关合闸、变频器准备就绪，发出启动动变频器脉冲信号自动启动变频器。
8、凝结水泵的运行状态由工频和变频两种方式构成，修改相应的逻辑、画面。
9、最小流量控制：凝结水泵最小流量采用凝结水再循环调节阀闭环控制，工频方式下，最小流量设定值为定值；变频方式下，根据凝结水泵的上限特性曲线控制最小给水流量，设定值公式为：A F S S F sp +⨯=m in m axsp F ：变频方式下凝结水最小流量设定值；S ：凝结水泵变频转速；m ax S ：凝结水泵变频最大转速；m in F ：凝结水泵变频最大转速下对应的最小流量；A ：常数。
不仅保证了凝结水泵在工作区内安全运行，防止汽蚀，同时极大限度地提高了凝结水泵的工作效率。
10、凝结水泵小流量、大流量保护，1）单台泵大于304kg/s ，两台泵大于608kg/s ；2）单台泵小于s kg S S F sp /43m ax ⨯=，两台泵小于s kg S SF sp /86m ax ⨯=，延时30s ；3）单台泵小于s kg S S F sp /50m ax ⨯=，两台泵小于s kg S S F sp /100m ax ⨯=，延时10min 。
变频一拖二方案在600MW汽轮机组凝结水泵上的应用
ｌ 变频调节的主要优点就 是节能
１ １ 出 口调 节 门调节 方式 节流 损耗 很大 ． 汽机凝 结 水 泵 的运 行 特 点 是 在 保 持 汽 机 凝
汽器水位・定 的条件下 ，随汽机 负荷 大小进行
调节 。其 主要 调节 机构 是凝 结 水 泵 出 口调 节 门 ， 利用 改变 调 节 门 开 度来 进 行 调 节 的 方 法 称 为 出
３ Ｄ ｎ Ｆ ｎ ｉ ｃ ｉ（ Ｄ）ＥｅｔｃＣ ｎ ｏ “ ｎ ｏ ． ｔ ｈ ｎ ｄ ６ ３ ，Ｃ ｉａ ． ｏ ｇ ａ ｇＨ ｔ ｈ Ｃ ａ ｌ ｒ ｏ ｔ ｌ 如Ｃ ，Ｌｄ，Ｃ ｅｇ ｕ １７ １ ｈ ｎ ） ｃｉ ｒ １
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｎ ａ ａｙ ｉ ｏ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖｎ ｎ ｖ ｒａ ｌ ｒｑ ｅ ｃ ｅ ｕ ａｉ ｎ ｏ ｏ ｄ ｎ ｉ ｇ ｗ ｔｒ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒｂ ｓ ａ ｎ ｌｓｓ ｆｅ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ｏ ａ ｉｂ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｇ ｌｔ ｆｃ ｎ ｅ ｓｎ ａ ｅ ｏ
ｐ ｍｐ ｆｒｓｅ ｍ ｕ ｂ ｎ ． Ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｆａ ａｙ ｅ ｎ ｏ ａｉ ｏ ｓ ｈ ｗ ｔ ｈ ｎ ｎ ｒｔ ｏ ｉ ｔ ｅ ｂ ｓ ｕ ｏ ｔ ａ ｔ ｒ ｉ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｏ ｎ ｌｓ ｓ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒ ｎ ，ｔｅ ｓ ｉ ｉ ｇ ｏ ｅ ｆ ｗ ｓ ｈ ｅ ｔ ｏ ｓ ｓ ｃ ｏ
张文海 ，姚 志 国 ，万里 宁 ，崔 扬
（．长春 时代机 电新技 术有 限公 司 ，吉林 长春 市 １０２ ； １ ３０ ２
２ ．东 北 电力设 计 院 ，吉林 长春 １０ ２ ； ３ ０ １ ． ３ ．东 方 日立 （ 成都 ） 电控 设备 有 限公 司 ，四川 成都 ６ ３ ） １ ７ １ １
高压变频器在600MW机组凝结水泵一拖二的应用
图 中 Ｍｌ 为 Ａ泵 ，Ｍ２ 为 Ｂ泵 ，Ｋ１ 、Ｋ ２处 于 合 闸位 置
图 ４ 一拖 二凝结水 泵 电气一次接 线图
２ ）当 Ａ 凝泵 工频运 行 ，Ｂ 凝 泵备用 ，切至 Ｂ 凝 泵工频 运行 时候 ，应 将 ＱＦ ２合 闸起 动 Ｂ凝泵 ，待 Ｂ凝泵 电流稳 定后停 运 Ａ凝 泵 ，分开 ＱＦ １ 。
图 ２ 高压形 成原理 图
元个 数 。
１ 设 备 概 况
１ ． １ 凝结水 泵设备简 述
１ １ ６ ｌ 电 ｜ ｜ Ｉ 技 柬 ２ ０ １ ３ 年 第 １ ２ 期
产 品 与 解 决 方 案
ＲＤ Ａ Ｂ
Ｄ ｌ Ｄ ３ Ｄ ５ ２
一
１
Ｃ１
ｌ Ｒ ＋ １
热 后送 入除氧 器 以维持 除氧器 内水位 平衡 。运行 中
凝 结水 经过 除氧器 水位 调节 阀和低 压加热 器进入 除
额定 电流
生 产 厂 家
２ ２ ５ ． ５ Ａ
接线方 式
Ｙ
氧 器 ，运行 中通过 控制 、调节凝 结水 调节 阀 的开 度 控制 除氧器 内的水位 ，调节 线性度 差 、 节 流损 失大 、 除氧器 水位 波动 大 。同时 由于 阀门长期 处于较 高压 差下运 行 ，磨损 较大 ；长期 的频 繁操作 易导致 阀 门 可靠性 下 降 ，影 响 了机组 的稳定运 行 。在机组 在满
高 了可 靠 性 ， 同 时 也 节 约 了能 源 。
湘 潭 电机 股 份 有 限 公 司
１ ． ２ 高压 变频器设 备简述 我 厂 采 用 广 州 智 光 电 气 有 限 公 司 生 产 的
Ｚ Ｉ Ｎ ＶＥ Ｒ Ｔ 型 智 能高压 变 频器对 凝 结 水泵 实施 转速
定洲电厂二期工程一拖二凝结水泵变频控制策略
定洲电厂二期工程一拖二凝结水泵变频控制策略摘要神华河北国华定洲发电有限责任公司（以下简称定洲电厂）二期工程为体现节能减排理念，降低厂用电率，机组凝结水泵采用变频调速装置。
本文着重介绍具体实施方案，阐述了改造完成后的效果，对创新点和推广潜力进行了分析。
结果表明节能效果明显，设备运行灵活可靠，为电力企业的节能降耗取得了可资借鉴的经验。
关键词凝结水泵；变频；节能定洲电厂二期工程安装2×660 MW国产超临界直接空冷机组，3号机组同步建设SCR脱硝装置，4号机组预留脱硝装置空间。
汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的CLNZK660－24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。
凝结水泵的型式为地坑立式外筒型多级导叶离心泵，型号C720Ⅲ－5，扬程371.3 m，生产厂家为长沙水泵厂有限公司。
凝结水泵电机型号为YBPLKS710-4，型式为立式、异步电动机，额定电压10000 V，额定功率2600 kW，电流178A，生产厂家为上海电机厂有限公司。
凝结水泵变频为广州智光电气股份有限公司生产的型号为ZINVERT-A9H3250/10Y，技术方案为多电平串联叠加，额定输入电压10 kV，允许变化范围65%-115%，变频器效率>97%（>20%负载）。
1 实施方案和工作原理1.1 实施方案凝结水泵变频方案采用一拖二自动工/变频切换方案。
1.2 工作原理简述厂家提供QF4和QF5两个开关的信号至DCS系统，用于做联锁及运行人员操作使用。
2 凝结泵变频控制方案2.1 工频与变频切换控制逻辑1）变频运行当出现不可恢复重故障时，系统自动变频转工频，切换过程为：SB1（手动旁路/自动旁路）转换开关处于自动旁路状态，压板HYB2（允许跳进线开关）处于合上状态，QF2、QF4（QF5）合闸状态，若变频出现不可恢复重故障，延时5秒，跳进线开关QF2，1秒后跳QF4（QF5），1秒后合闸QF1（QF3），变频转工频运行。
600MW机组凝结水泵电机变频改造及应用
600MW机组凝结水泵电机变频改造及应用摘要：针对电厂凝结水泵耗电量较高和除氧器水箱水位节流调节损失问题，提出凝结水泵加装高压变频装置的变频改造方案。
通过对改造后水泵的耗电量和系统性能分析，表明凝结水泵变频改造有效提高了系统安全性能，减少了电动机启动时的电流冲击。
关键词：600MW机组；凝结水泵；变频改造国内电厂凝结水泵的改造现状变速调节是通过改变泵性能曲线的方式达到调节运行工况点的目的。
由于在此过程中，泵效率基本不变，因而可以获得很高的经济收益，尤其是在负荷深度调节时更为明显。
为了解采用高压变频技术在国内电厂的实施效果和经济效益，笔者调查了国内多家电厂凝结水泵采用变频改造的技术方案和节电效果，由此得出：当凝结水泵电机改为高压变频供电后，通过变频技术调节凝结水泵转速来实现除氧器水位的调节，该调节方式具有平滑性好、精度高和响应快的特点，不仅除氧器水位波动较小，而且有利于机组的稳定运行。
另外，根据比例定律中的轴功率与转速立方成正比的关系可知，当转速下降后，轴功率大幅降低，节能效果十分明显。
同时，采用变频调节后，原调节阀门始终处于全开状态，减少了阀门损耗，降低了阀门维护工作量。
2.实例概括某电厂根据2台600NW调峰机组低负荷时凝结水系统压力高、节流损失大、凝结水泵电耗高及凝结水管道、上水调门振动大对机组安全和经济方面的影响,于2008年对1、2机组凝结水泵电动机进行了变频改造,以最大限度地减少节流损失,降低能耗,提高经济效益,保证凝结水系统的安全运行。
由于凝结水泵为定速泵，除氧器水位采用除氧器上水调门自动或手动调节，凝结水压力在2.7～3.7MPa之间调整，导致凝结水泵长期在非经济工况下运行。
低负荷时，一方面造成凝结水压力偏高，凝结水管道及调门振动大、系统噪音大，除氧器上水调门线性变差、调门大幅波动使除氧器上水流量和除氧器水位大幅波动，威胁机组安全；另一方面凝结水系统节流损失大，凝结水泵效率低，电能损耗大。
凝结水泵变频器一拖二运行方式的应用与控制
凝结水泵变频器一拖二运行方式的应用与控制摘要：工业过程控制中经常会用到变频器，特别是最近几年，随着节能降耗的呼声越来越高，变频器在各类风机和水泵的控制系统中也应用的越来越多。
当今主流的工业控制设计都会配备两台泵/风机，互为备用，并配备一台变频器的一拖二运行方式，即一台变频器即可满足生产需要。
该一拖二运行方式使电机不需要运行在工频模式下，节约大量的厂用电。
本文就变频器一拖二运行方式的应用与控制问题进行了相关探讨。
关键词：变频器；一拖二；控制0.引言在广泛使用变频器之前，一般采用液力耦合器或定速泵配合出口调整门的方式来调节工质压力，但这种方式只是以结果为导向，电机本身的功率并没有减少。
而电机的功率都是按照最大出力并预留一定裕度进行配置，也就是说，正常生产工程中，电机一直处于“大马拉小车”的状态。
这造成了大量的电能损耗，以及因为节流损失，出口调整门的阀芯磨损、压力过高DCS过程控制较为困难等。
直到后来变频器的广泛使用才改变了这一现状。
变频器主要用于工业控制系统中的电机变频调节，使用非常广泛。
通过改变电机输入频率，减小运行电流和功率，达到节能的目的。
而且电机通过变频启动，启动电流小，避免了较大的电机启动电流，延长电机使用寿命，以及对系统管道的冲击。
工业过程控制中，为提高系统安全性，一般针对水泵都是采用双冗余设置，即一用一备。
在新的工厂设计时，考虑投资成本问题，一般都只设置一台变频器与两台水泵配对，采用一拖二的运行方式。
1．变频器在工业控制中的应用（1）变频器原理变频器应用了最新的变频技术和微电子技术，它通过改变变频器输出的工作电源频率的方式来控制电动机。
变频器安装在电源和电机之间，电源中的电力进入变频器，经变频器调节后的电源供应给电机适合当前出力需要的电力。
在变频器中，输入的50HZ交流电通过整流器，整流器能够将输入的交流电转化为直流电，然后输入变频器内部的电容平滑电压波形。
经过电容后的直流电经过逆变器后将直流电转化为交流电输出，供应电机需求。
凝结水泵变频控制策略优化及节能效果分析
１ Ｉ ２常规控 制策 略 的不 足 受 到调 节 阀本 身 流量 特 性 的 限制 ， 除 氧器 上 水 调 节 阀在 调节 除 氧器 水位 的过程 中 ， 一 般将 开 度 控
制在最佳控制 区域（ ５ ０ ％以下 ） ， 阀门调整节流损失 大， 压损严重 ； 同时 ， 运行人员为了能保证除氧器上
～
凝 结水 泵 一拖 二 变频 方 案运 行 方 式是 ， 正 常 运
同时投 入 自动 。当机组 负荷 大幅波 动和其 他扰动 因 素发 生时 ， 该 控制 回路会 出现 内扰 ， 除氧器水 位 常常
难 以稳 定 。 ２ 凝 泵变频 调节优 化方 案
行时一台凝结水泵通过高压变频器带动 ， 另一 台水
且确保凝泵变频器的输出频率在可调且经济的范围
内。
在升负荷运行过程中，除氧器上水调阀的开启 必须保持一定的速率 ， 防止除氧器水位大幅度变化。
在 降 负荷运行 过程 中 ，除氧器 上水调 阀需要 由全 开 位快 速关至 可控 的调节性 能 区域 内 ，再投入 除 氧器
上水调门长期处于低的开Hale Waihona Puke ， 加速 阀体 自身磨损 ， 导
调 阀进 行调 节 。凝 结水 系统如 图一所 示 。
大幅度降低凝结水泵功耗 ，深度挖掘凝结水泵的节
能潜 力 。
２ ． １ 凝泵变 频调节 除氧 器水位 优化方 案 这 种优 化方 案 在启 机 和低 负荷 时 ，还是 采
用常规 的凝结水泵变频控制策略 ，即变频控凝
结 水母 管 压力 ，除氧 器上 水调 阀控 制 除氧 器水
位， 先 开 副 阀再 开 主 阀 ， 负荷 ３ ０ ％以 下 由除 氧 器 上
际运行状况设计了两种优化方案。通过控制策略优
水泵深度变频节能改造分析
水泵深度变频节能改造分析摘要：目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造，对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。
本文以凝结水变频控制系统出发，并结合实际生产数据分析，提出凝结水泵变频调节系统节能改造的相关建议。
关键词：凝结水泵；变频运行；节能效果1凝结水系统概述凝结水泵是火电厂的重要辅机，其耗能在厂用电中占一定的比重。
凝结水泵工频方式运行时耗能高、节流损失大、压力高，使凝结水系统的整体效率偏低。
目前，大多数火电厂都对凝结水泵进行了变频改造，多采用“变频一拖一”“变频一拖二”运行方式，一般可节电30%左右，且设备运行可靠，可明显提高电厂的技术和经济指标，所以凝结水泵变频改造技术己成为电力行业广泛推广的节能项目之一。
本文以华能营口热电厂凝结水泵的深度变频改造为例，分析其节能效果。
某厂两台330MW机组，每台机组配备3台50%容量的凝结水泵，2台运行1台备用，其中A泵采用“变频一拖一”控制，B，C泵采用“变频一拖二”控制，同时给水管道上配置了除氧器给水主调节阀和给水辅调节阀。
凝结水泵采用抽芯式结构，部件可拆装更换，泵壳设计成全真空型。
凝结水泵深度变频改造的同时也给凝结水系统的控制带来一系列的新问题：（1）改造后，水泵的保护、联锁及凝结水系统相关调节阀的控制回路都需要做改动和优化，保证在各种异常工况下泵及相关调节阀的正确动作，来维持凝结水位的稳定运行；（2）改造后，泵由变频控制，原有调节阀调节系统压力难以满足原有凝结水用户对压力的需求，所以必须根据机组的工况设定合适的压力，来满足整个系统安全性和经济性的要求。
2凝泵变频控制系统的改进2.1凝泵变颓控制系统的改进改造之前，低负荷运行时，一台凝结水泵运行，用再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位；高负荷时，两台凝结水泵运行，用调整再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位。
改造后，整个除氧器水位自动控制系统设计为典型的两段式控制，即两套控制回路，其中一套为凝泵出口母管压力控制回路，靠凝结水泵变频控制，其中母管压力设定值为机组负荷的折线函数；另一套为除氧器水位控制回路，由除氧器主、辅调节阀控制，并且控制方式采用了单冲量和三冲量。
凝结水泵“一拖二”变频改造热控方案
循 环流量 电动 门 ， 管道受阻时对泵体 的损害 。 防止
收 稿 日期 ： ０ ２ ９—１ ２ ０ ２— ３
（ ） 值 调 整 。凝 结 水 泵 在 工 频 状 态 下 运 行 １定
时， 水泵 出 口压 力较 高 ， 凝结水 泵联 锁定 值设置要 高 些 。 当改 为变频 运行后 ， 凝结 水压力 降低 ， 若仍采用
器 水位 的调 节更 为稳 定 。
（） ３ 在高 负荷 除氧 器 水 位 调节 门和 低 负荷 除氧 器 水位 调节 门 ２套 自动 的基 础 上 ， 加 了 １套 变 频 增 自动调 节 ， 代 以往 通 过 改 变 管 径来 调 整流 量 的方 替 式 ， 少节 流损 失 ， 到节 能效 果 。 减 达 （） ４ 新增 的变 频 自动 调 节要 达 到 除 氧 器水 位 调
第 Ｓ 期 ｌ
王娇 玲 ， ： 等 凝结 水泵 “ 一拖 二 ” 变频 改造 热控 方案
・ ３・ ｌ
原 来 的定值 ， 将会 误联 启 备用 泵 。因此 ， 对凝结 水 应 母 管压 力 低 的定 值 进 行 修 改 ， 般 情 况 下 需 向 下 一
调整。
（） ２ 凝结 水 泵 在 变 频状 态 下 运 行 时 ， 负 荷 除 高 氧 器水 位调 节 门和低 负荷 除氧 器水 位调 节 门处 于全 开 位置 ， 通过 调节 变 频 器 的输 出 频率 改 变凝 结 水 泵 转速 ， 达到调 节 出 口流量 、 制 除氧 器 水 位 的 目的 。 控 不 仅提 高 了凝泵 运行 的经 济性 ， 且使 除氧 器 、 汽 而 凝
（ 南华 电 昆 明发 电有 限 公 司 ， 南 安 宁 云 云 ６００ ） ５３ ８
摘
要 ： 了节约能源 、 为 降低厂用电率 ， 云南华电昆明发 电有限公 司对 ２ｘ３０Ｍｗ火力 发电机组的凝结水泵进行 了变频 ０
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
凝结水泵变频“一拖二”控制系统改造设计与应用[摘要] 介绍了600ＭＷ超临界机组凝结水泵调节系统变频“一拖二”改造工
程中除氧器水位调节系统及两台凝结水泵的控制与保护逻辑的设计方案。
实践证明，改造方案可行，不仅节约了成本，而且凝结水系统安全可靠，经济效果明显。
[关键词] 节能；“一拖二”变频控制；凝结水泵调节系统；超驰关
Abstract: This paper introduces the 600MW supercritical generating units condensate pump to adjust the system frequency “drag” the deaerator water level adjustment system and two condensate pump control and protection logic design in the renovation project. Practice has proved that the transformation is feasible, not only cost savings, and the condensate system safe and reliable, the economic effect is obvious.
Key Words: energy saving; “drag” variable frequency control; condensate pump-conditioning systems; override off
中图分类号: TM921.51文献标识码：A文章编号：T2012-02（02）8004
1 概述
国电电力大连庄河发电有限责任公司2×600MW 机组汽轮机为超临界机组，每台机组配备两台100％容量的定速凝结水泵，正常运行时，一台运行一台备用，除氧器水位的调节是通过调节除氧器水位调节阀的开度来实现。
以前，机组经常参与调峰运行，除氧器水位调节阀开启不足，节流引起的凝结水压力能损严重，凝结水泵偏离经济区域运行，造成凝结水泵马达额外的耗电损失，影响了机组的经济性。
为降低机组的能耗，决定利用变频器调速，对凝结水泵系统实施变频调速改造。
使电动机驱动泵变速运行，流量与电机转速成正比，产生的压差与转速的平方成正比。
从节约成本考虑，实行配备一台变频器，采用“一拖二”方案（图1）。
如果A泵工作在变频状态，B泵可以工作在工频状态或备用状态；相反如果B泵工作在变频状态，A泵可以工作在工频状态或备用状态；如果检修变频器，断开QF2、QS1、QS2，两台负载A、B泵都可以工频运行。
该接线方案无论A泵或B泵工作都能实现变频－>工频或工频－>变频的切换。
改造后，根据实际运行情况，在保证该泵汽蚀安全的情况下，通过降低母管的出口压力定值，以更好地达到节能降耗的目的。
图1凝结泵改造后系统图
A/B凝结泵都可以在变频和工频运行，这就增加控制系统设计的难度，在工频泵运行时，除氧器水位保持原调节方式不便，变频运行时靠转速调节控制。
为适应变频改造后的凝结水系统的运行要求，需要对原来的除氧器水位调节系统控制逻辑进行修改，实现两台凝结水泵各种运行方式下自动调节系统的正常投入，并通过相应的联锁保护逻辑，实现变频泵与工频备用泵之间的联锁功能，尽最大可能保证在恶劣工况下系统的稳定。
2 除氧器水位控制系统和变频控制方案的修改
2.1工频运行时，除氧器水位控制系统
改造后工频运行时除氧器水位调节系统（保留了原系统的逻辑），通过调节除氧器水位调节阀和旁路调节阀控制除氧器水位。
低负荷时采用旁路调节阀控制除氧器水位，达到一定负荷后采用调节阀来控制除氧器水位。
除氧器水位采用单/三冲量控制，随着机组负荷的变化平滑切换的当给水流量大于30%后，完全切为三冲量控制。
如三冲量信号（除氧器水位、给水流量及凝结水流量）无效（给水流量或凝水流量信号无效），将切除三冲量信号，转为单冲量控制。
新增加变频控制互锁，即当变频器控制系统投入自动时，禁止投入调节阀自动。
2.2变频运行时，除氧器水位控制系统
在改为变频泵后，增加一套除氧器水位采用单/三冲量控制，随着机组负荷的变化平滑切换的当给水流量>30%后，完全切为三冲量控制。
如三冲量信号（除氧器水位、给水流量及凝结水流量）无效（给水流量或凝水流量信号无效），将切除三冲量信号，转为单冲量控制。
当除氧器水位调节阀投自动时禁止变频控制系统投入自动，设计变频最低控制转速，保证泵体的安全。
2.3异常工况自动系统的处理
2.3.1自动切除功能
设定值与测量值偏差大，指令与反馈偏差大，信号品质坏都自动切为手动控制，并发出报警。
在新变频自动控制中增加变频系统故障切为手动，并报警。
2.3.2调节阀超驰关功能
当A凝结水泵处于变频运行时候跳闸，联锁启动B凝结水泵成功。
由于凝结水压力和流量突然增大，为减少对除氧器水位造成大过大扰动，当变频泵跳闸发出联启工频泵的指令时，同时给出一个与机组负荷具有函数关系的超驰指令加到除氧器水位调整门，将上水调整门关至一定位置。
超驰控制将保证系统平稳过渡。
在DCS画面增加超驰投入切除按钮，正常倒泵时，手动干预时切除。
超驰信号可自动复位，运行人员随时干预可以复位。
超驰的触发和复位如图2所示
的超驰关逻辑图。
3凝结水泵运行方式及其相互联锁
3.1 重要开关实现互锁
QF1和KM1，QF3和KM2，KM1和KM2三对主要开关互锁，保证系统运行安全性。
3.2凝结水泵运行信号的逻辑实现及其运行方式变化
原来的凝结水泵运行信号是QF1/3断路器开关的合闸信号，但是改造后的凝结水泵有两种运行方式，在电气的实际回路中也有两种合闸运行方式。
因而，在DCS中增加逻辑判断来确定凝结水泵的实际运行状态来给出运行信号，这样保证凝结水泵运行信号的工况有效性，同时这样让原有逻辑得到了较少的修改。
A变频运行，即QF2运行，KM1已合闸；B变频运行，即QF2运行，KM2已合闸，工频保持原不变。
图2 超驰关逻辑图
3.3 工频、变频方式下操作控制与逻辑功能
在工频方式下，凝结水泵操作画面和控制逻辑、画面操作方式维持原来的不变。
两台泵的跳闸条件和改造前完全相同。
在变频方式下，主要新增加了变频器、QF3、KM1、KM2的操作控制逻辑功能。
3.3.1凝结水泵变频
启动允许条件。
变频器允许启动
变频器无轻故障和重故障报警
变频器在远方控制
凝结水热井水位高于300
A侧/B侧无跳闸条件
凝结水热井水位无低低信号
变频器高压开关QF2已合闸
联锁跳闸条件。
高压凝汽器热井水位低低
A侧保护跳闸（变频器运行且KM1已合闸与A泵发以下保护信号）或B 侧保护跳闸（变频器运行且KM1已合闸与B泵发以下保护信号）(
凝结水泵A/B上轴承温度Z1〉85℃
凝结水泵A/B下轴承温度Z3〉85℃
凝结水泵A/B推力瓦温度Z2〉85℃
凝结水泵运行时，入口门关闭
凝结水泵运行时，出口门关闭，延时30s)
变频器重故障
KM1与KM2全已分闸。