1.鍋爐給水系統(tǒng)

　　從除氧器給水箱經(jīng)給水泵，高壓加熱器到鍋爐給水操作臺(tái)前的全部管道系統(tǒng)稱(chēng)為鍋爐給水管道系統(tǒng)。鍋爐給水管道系統(tǒng)按其壓力不同可以分為低壓和高壓給水管道系統(tǒng)。由除氧器給水箱下降管到給水泵進(jìn)口之間的管道，閥門(mén)等稱(chēng)為低壓給水管道系統(tǒng)。由給水泵出口經(jīng)高壓加熱器至鍋爐給水操作臺(tái)前的管道，閥門(mén)等稱(chēng)為高壓給水管道系統(tǒng)。我廠(chǎng)25 0MW機(jī)組的給水管道采用母管制。系統(tǒng)中裝設(shè)3臺(tái)100%容量的電動(dòng)給水泵，兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。

　　每臺(tái)給水泵出口壓力側(cè)，按水流方向裝一個(gè)逆止閥，一個(gè)電動(dòng)閘閥，逆止閥的作用是當(dāng)給水泵停止工作時(shí)防止壓力水倒流進(jìn)入給水泵使給水泵倒轉(zhuǎn)。閘閥的作用是當(dāng)給水泵停止工作時(shí)切斷與高壓側(cè)的聯(lián)系。

　　鍋爐給水操作臺(tái)包括100%主給水和30%旁路給水兩條并聯(lián)管路，兩條并聯(lián)給水管路中分別裝有主給水電動(dòng)閘閥，電動(dòng)主調(diào)節(jié)閥，旁路電動(dòng)閘閥和旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

　　2.給水控制方式

　　汽包鍋爐給水控制的任務(wù)是使給水量適應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量，并使汽包中的水位保持在一定范圍內(nèi)。汽包水位是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要因素，水位過(guò)高，會(huì)破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增多，從而增加在過(guò)熱器管壁上和氣輪機(jī)葉片上的結(jié)垢，甚至使氣輪機(jī)發(fā)生水沖擊而損壞葉片；水位過(guò)低則會(huì)破壞水循環(huán)，引起水冷壁的破裂。

　　正常運(yùn)行時(shí)水位波動(dòng)范圍：（30~50）mm

　　異常情況：200mm

　　現(xiàn)在的給水全過(guò)程控制系統(tǒng)采用的是定速給水泵，通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，從而改變給水管路阻力的方法來(lái)改變給水量。在鍋爐升溫升壓，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)及帶30%負(fù)荷的階段，采用單沖量系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)給水旁路調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，來(lái)維持汽包水位在給定范圍內(nèi)。

　　在30%~100%階段，采用三沖量系統(tǒng)調(diào)節(jié)主給水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。汽包水位采用冗余變送器測(cè)量，經(jīng)汽包壓力修正后取優(yōu)選值作為被測(cè)信號(hào)；給水流量經(jīng)給水溫度修正后作為總給水流量；主蒸汽流量經(jīng)主汽壓力修正后作為主蒸汽流量。

　　3.問(wèn)題的提出

　　該控制系統(tǒng)不但能在負(fù)荷變化較頻繁的工況下較好地完成液位控制任務(wù)，而且能克服給水量改變所帶來(lái)的擾動(dòng)。系統(tǒng)反應(yīng)快，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，但也存在一些問(wèn)題。

　　而我們實(shí)測(cè)電動(dòng)機(jī)的輸入電流為65A，輸入功率約為552.5kW，輸入功率與泵實(shí)際消耗功率相差為267.46kW，這個(gè)功率損失主要包括：

　　（1）電動(dòng)機(jī)本身的損失。

　　（2）水泵和管路的損失。

　　4.變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

　　4.1分析

　　變頻器是將交流順變成直流，平滑濾波后再經(jīng)過(guò)逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機(jī)獲得無(wú)級(jí)調(diào)速所需的電壓，電流和頻率。

　　通過(guò)流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)，泵類(lèi)設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。我們知道，在變頻器向下調(diào)速時(shí)，屬于恒轉(zhuǎn)矩特性。但是由于通用三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在其運(yùn)行頻率低于50Hz以下時(shí)，很難達(dá)到其額定輸出轉(zhuǎn)矩。而風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載在低速運(yùn)行時(shí)所要求的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降低，這正好適應(yīng)了采用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩下降的特點(diǎn)。

　　4.2系統(tǒng)構(gòu)成

　　根據(jù)以上分析，我們可以在調(diào)節(jié)閥控制水流量大小的同時(shí)，用調(diào)節(jié)器的輸出跟蹤信號(hào)0~10V送到變頻器同步改變水泵，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這不僅能達(dá)到控制水流量大小的目的，還能減少水泵的機(jī)械磨損，在保證鍋爐汽包液面恒定的同時(shí)，也能達(dá)到節(jié)電的效果。因?yàn)楫?dāng)流量下降時(shí)，其轉(zhuǎn)速與流量成正比地下降，而水泵的軸功率將與轉(zhuǎn)速的三次方成比例地下降，故改變轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)流量，其節(jié)能效果顯著。

　　變頻器輸出頻率將與輸入到變頻器的信號(hào)成比例，即輸入信號(hào)大，變頻器頻率輸出亦高，信號(hào)小，輸出頻率亦小。

　　4.3變頻器選擇注意事項(xiàng)

　　變頻器的上限頻率不能超過(guò)50Hz，如超過(guò)，功率將急劇增加，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度和變頻器容量都將不符合要求。一般泵類(lèi)負(fù)載不宜在低于15Hz以下運(yùn)行，否則要考慮電動(dòng)機(jī)的溫升。

　　5.效果

　　（1）給水泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，隨著給水泵轉(zhuǎn)速的下降，功耗也隨之降低，節(jié)電效果顯著。

　　（2）給水泵的啟動(dòng)方式為變頻軟啟動(dòng)，有效地減少了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流的沖擊，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。

　　（3）在低負(fù)荷時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速和出力隨之下降，從而減少了軸承磨損，發(fā)熱，延長(zhǎng)了給水泵的使用壽命。

　　（4）供水壓力穩(wěn)定，變頻系統(tǒng)能根據(jù)汽包水位的變化，調(diào)節(jié)給水泵的出水量，以保證母管水壓穩(wěn)定。

　　（5）設(shè)備的自動(dòng)化程度提高，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。