摘 要:隨著電力電子技術、自動控制技術、現代通信技術和高壓電氣技術的飛速發展，高壓變頻 調速技術日趨成熟，在電力行業中的應用也得到很大的推廣。從本公司 600MW 機組凝結水泵高壓變頻 器使用的情況來看，變頻裝直工作穩定，凝結水系統的運行更加合理和穩定，同時其節能效采很明顯， 值得在各電廠和相關行業進一步推廣應用。

隨著電力電子技術、自動控制技術、現代通信技術和高壓電氣技術的飛速發展，高壓變頻調速技 術曰趨成熟，已在電力行業中推廣應用。從吳涇第 二發電公司 600MW 機組凝結水泵高壓變頻器使 用的情況來看，變頻裝置工作穩定，凝結水系統的 運行更加合理和穩定，同時其節能效果很明顯，值 得在各電廠和相關行業進一步推廣應用。

1 項目背景

我公司兩臺 600MW 機組均配置兩臺凝結水泵，電動機容量 2000kW ，電壓等級為 6kV ，一臺工作一臺備用。目前兩臺凝結水泵均為工頻運行，凝 結水位的高低依靠出口調節閥的開度進行調節，存 在以下問題:一是運行過程中調節響應慢，調節閥 頻繁動作，易損壞，對可靠性有較大影響;二是機組 低負荷時調節闊的節流損失很大，造成大量能源損 耗，當負荷進一步降低，為了保證凝泵和凝汽器的 安全運行，需要開啟凝結水再循環門。

降低發電成本，爭取電力市場，是我公司"求生 存，促發展"的立足之本。要實現這一目標，降低廠用電率是其中的重要一環。凝結水泵是火電機組的重要輔助設備，電動機容量 2000kW ，是僅次于給 水泵、吸風機和循環水泵的耗電設備。因此，凝結水 泵的節能改造，有著重要意義。

近年來，隨著電力電子技術、自動控制技術、現代 通信技術和高壓電氣技術的飛速發展，高壓變頻調速 技術日趨成熟。而且國產高壓變頻器技術水平己能達 到國際同類產品，售后服務也已經提高到相當水平O 通過兄弟單位的實踐證明，在凝泵上加裝高壓變頻調 速裝置，即使在機組滿負荷時，也有很大的節電效果。

基于上述情況，我公司提出了對兩臺機組凝結 水泵加裝變頻裝置的設想。2005 年 8 月，我公司相 關部門完成了對凝結水泵節流調節和變頻調節的 經濟性分析，確立了 600MW 機組凝泵電機加裝變 頻裝置的可行性。申能股份公司和上海電力股份有 限公司批準了我公司提出的機組凝泵加裝變頻裝 置節能技改項目。

2 技術改造方案 此次技術改造的關鍵技術之一是選擇合適的高

壓變頻裝置，如此大容量的變頻器在電廠中是首次采用，其工作的穩定可靠性是首先需要關注的問題。根據我們的調研，發現多家廠的國產變頻裝置技術性能 都滿足我廠技術改造項目的需求，于是 2005 年 12 月底，我們進行了招、投標工作。通過商務、技術等多 方面的嚴格評標，發現上海發電設備成套設計研究院 是一個具有雄厚的技術力量、經濟實力和相當的生產 規模、良好發展前景的高新技術研究院。最終選定了上海發電設備成套設計研究院為中標單位，分別對兩 臺機組的凝泵 A 加裝變頻裝置。該單位的高壓變頻 器與其他廠家的變頻器相比主要有以下優點:

1)采用智能功率單元技術，能不停機在線更換 故障功率單元。率先提出采用電壓自動平衡技術， 具有多個單元自動冗余備用功能，在一個單元故障后，僅需退出該單元，無需將另外兩相相應單元退 出;一個單元故障后仍能保持額定輸出能力。

2} 功率單元的濾波電力電容設計壽命為 20 年的無極性電容，與設計壽命為 35 年的電解電容相比，不僅運行安全，而且可大幅節省后續的維護費用。

3) 對輸入電壓的要求不高，電壓波動范圍在65% 115%內，變頻器仍可正常工作。

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變頻控制有手動、自動兩種控制方式，可實現其無擾切換等功能。手動方式時，運行人員在操作 員臺上直接升降凝泵 A 的轉速達到控制除氧器水 位的目的。自動方式時，接收除氧器水位與設定點 的控制指令信號控制凝泵轉速，此時調節閥保持全 開，不需操作員干預。當定速凝結水泵運行時，調節 閥參與除氧器水位控制。

此次技術改造的另一個關鍵技術是凝結水控 制系統的優化改造，在保證系統穩定工作的前提下 達到最大的節能效果。為了保證凝結水系統的正常合理運行，應合理地協調控制好除氧器的水位和凝 結水管道的壓力。我們進行了全面的調研和分析， 提出如下方案:變頻裝置控制除氧器的水位，凝結 水管道的壓力低于設定值時，調節閥參與調節，保 證系統壓力正常;凝泵 B 自動眼蹤不同負荷段除 氧器水位對應的調節閥開度{工頻運行時)，當凝泵A 變頻器故障退出時，首先讓調節閥調整到一定的開度，再聯動凝泵 &szlig; ，使系統的擾動降低。因此在 DCS 中我們對凝結水系統的控制邏輯進行了優化 設計，保證變頻裝置安裝后系統能安全可靠地運 行，所有邏輯和參數的設定經過了大量試驗來驗證 (試驗委托華東電力試驗研究院)。

3 凝結水泵變頻改造效果

工程分兩期進行，機 2 凝泵 A 加裝變頻裝置 自2006 年 5 月 22 日開工，5 月 31 日完工，歷時10 天;機 1 凝泵 A 加裝變頻裝置自2007 年 4 月 2曰開工，4 月 15 日結束。從工程竣工后的運行情況 看，兩臺機組凝泵 A 加裝變頻裝置是十分成功的， 變頻裝置工作穩定，節能效果非常明顯，完全達到 我們預期目的。下面以機 2 凝泵 A 為例說明其節 能效果。機 2 凝泵 A 加裝變頻裝置在 2006 年 5 月 完成，經過一年運行，節能情況分析如下:

1)節電效果

凝泵通過變頻調節后，除氧器水位自動控制系 統調節品質良好，從而保證了凝泵運行的經濟性， 達到了顯著的節能效果。凝泵定速和調速兩種不同 運行方式的運行數據見表1(電壓取 6300V ，功率 因素:定速時取 0.85、調速時取 0.95) 。

從表 1 看出:調速方式運行時，凝泵用電量明 顯減少，滿負荷 600MW 時，每小時節電 312 kWh ，而在低負荷 240MW 時，節電效果更加顯著， 小時節電 458 kWh。從對歷年來機組負荷統計 看，我廠機組低負荷率越來越高，由此凝泵安裝變 頻器節能效果會越來越明顯。

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以 2006 年 2# 機組負荷率作為參考，考慮到2# 機組的小修和可能發生的非計劃停機消缺，卻 機組年運行時間為 330 天，即 7920 小時，可算出2007 茸 2# 機組凝泵變頻調節的節能效果(見表2)( 上網電價為:0.3546 元/ kWh) 。

從表 2 看出，2# 機組凝泵變頻節電效益一年可達 112 萬元，節能效果相當可觀。整個工程改造 結束后，一年的節能效果可達到 224 萬元。預計整 個工程投入一年半即可收回投資。

2)綜合效益

(1)凝結水泵變頻改造后，功率因數得以提高，可省去功率因數補償裝置，變頻調速可以在很寬的轉速范圍內保 持高功率因數運行;

(2)可實現軟啟動，啟動電流大大減少，避免了因大啟動電 流造成的絕緣老化及由于大電 動力矩造成的機械沖擊對電機 壽命的影響，減少電機的維護工 作量，節約檢修維護費用;

(3 )凝泵 A 改為變頻方式運 行后，電動機線圈的溫度下降了45"C，在一定程度上延長了電機的使用壽命;

(4 )采用變頻調速，減少了凝結水系統節流和 再循環分流，母營壓力從 2.5MPa 下降到 1.7MPa 左右，提高泵組效率，轉速降低使環境噪音影響得 到大大改善，而且控制性能也得到改善;

(5 )變頻改造后調節閥的調整頻率降低，閥門 可靠性和壽命得到保證。

4 結 吾

本工程的關鍵在于變頻器的選型，應選用技術 先進的成熟產品，我們在選購前做了大量細致的前期調研工作，保證使用技術先進、 質量可靠的產品。

實踐表明，變頻改造后的凝結水系統控制性能良好，除氧器水位調節穩定可靠，節能效果顯著，減 少了凝結水系統的維護工作量。凝 泵加裝變頻裝置是一種投入產出 比較高的技術改進措施，值得在火電廠中大力推廣應用。

上海吳涇第二發電有限責任公司 王振彥

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