利德华福HARSVERT高压变频器在包头东华热电给水泵上的应用

一、变频改造前现场情况介绍

包头东华热电有限公司位于内蒙古包头市境内，装机2*300MW汽轮发电机组，每台机组配置三台50%额定容量通过液力耦合器驱动的电动给水泵，给水泵组配有由给水泵电动机同轴定速驱动运行的前置泵。

根据包头东华热电有限公司统计数据表明：1号机组、2号机组给水泵设计为3x50%额定容量电动给水泵，配液力偶合器调速。2010年1号机组给水泵耗电量占发电量的2 %，占发电厂用电率的23%，其耗电量是很大的。直接影响能源消耗及发电成本。因此对电动给水泵的调速方式进行优化和改造，是十分必要的。

本次拟对#1机组#1给水泵进行变频节能综合升级技术改造，即前置泵技术改造、液力偶合器技术改造、高压变频器配套改造。

为了进一步适应厂网分开、竞价上网的电力体制，节约能源，降低厂用电率，保护环境，简化运行方式，减少转动设备的磨损等，公司决定在发电机组给水泵上采用北京利德华福电气技术有限公司生产的高压变频器调速装置。

二、给水泵系统工况

给水泵组设备技术参数：

表一前置泵参数

表二 给水泵电动机参数

表三 液力偶合器参数

表四 给水泵参数

三、变频改造方案简介

本次改造主要涉及以下几方面：系统主回路控制方案、前置泵，液耦及供油系统改造方案。我们将相关环节介绍如下：

图一:现场高压变频器

图二:空水冷系统

3.1 系统主回路控制方案

基本原理：它是由3个高压真空断路器QF1,QF2及QF3组成(见下图)。要求QF1、QF2不能和QF3同时闭合, 在电气上实现互锁。变频运行时，QF1和QF2闭合，QF3断开;工频

运行时，QF3闭合，QF1和QF2断开。

图三:主回路变频控制图

3.2相关设备改造方案

3.2.1前置泵方案

图四:设备连接示意图

前置泵与电机是同轴相连，所以在变频改造后，随着电机转速的变化，前置泵的转速也会相应的变化，从而会引起前置泵出口压力,流量的变化，有可能会因为压力，流量变化而导致给水泵发生气蚀现象。

针对上述问题，利德华福公司通过认真研究给出如下解决方案：

表五 给水泵组各个负荷下对应的实际运行数据

泵特性曲线图如下所示

图五:水泵特性曲线

经过初步计算，参数如下：

50MW负荷下， 给水泵转速约3000rpm，前置泵扬程约30m，给水泵所需的必须气蚀余量约8m，故有足够的安全余量。

100MW负荷下， 给水泵转速约3800rpm，前置泵扬程约50m，给水泵所需的必须气蚀余量约15m，故有足够的安全余量。

即前置泵仍保持由原电机驱动，随电机一同变速运行。建议变频运行时给水泵最低转速设置为3000 rpm。

3.2.2液耦及油系统改造方案

现场液力耦合器，主要由两部分组成，一是增速齿轮，这一部分的作用是把电动机的额定转速，升高至满足给水泵额定工况的运行转速;一是泵轮、涡轮、勺管、和循环油系统，其作用是通过勺管调节循环油，改变偶合器内的充油量，从而调节涡轮转速，实现输出转速的无极调速。