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国产高压变频器在凝结水系统的应用

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国产高压变频器在凝结水系统的应用

凝结水系统配装上海凯士比泵业有限公司制造的

NLT350-400×6型凝结水泵，凝结水泵电机为湘潭电机厂制

造的YLKS500-4型，高压变频器为北京利德华福电气技术有

限公司制造的HARSVERT-A06/130系列。目前在已投运的大

型火电机组中，凝结水泵采用100%容量、一用一备的配备模

式，除氧器水位依靠上水调门开度控制，节流损失大。随着

高压变频调速装置可靠性的提高，应用领域不断扩大，众多

发电企业对凝结水泵进行了变频改造。在实际改造中，对控

制方案的要求主要是变频凝结水泵运行中事故跳闸，备用泵

工频联启后凝结水压力陡增，除氧器水位、凝结水其它用户

的控制必须在要求范围内波动。

2.凝结水泵的运行工况

在汽轮机低压缸内做功的蒸汽在空冷岛冷却凝结之后，

集中在凝结水箱中，凝结水系统的作用是通过凝结水泵及时

的把凝结水送至除氧器中，维持除氧器水位平衡。保证凝结

水泵连续、稳定运行是保障电厂发电机组安全、经济生产的

重要环节之一，凝结水系统如图1所示。

图1：凝结水系统图

凝结水泵电机为6kV/1120kW电机，设计时有一定裕

量，每台机组配备二台凝结水泵，一台运行，一台备用。通

过对机组凝结水系统和凝结水泵运行方式、动力系统结构的

研究分析，提出一拖二自动工/变频切换控制方案。由于凝

结水泵属一用一备运行方式，因此采用一拖二方案可以提高

变频设备的利用率，保证系统具有良好的节能效果。另一方

面，凝结水泵具有定期设备轮换的制度，为降低系统操作的

难度，系统采用高压开关等自动切换装置，从而，使得系统

操作简便、安全可靠。具体系统结构原理如图2所示：

图2：系统结构原理图

凝结水泵变频改造前，除氧器水位是通过改变凝结水泵

出口调整门的开度进行的，调节线性度差，调整门存在较大

的节流损失。同时由于频繁的对调整门进行操作，导致阀门

的可靠性下降，影响机组的稳定运行（我公司1#机组曾发生

三次调整门机械故障）。

改造为高压变频器后，凝结水泵出口阀门处于全开位置

(同时根据现场实际情况可将旁路门打开，可进一步降低凝

结水系统的节流损失)，仅在倒泵过程中由凝结水母管调整

门来控制除氧器水位，正常运行时通过调节变频器的输出频

率改变凝结水泵转速，达到调节出口流量控制除氧器水位的

目的，满足运行工况的要求，图3为凝结水控制方案。

图3：凝结水控制系统图

在图3中，采用双回路控制，主要是考虑调整门调节特

性与变频器存在较大差异，单一控制回路的调节效果不好；

通过变频运行后的实际效果，这种控制回路设计调节特性很

好，两套回路切换平稳。

3改造中遇到的问题和解决的办法

（1）高压变频调速凝结水泵运行时上水调整门打开，

利用改变凝结水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2.8MPa。运行中凝结水压力随负荷降低而下

降，为了保证其它设备所需凝结水的压力，设定变频调速系

统的最低转速为30Hz，对应凝结水泵的出口压力为

1.2Mpa，修改减温水压力低保护关低旁逻辑。

（2）由于变频凝结水泵用改变转速调节使得凝结水压

力低，而定速凝结水泵仍为上水门调整、凝结水压力很高，

运行一旦发生变频凝结水泵跳闸备用定速凝结水泵启动后凝

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

故跳闸，且发出联启定速泵的指令时，程序发出一个与汽轮

机调速级压力具有函数关系的预置指令加到除氧器上水调整

门，立即将上水调整门关至一定位置并且程序强制将调整门

投入“自动”进行调节除氧器水位，图4为#21凝结水泵变

频跳闸后，#22备用工频凝结水泵联锁启动后水位与除氧器

水位调整门的变化趋势图，在切换过程