高壓變頻系統在凝結水泵上的節能應用分析

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1 引言

火電廠在發電生產中采用節流閥和定速驅動的方式作為主要調節方式,這種方式增加了系統阻力,而且存在嚴重的節流損耗,不符合火電廠節能降耗高質量發展的目標。采用高壓變頻技術對凝結水泵進行節能改造成為實現節能發展目標的有效途徑。

2 變頻節能原理

異步電機轉速n公式如下:n=60f(1-s)/p,公式中,f代表電源頻率;s代表轉差率;p代表磁極對數。

定子每相感應電動勢E公式如下:

E=4.44fNkNФm,公式中,N代表定子每相繞組串聯匝數;kN代表定子每相基波繞組系數;Фm代表電機的磁通量。

要想控制電機磁通量,只要控制好E和f即可。如果通過保持磁通量不變來實現恒定電動頻率比的控制方式,那么必須使電源頻率額定值和E的值同時降低才能實現。但是E很難直接控制,因此當電源評論額定值降低的時候,如果E仍舊保持較高的值,那么定子繞組漏磁阻抗就忽略不計,此時的E值和U值可視為相同,得到壓力和頻率之比為恒定常數,即變成了恒壓頻比控制方式。

在電力設備或電子器件通斷的情況下,變頻器能夠將工頻電源轉換為可控的頻率和電壓,從而實現電源可控的目的,由于頻率可控,那么電機的轉速也實現了可控,實現節能目標。

3 變頻系統結構及分類

變頻系統結構主要包括控制電路、整流器、中間電路、逆變器。控制電路負責各個結構模塊之間的信號傳遞和信號反饋。整流器負責對工頻電源進行整流,整流后的電源提供給控制電路和逆變器。中間電路中含有電阻抗或電容器,主要負責對平滑整流電路輸出。逆變器負責轉換直流電為交流電,對異步電動機調速。變頻系統包括高低壓兩類變頻器。

4 高壓變頻系統在凝結水泵上節能應用

凝結水泵的高壓變頻改造采用一拖二帶工頻旁路的變頻調速接線方案,如下圖所示。兩臺凝結水泵上一備一用,安裝一臺變頻器。高壓變頻器的電源與凝結水泵A的工頻電源來自同一母線,變頻器的輸出通過兩個相互閉鎖的斷路器進行切換,實現正常運行。

在凝結水泵采用了變頻技術后,機組各個負荷點運行數據如下表:

表1 凝結水泵變頻改造前后機組各負荷點運行情況

對變頻改造前后的凝結水泵運行功率情況進行檢測,結果表明變頻改造后的凝結水泵運行功率明顯降低。如圖2,橫軸為機組容量,縱軸為水泵運行功率。

由此可見,對凝結水泵采用變頻技術后,機組不同負荷下的凝結水泵運行功率出現了較明顯的降低,實現了節能能耗和節約運營成本的目標。

5 結語

綜上所述,本文圍繞火電廠凝結水泵進行了變頻改造技術。通過理論分析和實踐檢驗,提出了節能改造方案,節能效益可觀。變頻改造技術在新建擴建和老機組改造工程中值得推廣應用。