变频器在大型厂直接空冷系统中的应用.doc

变频器在大型电厂直接空冷系统中的应用 　　发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽，称为发电厂空冷。采用空冷技术的冷却系统成为空冷系统。采用空冷系统的汽轮机机组成为空冷机组。采用空冷技术的发电厂称为空冷电厂。 　　发电厂空冷系统也称干冷系统。它是相对于常规发电厂的湿冷系统而言。常规发电厂的湿冷冷却塔(凉水塔)是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的，其整个过程处于“湿”的状态，其冷却过程称为湿冷系统。空冷发电厂的冷却塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的，整个过程处于“干”的状态，所以空冷塔又成为干式冷却塔或干冷塔。 　　发电厂空冷技术是一种节水型的火电发电技术。 　　电站空冷系统有三种冷却形式: 　　(1)直接空冷系统，冷却元件主要是大口径椭圆管套片型翅片管(简称双排管)和大口径扁管型翅片管(简称单排管); 　　(2)混合凝汽式间接空冷系统，简称海勒式间接空冷系统，冷却元件是福哥(Forgo)型翅片管; 　　(3)表面凝汽式间接空冷系统，简称哈蒙式间接空冷系统，冷却元件是小口径椭圆管套片型翅片管。 　　随着我国西部大开发、西电东送北通道的开通，我国北部地区的晋、陕、宁、蒙四省区的电力工业得到迅猛发展，而建设大型火力发电厂需要充足的冷却水源。这些地区的优势是煤炭资源丰富，而劣势是水资源匮乏，利用丰富的煤炭资源和有限的水资源发展火电工业，就需要采用新的冷却方式来排除废热，直接空冷系统因其技术逐渐成熟，节水效果显著，可调效果好，因此在我国山西、内蒙古等产煤区所新建单机容量为300MW以上机组的电厂均采用空冷技术。 　　直接空冷系统，又称空气冷凝系统。直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。所需冷却空气，通常由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空气凝汽器，它是由外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形钢翅片的若干个管束组成的，这些管束亦称为散热器。 　　直接空冷系统的流程图如图1所示。汽轮机排汽通过粗大的排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。 　　图1直接空冷系统的流程图 　　空冷系统建筑规模庞大，一般称为空冷岛。包括凝结水系统(凝结水箱)、真空疏水系统(包括疏水泵)、排气/抽气系统(水环泵单元)、空冷凝汽器(ACC)等四套系统。通过DCS集散控制系统，实现对这四套系统的自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护等自动控制功能。 　　2直接空冷系统变频风机系统的组成 　　空冷凝汽器系统(简称ACC)是由若干台空冷凝汽器构成，每台空冷凝汽器配置一台轴流风机，建筑在高耸的空冷平台上，1台600MW国产空冷机组工程空冷系统的典型配置为8个单元共56台空冷凝汽器，对应轴流冷却风机配置:共有8个风机单元，每个风机单元有7台132kW风机，风机直径为8.7m左右，共56台轴流冷却风机，其中每个风机单元有两台为可逆风机，共16台可逆风机。轴流冷却风机在一个水平平面内布置，形成了庞大的轴流冷却风机群。 　　风机电机均为变频控制，电厂设有空冷器变频间，庞大的变频控制柜(以下称变频控制装置)矩阵布置在空冷器变频间。变频控制柜通过硬接线和通讯与主DCS或空冷系统DCS相连接，DCS能根据不同的蒸汽负荷和环境温度控制风机启停及转速，使汽轮机的排汽压力保持恒定。 　　风机电机均采用变频控制，除节能原因外，变频调速控制还可以实现电动机“软启动”，即电动机在很低地频率下(3～5Hz)和电压下启动，逐渐提高电源的频率和电压，控制电动机在小于1.1倍额定电流下无冲击启动，以这种方式经常启动是风机所允许的。另外风机的转速可以在(30%～110%)额定转速运行，调节方便，满足在各种气象条件下机组运行工况的要求。风机经常在需要的低转速下运行，噪声和磨损都比额定转速低，有利于环境保护，降低维修费用并延长了空冷器的寿命。 　　3风机变频控制装置的设计选型要求 　　(1)变频器频率范围在旋转速度的0～110之内。 　　要将满足完全风机驱动系统的运行和由电机、齿轮箱、电缆及滤波器导致的功率损失考虑在内。 　　(2)变频器的设计考虑风机和电机的反向旋转，通过正反转切换端子实现风机和电机的正向和反向旋转。 　　(3)变频器安置在一个就地控制柜内，柜体型号为标准GGD柜改型。柜内包括主回路和控制回路与控制装置(DCS)连接的用户接线端子,输入输出滤波器,保险丝,电流接触器,控制电路变压器及所有提供必要功能的设备。 　　(4)机柜的外壳防护等级，控制室内为IP32,机柜门采用一定的措施，以提高射频干扰(RFI)能力，机柜设计满足电缆由柜底或柜顶引入的要求，机柜内端子排布置在易于安装接线的地方。 　　(5)在就地控制室变频器操作板