风机变频调速的应用.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除西门子CPU222在风机变频调速中的应用1. 引言风机在国民经济生产中，数量很多，其耗电量巨大。目前我国在风机节能方面还有巨大的潜力。在纸厂锅炉中，锅炉蒸发量为15吨/时，风机主要有鼓风机，引风机装机容量为30KW和75KW两种，其风量的调节全靠挡板，大量的风能浪费在挡板上，对电能的浪费巨大，而且自动化水平很低，操作工人对这些设备的检修工作量也很大，若用一种调节风机转速的方法来调节风量起不是一举两得，既提高了自动化水平减少挡板设备的维修费用，又节约电能。2. 风机变频调速的改造2.1系统配置：西门子S7-200 CPU222控制模块一个，CPU222运算功能强大，性能好，可靠性高。本机数字量输入14点，数字量输出10点。最大可扩展I/O模块2个，最大可扩展智能模块2个，内置8路PID回路，1个RS-485通信接口，为以后远程监控做好准备。A/D、D/A转换模块各一个。EM 231模拟量输入模块，具有4个模拟量输入通道，12位A/D转换器，转换时间小于250s，数据字格式可单极性也可双极性，单极性032000，双极性-32000+32000。EM 232模拟量输出模块，其模拟量输出点数为2点，数据字格式与EM 231模块类似。另外压力变送器一只，负压表一只，变频器两台其中30KW一台用于鼓风机，75KW一台用于引风机。2.2工作原理：锅炉内蒸汽压力的大小，主要靠30KW鼓风机决定，锅炉内的负压维持，主要靠75KW引风机决定。当锅炉内蒸汽压力增大时，压力变送器把检测到的信号经过A/D转换模块中的一个模拟量输入通道输入到PLC，PLC经过PID回路调节、上下限比较等内部处理运算，运算后所得结果传送给D/A转换模块中的一个模拟量输出通道输入到30KW变频器，30KW变频器降低鼓风机的转速，因此减小了锅炉内蒸汽的压力，同时由于鼓风机转速的降低，锅炉内的负压也随之增大，负压表把检测到的信号经过A/D转换模块中的另一个模拟量输入通道输入到PLC，PLC经过PID回路调节、上下限比较等内部处理运算，运算后所得结果传送给D/A转换模块中的另一个模拟量输出通道输入到75KW变频器，75KW变频器降低引风机的转速，因此减小了锅炉内的负压压力。反之亦然。如下图所示。 这里需要注意的是：第一点，KM1与KM2不能同时吸合，KM3与KM4不能同时吸合，其解决方法在机械上可以采用钥匙转换开关，电气上可以采用接触器常闭触点互锁，PLC内部编程采用延时一秒输出等等，如下图所示。 PLC接线图PLC内部编程梯形图（局部）第二点，PID回路控制必须有一个无扰动切换信号，上图PLC接线图中I0.0，I0.1作为PID回路控制无扰动切换输入信号。关于PID回路控制将在下一篇文章PID回路控制的原理与调试中详细介绍。3. 结束语整套系统运行良好，鼓风引风协调工作，大大提高了工厂自动化水平，既满足了生产要求，又节约电能。变频器在污水处理设备上的应用水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策，中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标，要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向：（1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 （2）运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 （3）占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。 （4）脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家污水综合排放标准（GB8978-1996）也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。 （5）现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。三、几种处理系统的工艺比较 为了选择出工艺上最可靠，投资上最经济，管理上最方便的城市污水处理系统，结合当地的实际情况，我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势，并进行了比较。 目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。 污水处理厂最好的节电场合是曝气机的鼓风机（有些是采用搅拌机来曝气），节电率更高 污水处理厂的设备是全天候运转的，而且曝气机和潜水泵是污水处理的核心设备，需要用变频器对曝气机的鼓风机（罗茨风机）和潜水泵进行调速。 鼓风机变频控制：污水处理好氧部分溶解氧浓度对处理结果有很大影响，溶解氧浓度太低，污水不能达标；溶解浓度太高，不仅浪费电能还可能使活性污泥上浮使出水也不能达标。鼓风机加变频器就是为了控制CASS池溶解氧的浓度稳定在恒定值.考虑到实际应用中只可能一台是变频运转，另一台停止或工频运转，同时为了减少固定资产投资，设计了2台风机只用一台变频器控制，刚曝气时，一台风机变频运转，如果该风机运行到50HZ后，溶解氧浓度仍没达到设定值，该变风机自动投到工频(50HZ)继续运转，第二台风机自动投到变频运转，在PID自动控制下直到溶解氧浓度稳定在设定值。当溶解氧浓度大于设定值,且变频风机频率低于一定频率,工频风机自动切断,只有变频风机运转 。3.1变频调控原理与特性 随着科技的不断发展，交流电机调速技术被广泛采用。通过新一代全控型电子元件，用变频器改变交流电机的转速方式来进行风机流量的控制，可以大幅度减少以往机械方式调控流量造成的能量损耗。 3.2变频调节的节能原理： 图2中曲线1和2表示调速时的压力-流量曲线，曲线3和4表示节流调节时管路阻力特性曲线，曲线5表示恒速时功率-流量曲线，设A点为风机最大工况点。当风量需从Q1减少到Q2时，如果采用节流调节法，工况点由A到B，风压增加到H2，由图中可看出轴功率P2下降，但减少的不太多。如果采用变频调节方式，风机工况点由A到C，可见在满足同样风量Q2 情况下，风压H3将大幅度下降，功率P3随着显著减少。节省的功率损耗PHQ2与图中面积BH2H3C成正比。由以上分析可知，变频调节是一种高效的调节方式。鼓风机采用变频调节，不会产生附加压力损失，节能效果显著，调节风量范围0100，适合调节范围宽，且经常处于低负荷下运行的场合。但是，当风机转速下降，风量减小时，风压将发生很大变化，由风机比例定律： Q1/Q2(n1/n2)，H1/H2(n1/n2)2，P1/P2(n1/n2) 3 可知，当其转速降低到原额定转速的一半时，对应工况点的流量、压力、轴功率各下降到原来的1/2、1/4、1/8，这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因。假设将水泵转速降低10%（输出频率45Hz时）则功率P2=（0.9）P1=0.73P1,节电27%。假设将水泵转速降低20%（输出频率40Hz时）则功率P2=（0.8）P1=0.51P1,节电49%。由于功率与转速成三次方的关系，因此，转速变化越大，功率的消耗将呈几何级数减少。3.3启动电流对电动机及设备的损害电动机在启动阶段，往往采用自藕变压器降压启动或（星三角）启动方式，这两种方式虽然能降低启动电流对电动机的损害，但仍有高达额定电流56倍的启动电流，严重危害着电动机、水泵、单向阀、管路系统的使用寿命。 使用变频调节以后，由于使用了SPWM技术，实现了真正意义上的软启动和缓冲停机，从根本上消除了启动电流对电动机及其它设备的危害，大大延长了设备的使用寿命。3.4设备运行中的噪音、震动、水锤等问题设备在全电压启动、运行、停止的过程中，由于无法进行及时有效的调节，会产生严重的水锤、机械噪音增加、震动加剧等现象，这些现象都具有极大的破坏性，会引起管道破裂或瘪塌、损坏阀门和固定件，并会增加进线变压器的负荷状况。采用了变频调节后，可以通过延长升、降速时间来延长起动或停机的过程，即使在运行过程中，也可以通过对工作频率点的选择，跳过容易引起设备共震的工作点，从而使水泵叶片、单向阀、管路系统承受的应力大为减小，轴承的磨损也大大减轻，设备的工作寿命将大大延长。 高频斩波串级调速系统在秦皇岛发电厂的应用【摘要】高频斩波串级调速系统是应用于高压大容量异步电动机节能调速领域的一种比较先进的调速系统。本文介绍了灰渣泵应用高频斩波串级调速系统的技术经济分析。【关键词】高频斩波串级调速 灰渣泵 节能 调速【Abstract】Cascade speed control system assembly with high frequency chopper is an advanced speed control system that is applied to high voltage asynchronous motor. This text introduces the technology and economy analysis of Cascade speed control system assembly with high frequency chopper that had been applied to cinder pump.【Key words】 Cascade speed control system assembly with high frequency chopper, Cinder pump, Speed control, Energy saving【前言】风机和水泵在国民经济各部门中应用的数量众多，分布面极广，耗电量巨大。据有关部门的统计，全国风机、水泵电动机装机总容量约35000MW，耗电量约占全国电力消耗总量的40左右。目前，风机和水泵运行中还有很大的节能潜力，其潜力挖掘的焦点是提高风机和水泵的运行效率。据估计，提高风机和水泵系统运行效率的节能潜力可达（300500）亿kWh/年，相当于610个装机容量为1000MW级的大型火力发电厂的年发电总量。 秦皇岛发电有限责任公司位于秦皇岛市海港区，风机和水泵是我厂最主要的耗电设备，加上这些设备都是长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态，其节能潜力巨大。发电厂辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本提高电价竞争力，已成为各发电厂努力追求的经济目标。 秦皇岛发电有限责任公司是第一个在全国电力行业采用高频斩波串级调速系统的企业，继2003年在一期#1灰渣泵（560KW /8P-6KV）产品成功运行之后，2005年又在二期#5灰渣泵（800KW /6P-6KV）上成功投运。经过长时间的实践运行，产品可靠性及性能得到检验，收到了显著的节能效果和经济效益。一、 SEC系列高频斩波串级调速系统的原理及技术特点1）SEC系列高频斩波串级调速系统的原理SEC系列高频斩波串级调速系统是保定华仿电控有限公司在传统串级调速理论基础上，应用现代电机技术、电力电子技术和计算机控制技术的先进成果研制出的高效节能型机电一体化的新一代高科技产品。 SEC系列高频斩波串级调速系统原理图SEC系列高频斩波串级调速系统是通过在转子回路串入等效电势，改变其大小来改变电机转速，并将转子转差功率回馈给电机电源的节能调速方法。内反馈绕组及固定逆变角的逆变器构成固定的电势源吸收转差功率，IGBT斩波器由PWM信号控制，形成可变的转子回路等效电势。2）SEC系列高频斩波串级调速控制装置构成 SEC系列高频斩波串级调速控制装置原理框图 SEC系列高频斩波串级调速控制装置主回路图启动单元 启动单元由频敏变阻器(PF)、接触器1KM、接触器2KM构成。大型电动机，特别是绕线式电动机，在电机启动时会对电网造成较大的冲击，产生一个较大的起动电流。为减少起动电流，使电机平稳起动，在高频斩波串级调速装置中，加设了自动切换的起动装置。在电机起动时，1KM闭合，2KM打开，电机转子串入三相频敏变阻器PF。频敏变阻器的电阻与流过的电流的频率成正比关系，当电机起动时，电机转速为零，转子电流频率最高，为工频频率，此时频敏变阻器阻值也较高，从而限制了起动电流。随着电机转速的增加，转子电流频率逐渐减少，频敏变阻器阻值也逐渐减小。当电机定子电流低于设定的允许值时，装置自动将2KM闭合，切除频敏变阻器，电机进入全速工作状态，完成起动过程。整流单元 整流单元为三相全波整流，将转子电流转换为直流电流。保护用SCR也安装在整流单元中。斩波单元 电路工作时，逆变器的逆变角恒处于最小min处不变，转子回路附加电势调节由斩波开关来完成。斩波开关以恒频调宽方式工作，即工作频率一定，而开关导通时间可调。这样，通过调节斩波开关导通时间与斩波周期的比率（即占空比或PWM调制脉宽），来改变串入转子回路的等效电势的大小，从而改变转子电流，来达到调节电机转速的目的。由于采用了可自关断的大功率器件IGBT作为斩波器件，使得斩波频率进一步提高，直流电流更为平稳，系统体积更小、更为紧凑。目前装置的斩波频率为2.7kHZ。 逆变单元 逆变部分为三相全桥有源逆变器，装置工作于调速状态时，将经斩波控制后的转差功率逆变至内反馈绕组或逆变变压器。逆变触发角为最小的固定值，克服了移相触发的对触发脉冲和换相要求严格、脉冲移动范围大、抗干扰能力差、易颠覆、功率因数低等缺点。同步信号取自内反馈绕组或逆变变压器的电压信号，具有抗干扰、多重数字锁相、自动配相等功能。控制单元 控制部分由控制箱、电源及自检箱构成。其核心由单片机和快速可编程逻辑器件组成。主要功能包括：对IGBT、保护用SCR及有源逆变器的脉冲控制及PWM调制。实现装置所有的自动控制和闭锁逻辑。所有保护的测量、整定、逻辑、报警及出口。系统运行有关的操作、显示、报警等信息的处理及指示。实现装置与外部系统的通讯管理。装置整定和调试等辅助功能。控制箱可就地操作，为一触式键盘操作，包括运行、停止、全速、调速、自检、自动/手动、开环/闭环、远方/就地等与运行有关的操作。同时通过菜单方式，可对装置基本参数及运行模式进行设置。为满足控制室集中控制的需要，可在远方进行与装置运行有关的操作。装置可实现与DCS系统、上级计算机网络、PC机等进行通讯。3）SEC高频斩波串级调速系统的主要特点具有良好的调速机械特性和节能特性。调速范围宽，无级，平滑。由于串级调速只控制电机的转差功率，和变频调速相比，控制容量小（对于风机泵类负载，总控制容量为电机额定容量的14.815%）。系统较为容易满足可靠性要求，特别是对大型电动机来说，造价和可靠性就更具有优势。串级调速装置自身功耗小，效率高。变频调速功耗一般约占电机额定功率的5%左右，而SEC系列串级调速装置由于控制容量小，其功耗在电机容量的1%以下。由于串级调速是在电机转子侧施加控制，和变频调速相比，其控制电压低、其电力电子器件承压低。由于串级调速使用绕线式电机，能够方便有效的控制电机起动电流。现代电力电子技术和计算机控制技术与传统串级调速理论相结合，使串级调速技术得以更进一步的发展。如采用直流回路斩波控制技术，与传统移相控制相比，其谐波和功率因数等指标具有明显的优势。特别是新型功率器件（如IGBT等）应用于斩波控制，使得系统性能指标进一步提高，系统也更为简单可靠。采用高频斩波串级调速系统时，由于反馈绕组加装到电机内部，省去了逆变变压器及相关的电气设备，使得系统更为简单。多种操作控制模式(开环/闭环、就地/远方、实验/工作、全速/调速、 SEC/DCS控制)可互相转换。串级调速装置具有多种保护功能，如转子过流、电流失恒；反馈过流、电流失恒、电压失恒；直流过流、过压、低电压（逆变颠覆）、失波、IGBT过流、快熔保护、频敏保护、温度保护等。串级调速装置具有系统自检功能，实现了系统主要器件和单元的自检试验。另外系统还具有自诊断功能，可对接触器、高压开关、高压电源、快熔、频敏等设备监测；泵/风机等负载状态监测；工作电源、直流过流、过压、低电压、失波、IGBT过流、温度保护自动诊断，保证系统的可靠运行。4）SEC高频斩波串级调速系统的主要性能指标电机额定电压：3KV、6KV、10KV电机额定功率：200-5600KW调速范围：用要求最低转速-99%平滑无级至全速自动切换电机极数：4-24极额定频率：50HZ2%平均调速效率： 98.9%额定功率因数： 0.85额定直流电流：315-3000A额定直流电压：125-2500V起动电流：2.5-3倍的额定电流谐波含量：3%过载能力：1.8倍的额定负载调速精度：99.8%5）SEC高频斩波串级调速系统的可靠性保证措施 调速原理本身的可靠性保证。由于串级调速是在电机转子回路施加控制和调节，避免了定子侧调速方法（如变频调速）高电压，大功率引起的系统设计、器件选择带来的困难，使得系统更为可靠采取了诸多技术措施来保证调速系统的安全可靠：主斩波回路采用大型全控功率器件IGBT，系统更为简单，可靠。全部电力电子功率器件散热均采用热管散热及强制风冷相结合的散热技术，散热效果更好，系统更可靠。完善的保护设计，包括保护用SCR的设计，使系统能够快速全面的检测和处理异常和故障。控制核心采用单片机与快速可编程逻辑器件相结合技术，既保证了友好的人机界面和灵活的可扩充性，又保证了系统快速反应性和可靠性。产品设计保证充足的裕度，从而保证系统安全可靠运行采用多重数字锁相环数字触发系统确保触发脉冲的安全可靠。多重隔离和抗干扰设计，装置具有很强的抗干扰能力。交直流双电源供电的工作电源设计。采用优质的元器件保证调速系统安全可靠： 所有的器件，包括所有电力电子器件、接触器、电抗器、电容器，同时也包括接线端子等辅助器件，均采用国外、国内正规名牌厂家的产品。 严格控制供货渠道和合作厂家的产品质量和可靠性。所有器件均经过严格筛选、老化、检测后投入使用。严格产品的工艺管理来保证调速系统的安全可靠： 严谨科学的工程设计与计算。保守的器件裕度设计。全面的仿真验算校核。严格按ISO9001质量体系要求进行制造。 出厂前实际带载考验。配备了由6KV变压器、功率电阻及相关的控制装置构成的模拟带载调速试验系统，所有SEC系列高频斩波串级调速装置，出厂前均经过与实际电压电流相同的带载试验与考验，从而进一步保证了调速系统的可靠性。二、应用情况秦皇岛发电有限责任公司二期#5灰渣泵电机高频斩波串级调速系统，于2005年3月23日投入运行，至2005年4月30日期间，秦皇岛发电有限责任公司发电部和设备部工程师对该系统进行跟踪监测，并对部分数据进行了重点测试。（一）电机参数和运行模式1） 电机参数改造前：JSQ1512-8/800KW/6KV/985r/min 制造厂：北京重型电机厂改造后：YRCT560-6/800KW/6KV/500-985r/min 制造厂：兰州电机厂 其他参数：定子电流88.8A/转子电压1082V/转子电流456A/反馈电压730V/反馈电流160A 2） 运行模式：改造前：#5灰渣泵驱动电机的容量为800KW。经测试，电机全速运行实际负载为697KW。通过液力耦合器调节灰渣泵的转速，控制灰渣池的水位高度。共有#4、#5、#6三套设备轮换运行，互为备用。改造后：高频斩波串极调速系统投运后，根据锅炉运行要求确定灰水的流量，通过调节灰渣泵电机转速调节灰渣泵的流量，控制灰渣池的水位高度，达到节能调速目的。#5灰渣泵长期运行，另外两套作为备用。（二）测试结果表1 电机及水泵有关参数表 表2 电机转速和电机与水泵的振动对应关系表 表3 电机线圈温度表（环境温度摄氏16度） （三）测试结果分析1）全速状态：全速时，通过检测：电机振动为16.3um，符合国家标准，；电机温度在44-56之间，在正常范围之内。2）调速状态：1、节电率(因无液力耦合器调节时各转速下的实测功率,以下与满负载电机功率比较):按(P0-P1)/P0*100%公式计算,实测各占空比对应全速的节电率， 其中：P0为满负载时实测有功功率，P1为调速时实测有功功率表4 节电率统计表 5#灰渣泵实际运行需要为650r/min左右，预计年节电为354万度2、转速调整范围与精度转速实测：调速状态下对501 r/min至802 r/min进行了实测， 由于系统负载为离心式水泵，当转速小于501 r/min时，水泵已不能正常工作，未能进行更低转速测试。同时由于灰水系统水量不大，为防止灰渣池水位过低而未进行更高转速测试。按设计可调到：450 r/min至980 r/min。调速静态精度达1转（99.9%）。3、调速状态电机转速和电机与水泵的振动关系电机振动符合国家标准，并且可以看出电机振动，随转速下降而降低。4、转速与占空比可以看出，转速随占空比减小而减小，且基本呈线性变化。5、电机温度与转速及占空比可以看出，电机温度随转速减小而降低。三、结论1、 高频斩波串级调速系统装置运行可靠，节能效果明显，已达到项目实施目的。2、 节电率：节电率随转速下降而增长，转速越低节能效果越明显。3、 调速的平稳性与连续性：该电机采用频敏变阻器启动方式，启动电流小，电机启动的冲击小。电机由全速转调速状态时，电机转速由最高转速平滑降至设定转速，电机转速变化连续性、平稳性好。同时调速系统温升不高，运行稳定可靠。4、 调速的范围和精度：调速的范围宽，可由980r/min调至450r/min，调速精度高，可每次调整一转。调速控制装置运行稳定，抗干扰能力强。5、 电机振动与温升电机振动在16-12.3um之间，符合国家标准，并且可以看出电机振动，随转速下降而降低（见表2）；电机温度在64-68之间，在正常范围之内。由此可见，电机运行稳定可靠。四、结束语高频斩波串级调速系统在我厂顺利投入生产以来，运行一直较为稳定可靠，节能效果非常明显，实践证明，该系统调速效率高，设备结构简单，投资回收期短。确实不失为一种较好的调速方法，具有很强的实用性和经济性。参考文献：1徐甫荣 大功率风机水泵调速节能运行的技术经济分析 国家电力公司热工研究院2用户手册 保定华仿电控有限公司3高频斩波串级调速论文集 保定华仿电控有限公司变频调速凝结水泵在300MW机组的应用【摘 要】叙述定速凝结水泵改造为变频调速后在张家口发电厂300MW机组的应用情况，介绍了凝结水泵改造为变频调速后的运行方式和节能效果。【关键词】变频调速 凝结水泵 300MW机组 应用 张家口发电厂总装机容量为8300MW，汽轮机组为东方汽轮机厂制造。5、6、7、8号机组的凝结水系统设计为中压系统，配装沈阳水泵厂制造的9LDTNA-5UA型凝结水泵，凝结水泵的电机为湘潭电机厂制造的YLST5004型。表1 凝结泵设计参数 运行中升压后的凝结水主要通过除氧器上水调整门（以下简称上水门）调节凝结水量维持除氧器水位的稳定，供给给水泵机械密封冷却水、汽轮机低压轴封汽减温水等辅助设备足够的用水，另外凝结水还要供低压旁路减温、低压缸喷水减温、发电机内冷水箱补水等用水。 图1为凝结水系统简图1改造情况介绍 1.1改造目的（1）凝结水为中压系统，凝结水压力高。负荷300MW时凝结水压力也不低于2.6MPa，低负荷时上水门开度更小造成凝结水压力更高。运行采用上水门调节除氧器水位，即使满负荷上水门开度也只有30%左右、低负荷时开度更小，上水门的节流损失，造成凝结水泵的经济性很低。（2）高压力的凝结水造成凝结水管道振动很大、凝结水最小流量调整门漏流，同时造成给水泵机械密封冷却水管道振动和噪音很大、调整门多次损坏。另外凝结泵电机运行中振动大，电机的线圈温度夏季最高达100。针对上述问题，决定采用变频技术来降低凝结水泵的转速，改变凝结水泵的QH特性曲线，凝结水泵的流量不变的情况下压力得到降低，使上水门打开、消除上水门的节流损失。1.2 变频技术介绍凝结泵的变频器为北京利德华福技术有限公司生产的1000kW/6kV高压变频调速系统，型号为HARSVERTAO6/130。容量为1350kVA，运行环境温度为0-40。表2 主要技术参数 1.3 改造中遇到的问题和解决的办法为了降低改造成本，只将互为备用的两台凝结泵中一台改造为变频调节，这样两台凝结泵在运行时由于调节方式不同造成凝结水运行参数各不相同，所以遇到几个问题。（1）高压变频调速凝结泵运行时上水调整门打开，利用改变凝结泵的转速调节除氧器水位造成凝结水压力较低，最大不超过1.6MPa。运行中凝结水压力随负荷降低而下降，“凝结水压力低联启备用泵”的逻辑无法实现，所以取消此逻辑后增加了凝结水压力报警，即“凝结水压力低于1.0MPa或高于1.8MPa”报警，同时取消“凝结水压力低联锁停泵”和“凝结水压力低联开备用泵出口门”逻辑。（2）由于变频凝结泵用改变转速调节使得凝结水压力低，而定速凝结泵仍为上水门调整、凝结水压力很高，运行一旦发生变频凝结泵掉闸备用定速凝结泵启动后凝结水压力、流量突然增大对除氧器水位造成很大的影响。针对此问题将控制逻辑修改为当变频泵或者变频泵高压开关事故掉闸，且发出联启定速泵的指令时，程序发出一个具有某函数关系的预置指令加到上水门，立即将上水门关至一定位置并且程序投入“自动”进行调节除氧器水位。（3）运行变频凝结泵掉闸备用的定速凝结泵启动后凝结水压力突然升高对凝结水供其它辅助设备影响很大，特别是给水泵机械密封冷却水系统，由于给水泵机械密封冷却水压力应小于1.0MPa。针对此问题在给水泵机械密封冷却水调整门上设置给水泵机械密封水压力低禁止关调整门和压力高超弛关调整门的控制逻辑，防止凝结水压力突然升高造成给水泵机械密封冷却水压力过高。正常运行中给水泵机械密封冷却水调整门自动调整给水泵机械密封冷却水压力，防止由于凝结水压力的变化造成给水泵机械密封冷却水压力过高或过低。同时增加“给水泵机械密封水压力高于0.8MPa或低于0.5MPa”报警。（4）除氧器水位增加为两个水位计，自动调节时采用“二取均”，保证自动调节的安全性。除氧器水位低跳给水泵的水位信号改为“三取二”的逻辑，防止给水泵误跳。变频凝结泵在变频“自动”方式下运行时，上水门可以进行远方手动开大和关小，增加了机组启动、停止和低负荷运行调节的灵活性。增加了“变频器启动故障”报警，同时报警为光子牌报警，光字牌报警定义为“凝结水系统异常”，报警包含所有报警，报警详细信息查找DCS。 2凝结水系统安全性试验（1）为了确认运行中变频凝结泵事故跳闸定速凝结泵联启对系统的影响，机组启动前对凝结泵进行带负荷试验。变频凝结泵运行凝结水压力为1.19MPa、流量为737t/h，除氧器上水调整门开度为88.9%。给水泵机械密封冷却水调整门投入“自动”运行，开度为78.5%、冷却水压力为0.56MPa，将负荷设置为150MW。事故停止变频凝结泵、定速凝结泵联启，上水调整门关至18.7%并投入“自动”，凝结水流量变为630t/h。给水泵机械密封冷却水调整门关至22%，压力最低降为0.24MPa、最高