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内蒙蒙达电厂-1-4#机组低加疏水泵变频系统

    电厂125MW机组低压加热器疏水系统采用逐级自流和低加疏水泵联合运行方式,疏水泵定速运行时普遍存在泵故障率高、管道振动大、投运率不高等问题。利用变频技术将低加水位控制方式由阀门调节改为疏水泵变频调速控制,实践表明疏水泵运行稳定,安全可靠,节能效果显著。电厂汽轮机其回热系统由七段抽汽、凝汽器、两台高压加热器(以下简称高加)、四台低压加热器(以下简称低加)及除氧器组成。疏水系统高加部分由高压到低压逐级疏水到除氧器,低加疏水从4号到3号再到2号低加,然后经疏水泵打入#3低加凝结水入口母管上,1号低加疏水至凝汽器。疏水泵为150NW-78×2型,扬程160m,功率55kW,转速2970r/min。疏水泵出口流量采用电动调节阀调整。

1.低加疏水泵变频改造前存在的问题
(1)低加疏水泵由于定速,运行时调节阀节流量大,出口压力高,经常发生泵轴封盘根处大量漏水造成工质损失,同时容易引起轴承进水,不仅影响泵的正常运行甚至损坏轴承和泵,而且能量损失大。
(2)泵出口调节阀线性度不高,影响自动调节的稳定投运。
(3)由于调节性能不好,经常发生低加疏水水位过低或无水位空泵运行,造成疏水泵汽蚀,疏水管道振动大,电流变化幅度大,泵叶轮及导叶轮、泵轴、轴承、盘根等部件损坏,影响泵使用寿命,维修工作量大,费用高;严重时出现水位过高,使低加水位高保护动作,影响机组安全运行。
近年来,随着变频技术的日渐完善和成熟,我公司在2006年5月#2机组大修时采用变频调速技术对2B低加疏水泵进行变频改造。经一年多的运行表明,改造后低加疏水系统运行稳定,安全可靠,节能显著。
 低加疏水泵变频调速的控制原理是通过其水位自动控制单元(位于DCS系统内)输出信号量至变频器,由变频器根据此信号量控制变频器来改变电动机的转速,从而改变泵的出力,当水位低时,使变频器输出频率升高,达到控制低加水位的目的。
2.变频调速控制系统组成
系统主要由自动控制单元(位于DCS系统中进行自行改进)、变频器及疏水泵等组成。变频器采用丹佛斯VLT5000系列,它主要分主回路和控制回路两部分:主回路由整流器、滤波环节和逆变器组成,用来为电机提供调压调频电源,其中整流器将工频电源变换为直流电源,滤波环节吸收整流器和逆变器之间的电压波动,而逆变器将直流电源再变换为交流电源。控制回路则给主回路提供信号,由频率与电压的运算回路、主回路的电压/电源检测回路、电动机的速度检测回路、将运算回路的控制信号进行放大的驱动回路以及逆变器和电动机的保护回路组成。
3.改造方法
(1)原有的手动启停及联锁、互锁保留,以控制两套装置的工作电源开关。
(2)变频器控制柜安装在主厂房5米层低压开关室内,有全自动、手动和定速运行三种控制方式。在集控室内设监视及远方操作装置,并保留原疏水泵的断路器及控制开关。接线方式改为从原疏水泵动力盘电缆到变频控制柜,再从变频控制柜引动力电缆到电动机。
(3)正常运行方式为2B疏水泵自动变频运行,2A泵作工频备用方式。当2B疏水泵系统出现故障跳闸时,2A疏水泵自启动运行,以确保低加疏水系统的节能效果。
(4)变频器发生故障后由DCS联锁自启动另一台疏水泵工频运行,水位控制切换至由泵出口调节阀来控制。
改造后效果
(1)低加疏水泵采用变频调节控制方式后,自动控制性能优良,低加水位基本稳定,一般波动范围在50mm以内;疏水泵稳定运行,噪音低、电流小、电流波动值低;低加系统运行稳定可靠,未出现过低水位或高水位运行情况。
(2)疏水泵采用变频调节控制方式,避免了低加无水位运行以及疏水泵叶片汽蚀及打空泵、窜轴等现象,减少泵轴承发热、磨损,延长了疏水泵寿命。改造后一年来,未发生过泵出口管道振动和损坏泵叶轮、导叶轮、轴承等部件现象,基本上无维护量。
(3)疏水泵变频控制后,消除了泵出口调节阀节流造成的能量损耗,同时有效地降低了泵和电机的空载损耗。
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