壓變頻節(jié)能改造采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(簡稱CSML)，由若干個(gè)壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接壓輸出，壓主回路與控制器之間為光纖連接，安全可靠，的故障報(bào)警保護(hù)，有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能，保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)的安全可靠。

一、火力發(fā)電廠工藝流程

發(fā)電廠的發(fā)電工藝概可以分為：汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)。

其工藝流程圖如下：?

1.汽水系統(tǒng)流程

凝汽器 凝結(jié)水泵 壓加熱器 除氧器

給水泵 壓加熱器 省煤器 水冷壁

汽包過熱器 汽輪機(jī)/中壓缸 再熱器

汽機(jī)壓缸 凝汽器

其示意圖如下：

二、可改造設(shè)備：

鍋爐側(cè)的主要設(shè)備及系統(tǒng)：給煤機(jī)、磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)

火檢冷卻風(fēng)機(jī)、爐水循環(huán)泵、風(fēng)煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)。

汽機(jī)側(cè)：凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵(或空冷風(fēng)機(jī))、給水泵、軸封系統(tǒng)、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、調(diào)速油泵，潤滑油泵，冷油器，吸風(fēng)機(jī)，磨煤機(jī)等

三、案例簡介

1.概況

某發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺600MW臨界機(jī)組，配有沈陽水泵廠生產(chǎn)的100%容量10LDTNA-6PC型凝結(jié)水泵四臺，其設(shè)計(jì)性能參數(shù)如下：

型號：10LDTNA-6PC設(shè)計(jì)流量：Q=1617m3/h

設(shè)計(jì)揚(yáng)程:H=393m轉(zhuǎn)速：n=1480r/min

設(shè)計(jì)效率η=84%

泵共6級，首級葉輪為雙吸形式，導(dǎo)流器為螺旋形雙流道導(dǎo)流殼，5個(gè)次級葉輪為單吸同向排列的斜流泵結(jié)構(gòu)。配用2000kW電機(jī)。

2.現(xiàn)場工況及存在的問題

某發(fā)電有限責(zé)任公司一期投產(chǎn)的兩臺臨界600MW機(jī)組，由于凝結(jié)水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程余量較，調(diào)整門節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)壓降，額定負(fù)荷時(shí)調(diào)整門節(jié)流揚(yáng)程占整個(gè)泵揚(yáng)程的36.06%，負(fù)荷時(shí)節(jié)流更加嚴(yán)重，為此進(jìn)行了變頻改造，安裝了一臺變頻器，正常時(shí)一臺泵變頻運(yùn)行，另一臺泵工頻備用。為探討定速凝泵如何進(jìn)行節(jié)能改造，改變頻凝泵是否還需進(jìn)行節(jié)能化以進(jìn)一步降凝泵耗電率，某發(fā)電有限責(zé)任公司與科研單位合作在我國共同對10LDTNA-6PC型凝泵進(jìn)行節(jié)能化改進(jìn)研究，以進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力。為了科學(xué)的制定改進(jìn)方案，首先對凝結(jié)水泵及其系統(tǒng)進(jìn)行了周全的節(jié)能化診斷測試。

其測試項(xiàng)目如下:3A凝泵工頻運(yùn)行工況下的性能測試;機(jī)組額定負(fù)荷時(shí)凝結(jié)泵管道阻力測試;系統(tǒng)綜合參數(shù)測試;3A凝泵改前變頻運(yùn)行工況下性能測試。診斷測試結(jié)果見附表。

通過節(jié)能化診斷測試的結(jié)果分析可見，凝結(jié)水泵及系統(tǒng)存在著下列問題：

(1)配套性差，在工頻運(yùn)行工況下，凝結(jié)泵調(diào)整門節(jié)流壓降過，在額定負(fù)荷工況下調(diào)整門節(jié)流揚(yáng)程△H占整個(gè)泵的揚(yáng)程H比重為36.06%，節(jié)流損失很;

(2)泵效率較，只有77.79%，且性能與設(shè)計(jì)值81%相差較;

(3)改變頻轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)凝結(jié)泵振動,穩(wěn)定性差;

(4)制造工藝較差，有鑄造缺陷，蓋板內(nèi)側(cè)有蜂窩麻點(diǎn)，流道光潔度差,且對稱性差。

3.KTC型壓變頻器原理及點(diǎn)

KTC系列壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(簡稱CSML)，由若干個(gè)壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接壓輸出，壓主回路與控制器之間為光纖連接，安全可靠，的故障報(bào)警保護(hù)，有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能，保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)的安全可靠。

采用功率單元串聯(lián)，而不是功率器件串聯(lián)，器件承受的電壓為單元內(nèi)直流母線的電壓，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題。直接使用壓IGBT功率模塊，器件工作在壓狀態(tài)，不易發(fā)生故障。6kV變頻器共使用42對1200V壓IGBT，壓IGBT門驅(qū)動功率較，驅(qū)動電路非常簡單，開關(guān)頻率很，不必采取均壓電路和浪涌吸收電路，系統(tǒng)效率，同時(shí)功率單元采用電容濾波結(jié)構(gòu)，總體成熟可靠。變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續(xù)運(yùn)行，變頻器的6kV主電源完全失電時(shí)，變頻器可以在3秒內(nèi)不停機(jī)，能夠周全滿足變頻器動力母線切換時(shí)不停機(jī)的需要。

4.結(jié)論

凝結(jié)水泵節(jié)能改造一般有變頻和通流改造兩種途徑，某發(fā)電公司通過科學(xué)的分析，嘗試在一臺泵上同時(shí)進(jìn)行兩項(xiàng)改造并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在變頻改造的基礎(chǔ)上，3A凝泵進(jìn)一步實(shí)施通流改造比改前泵效率平均提了4%以上，每小時(shí)可節(jié)電85～130kwh，按平均每小時(shí)節(jié)電110kwh，年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算，每年可節(jié)電77萬kwh;此外通過更換為關(guān)閉時(shí)間更短的電動頭，實(shí)現(xiàn)了除氧器上水調(diào)節(jié)站旁路電動門開啟運(yùn)行方式，平均每小時(shí)節(jié)電40～50kwh的，全年又可實(shí)現(xiàn)節(jié)電31.5萬kwh。證明了凝泵變頻改造，再實(shí)施泵的通流部分改造的節(jié)電還是較明顯的，值得推廣應(yīng)用。

凝泵實(shí)施綜合改造變頻運(yùn)行工況下額定負(fù)荷時(shí)，電功率只有1288kW,這對我們今凝泵節(jié)能化改進(jìn)、合理選擇變頻器的功率有指導(dǎo)意義的，通過凝泵周全節(jié)能化改進(jìn)的實(shí)施證明：對型調(diào)峰機(jī)組的定速凝泵的節(jié)能化方案，應(yīng)該是優(yōu)行凝結(jié)泵的節(jié)能化改進(jìn)，解決泵本身的配套性和提運(yùn)行效率，再實(shí)施電機(jī)的變頻改造或同時(shí)進(jìn)行，這樣一方面減少變頻器的功率，可以節(jié)約變頻器的改造費(fèi)用;另一方面達(dá)到佳節(jié)能，假如按此方案實(shí)施，我公司變頻器的功率只需1550～1650kW，可降變頻器的改造費(fèi)用。此次改造對同類型機(jī)組有很的可借鑒性。