ZINVERT高压变频调速系统在电力行业上的应用

1、用户简介 
　　汕头经济特区万丰热电有限公司是由广东电网公司控股的中外合资热电企业，注册资本1650万美元，总投资5亿多元。公司位于汕头市金平民营科技园，厂区占地180亩。一期工程于1997年7月正式投产，配备二台220T/H燃油锅炉和二台50MW抽汽凝汽式汽轮发电机组。公司现装机容量为100MW，年发电能力可达6亿千瓦时；供热能力为每小时100吨，年供热量可达80万吨。目前公司是广东省统调电厂之一，是省内供热机组单机容量最大的热电厂，也是汕头市装机容量最大、单机容量最大的地方骨干电厂。 
 
2、改造对象简介
　　万丰热电的＃1、＃2炉采用母管制供水方案，锅炉给水泵采取两用一备用的方式，设备与运行具体参数如下：
    电机：额定功率：1600kW
    额定电压：6kV
    额定电流：185A（实际运行电流145A）
    水泵：额定流量：280t/h（实际运行流量200t/h）
    水泵出口压力：14.5Mpa
    运行汽包压力要求：10.2～10.5Mpa
    汕特万丰热电有限公司的给水泵原由阀门控制，其具体数据如下：  
 
　　在实际运行时，由于采用阀门调节，大部分的能量都被消耗在阀门上了，且阀门的开度越小则耗能就更多。在一般情况下 ，采用阀门调节的水泵其实际消耗功率与流量大致成正比，与阀门的开度也大致成正比。对运行情况进行分析，得出以下两点：一是水泵实际流量约为额定流量的一部分，水泵远离额定点运行，其实际运行效率很低。二是由于阀门的存在，阀门前后存在压差，消耗了很大一部分能量。所以该项目采用ZINVERT-A6H2000/06Y高压变频调速系统进行对给水泵进行改造，调节水泵转速，从这样以上这两个方面改善其运行工况，减小损耗，达到节能的目的。
3、改造方案
　　给水泵电机增加了两台变频调速装置，变频系统的设计采用二拖三的主回路方式，两台变频除分别拖动#1、#2给水泵电机外，还可通过刀闸切换分别拖动3号给水泵电机，在安全可靠的要求下实现给水泵各种运行工况的应用。 
 
  
　　变频改造后，通过现场调试及总结运行经验，得出机组在几个特征出力运行情况下变频装置的运行频率值，在控制室的变频控制台统设定变频器运行频率，启动变频器运行，水位的微小调节可通过汽包调节门进行调节。汽包的给水阀门的调节与控制方式仍采用原有的控制方式。（该方案的特点是原锅炉汽包的运行调节控制系统无需改变，改造工作量较小，运行操作简单）。
　　在与现场设备的接口配合上，变频系统的内置PLC也发挥了接口方便、功能可靠的特点，实现了两台变频拖动三台水泵时的切换、相应的闭锁功能、与润滑油泵的配合等，达到了功能完善、性能可靠的设计目标，运行效果良好。
　　变频调速系统的一次设计接线图修改如下：

　　此种二拖三控制方式，大大提高了变频器的使用率。在电厂的给水系统中，一般都采用多用一备用泵的运行方式，比如此次改造对象，即是三台水泵两用一备。由于日常运行只需要两台水泵运行即可满足生产需要，但备用泵经常需要与其他两台水泵切换使用，以保证三台水泵全年运行时间接近。所以采用了此种二拖三的控制方式，通过刀闸的切换，可以使变频器拖动任意两台水泵运行。这样既保证了三台水泵全年运行时间接近，也保证了每台泵都可在变频器的控制下运行，提高了变频器的使用率。
4、变频改造的收益
　　给水泵变频改造后母管压力保证在11.2～11.3MPa可满足两台机组运行给水175t/h的要求。变频器运行频率在44.2～45Hz左右。  
 

 
　　变频后母管压力在11.2～11.3Mpa可满足两台机组运行给水175t/h的要求。月节电可达22.6万元。即使提高运行频率，母管压力工作在11.56左右，按照0.5元/kWH的电费计算则节电效益仍在20万元以上。由于采用了二拖三的控制方式，全年节能运行的节电效益超过200万元。 
    另外，变频调速的其他附加的优点：
    ◆ 网侧功率因数提高：原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数为0.85左右。采用变频改造后网侧功率因数将提高到0.95以上。
    ◆ 设备运行与维护费用下降：采用变频调节时，转速较低，可以减轻水泵叶轮的磨损以及水泵与轴承的振动、磨损，维护周期延长，设备寿命延长。
    ◆ 可对电机实现软启动，启动电流不超过电机额定电流的1.2倍，对电网电机无任何冲击，电机使用寿命延长；同时减少了由于启动时的机械冲击对轴承、阀门、管道等冲击造成损坏，将减少维修工作量和备品备件的费用。