变频控制在锅炉给水系统的应用方案

该改造项目为某热电厂100MW机组380t/h煤粉锅炉给水系统。系统共有三台1600kW/6kV给水泵，运行方式为两用一备。

通过对给水系统变频改造方案的论证，结合现场的实际情况;最终对100MW机组的给水系统改造制定的动力系统方案为二拖三自动切换方案，系统电气原理图如下所示。其中#3、#4、#5为给水泵原有高压开关，QF01、QF02为6kV母线室的I、II段备用高压开关间隔。在汽机侧高压变频器室安装两台HARSVERT-A06/200变频器，并且分别配备安装两台KYN28-12Z高压开关，即QF21～QF24。

为了实现给水系统变频改造后实现设计目标，在集控室电子间增加了一台给水变频控制系统柜。用于实现给水系统的变频、工频方式下的运行、切换、联锁等逻辑处理功能以及实现不同运行方式下的给水自动调节功能，满足机组实际运行的需要。

该系统经变频改造后，通过近一年的实际运行证明改造是成功的;并且取得了良好的生产效益和经济收益。

2系统功能实现

给水系统在采用二拖三自动切换方案，独立的给水控制系统后，主要实现了以下功能：

(1)实现“一变或一工”、“两变一备”、“一工一变一备用”、“两工一备”四种运行模式。

(2)3#、4#、5#三台给水泵均可以处于变频/工频运行状态。

(3)每台给水泵任一运行模式下，系统具备完全的电气、逻辑闭锁和联锁双重关系有效。即：高压开关QF3(#3给)与QF24之间，QF4(#4给)与QF21之间，QF5(#5给)与QF22、QF23之间、QF21与QF22之间、QF23与QF24之间均存在有效闭锁关系。单台运行泵跳闸，备用泵投入系统联锁启动备用泵。

(4)给水泵处于工频或变频运行方式下，润滑油泵的联锁以及给水泵的轴温、震动等保护回路动作准确有效。

(5)给水泵工/变频运行及切换时，系统均准确联动泵出口电动门动作且开启事件自动选择，运行平稳。

(6)能够实现系统远方操作和就地操作功能。

(7)具备远程报警、故障指示和故障自诊断处理能力。

(8)系统能够在机组30～100MW负荷之间，实现各种运行模式下的汽包水位自动调节及连续平稳切换控制。

3系统优化

根据设计思想的“最小改动”原则，该系统仅在现有给水系统中增加了三台给水泵的运行方式选择开关，对工/变频高压开关的二次控制回路进行了电气闭锁改造。增加四台高压开关，一台系统控制柜和两台变频器经施工、系统联调后即可投入使用;系统集成化程度高，设计结构紧凑、合理，大大减轻了系统改造周期和成本。

由于在该系统的设计论证时，推算采用一工一变运行方式的机组负荷响应能力只有74～100MW.在实际的调试过程中，该论断得到证实。当机组负荷减至76MW时，变频给水泵的排量降低至70～80t/h;工频泵排量200 t/h.由于此时为防止变频给水泵进入不安全工作区，因此系统开启给水泵再循环门，保持给水泵最低流量值。

一工一变运行方式是系统运行过程中的一种中间运行方式，仅作为给水泵倒泵操作或变频器故障跳闸情况下的后备方式。但是“一工一变”运行模式下的平稳运行和实际可操控性，大大减低了系统在运行模式转变过程中对机组运行安全的威胁。

实践证明：两台给水泵在一定的负荷条件下，是能够实现“一工一变”运行的。并且对两台变频的给水系统而言具有重要的意义。