利德华福5.5MW级高压变频器在大唐华银耒阳电厂210MW机组给水系统中的应用

摘要：本文针对210MW机组锅炉给水系统，应用国产5.5MW级高压超大功率变频器代替液力偶合器机械调速，提高给水泵系统效率、节能降耗的经验进行了积极探讨。通过实践证明：在既有液力偶合器调速的基础上，通过高压变频器应用仍可以取得良好的节能收益。

一、项目现状

1.1概况

大唐耒阳发电厂原名湖南省耒阳电厂，筹建于1983年，正式建厂在1987年。2002年，国家电力体制改革，在全国范围内成立五家发电集团公司。因此，湖南省耒阳电厂被归于中国大唐集团公司，改名大唐耒阳发电厂，属大唐集团公司独资企业。耒阳发电厂地处我国古代造纸发明家蔡伦的故乡——湖南省耒阳市(属衡阳市管辖)，座落在耒水河畔，厂区占地260公顷，三面环水，一面靠山，是湖南省“花园式工厂”。一期工程两台20万千瓦国产燃煤机组分别于1988、1989年投产发电;二期扩建工程两台30万千瓦机组分别于2003年12月、2004年6月投产发电，为湖南第一个百万级火力发电厂。目前正在筹建三期扩建工程。

图一大唐耒阳电厂全景图

耒阳电厂210MW机组锅炉给水系统主要由2台5500kW全容量给水泵、前置泵和负荷调节阀门组成。系统正常运行情况下，改造前给水泵采用一运一备工频方式运行。

针对大唐耒阳电厂给水泵节能改造的需求，我公司配合大唐先一节能科技有限公司，对大唐耒阳电厂1#机组1#给水泵进行了变频改造。包括液偶、油站、前置泵、变频器冷却等方面。

1.2给水系统

是指锅炉的水系统，它不断地向锅炉供应给水以保证正常的水循环。给水泵将除氧器的水升压后送往高压加热器，经过给水操作台进入锅炉的省煤器，省煤器将给水加热后送往汽包，下降管把汽包的水分配到水冷壁的各个下联箱，水冷壁吸收炉膛高温火焰(烟气)的辐射热使水变成汽水混合物，汽水混合物进入汽包进行汽水分离，分离出来的水继续进行水循环，分离出来的饱和蒸汽进入顶棚过热器。右图为给水系统示意图：

图二:锅炉给水系统示意图

为保证锅炉运行处于安全状态，目前机组通过调节给水泵液偶输出转速的方式改变给水流量，控制汽水分离器液位稳定。给水泵液力偶合器配有增速齿轮，使涡轮的转速高于原动机的转速，在这个较高的转速值下向降低转速的范围内调速运行。

1.3给水泵改造的可选方案

1.3.1 不拆除液力偶合器方案

(1)不拆除液偶，变频运行时，把液偶位置开到最大，液偶相当于一个联轴器的作用。

(2)由于主油泵与电机同轴，采用变频调速后，电机转速降低后，油泵油压、油量不足，某电厂油泵要求润滑油压力不低于0.25MPa，润滑油量不低于360 L/min;工作油压力不低于0.25MPa，所以为满足油泵供油，单独配置油站。拆除原液偶主油泵，具体内容包括油站的油管路改造，油站的基础制作、安装，油管路的连接液力偶合器主油泵叶轮拆除及改造等。

(3)配置油站：根据油量，油压需求配置油泵及备用油泵，运行泵故障跳闸，连锁备用泵启动。油站还需配置符合油泵控制要求的电气控制箱，油温、油压，油量检测装置及其他配套附件等，检测信号能输出4-20mA信号。

(4)当变频器故障或检修时，通过变频器旁路切换到工频运行。此时还是沿用原来的运行方式，用液偶调速。

1.3.2拆除液力偶合器方案

现场进行变频改造后，代替了原液偶调速方式，并且由于液力偶合器自身的种种弊端，考虑到长期运行的稳定性，因此建议拆除液力偶合器。

(1)本改造方案将给水泵的液力偶合器更换为增速齿轮箱，给水泵电机用变频器调速运行。供货范围需增加一套增速齿轮箱(含输入输出联轴器，增速箱安装在电机与给水泵之间变速)。由于大部分电厂有备用给水泵，当变频退出时，可启动备用泵(液偶调速)，所以拆除液偶后不需要增加软起装置。工程改造部分需要解决拆除液偶后电机与泵之间的连接问题以及电机的润滑油系统。

安装示意图如下所示：

(2)针对极个别电厂(如广州某电厂)没有配置备用泵的情况，当一台变频器退出运行时，可考虑通过提高另外一台给水泵的给水量来满足锅炉给水的需求(机组同时配合给水降负荷)，如果还不能满足给水要求，则一台给水泵切换到工频运行，另外一台变频泵提速到工频频率，通过给水母管阀门调节以保证系统稳定运行(此部分需要根据锅炉负荷与阀门及变频器进行联调)。

(3)针对电厂没有备用泵，拆除液偶后电机的启动问题，可考虑配置软起动装置。

(4)针对电厂没有备用泵的工况，变频器改造时建议采用一拖一自动旁路方案。

1.3.3拆除液偶后的电机与给水泵联接问题

施工说明：

方法1：将电机基础前移

(1)现场拟采用钢底座作为电机基础，其底座均布六个底脚螺栓，并要求进行混凝土二次灌浆;

(2)为保证设备投运后的安全，对电机移位后与负载直联的磨擦片接手需要重新定制;

(3)六个底脚孔采用钻孔成型，底脚螺栓采用环氧树脂浇注固定工艺;

(4)基础完成后，需要重新进行电机的动平衡试验。