CN102878092B - 新型节能调速电动给水泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明新型节能调速电动给水泵系统涉及一种大、中型火电机组使用的节能调速电动给水泵系统。本发明包括低转速前置泵、低转速前置泵电机、中频变频电源、中频变频异步电机、高转速给水泵；中频变频异步电机受中频变频电源驱动，转速在585rpm到5900rpm无级可调；中频变频异步电机与高转速给水泵经对轮直联；解决现有技术调速电动给水泵采用增速齿轮与液力耦合器调速运行，传动损失巨大，响应速度慢、调节死区大，启动对厂用母线冲击明显等问题。

Description

新型节能调速电动给水泵系统
(一)技术领域：
本发明新型节能调速电动给水泵系统涉及一种大、中型火电机组使用的节能调速电动给水泵系统。
(二)背景技术：
现有技术的火电机组使用的调速电动给水泵系统由低转速前置泵、低转速前置泵电机、给水泵电机、增速齿轮，液力耦合器、高转速给水泵组成；低转速前置泵电机通常使用1480rpm异步电机，低转速前置泵电机与低转速前置泵用对轮直联；给水泵电机通常使用2960rpm异步电机，增速齿轮与液力耦合器通常组合成一台增速、调速机械，使液力耦合器的泵轮的转速高于给水泵电机的转速，在这个较高的转速值往下降低转速的范围内调速，驱动高转速给水泵；高转速给水泵的运行最高转速因供应商不同而不同，分布范围多在5400rpm到5900rpm。
(三)发明内容：
所要解决的技术问题：
现有技术的火电机组使用的调速电动给水泵系统，高转速给水泵采用增速齿轮与液力耦合器调速运行，传动损失巨大、系统效率低，造成大量能源浪费；液力耦合器使用泵轮-涡轮液力连接驱动调速，采用勺管开度调节输出轴转速时系统响应速度慢、调节死区大、线性度差；给水泵电机功率巨大，直接启动过程中，对厂用6kV/10kV母线冲击明显。
解决其技术问题采用的技术方案：
本发明的目的是提供一种新型节能调速电动给水泵系统采取与现有技术完全不同的技术路线，解决上列现有技术的调速电动给水泵系统存在的问题。
本发明新型节能调速电动给水泵系统包括低转速前置泵(1)、低转速前置泵电机(2)、中频变频电源(3)、中频变频异步电机(4)、高转速给水泵(5)；中频变频电源(3)为功率模块串联式高压变频电源，输入3相6kV、输出3相10Hz到100Hz的波形良好的交流电、0.6kV-6kV、过载系数1.2；具有启动模式和节能模式两种运行模式；启动模式，包括0转速启动和旋转启动，具有矢量控制特性；节能模式，具有转差率反馈控制的VVVF特性；强制通风水空冷、防护等级IP54；中频变频异步电机(4)受中频变频电源(3)驱动，转速在585rpm到5900rpm无级可调；中频变频异步电机(4)与高转速给水泵(5)经对轮直联。
发明的有益效果：
●中频变频电源调速能在大调速比区间保持97％高效，无增速齿轮损耗，解决现有技术的调速电动给水泵系统，高转速给水泵采用增速齿轮与液力耦合器调速运行，传动损失巨大、系统效率低，造成大量能源浪费的问题；
●中频变频电源调速能在大调速比区间保持97％高效，无增速齿轮损耗，也大大优于汽动给水泵的小汽轮机的变速内效率，显著降低汽轮发电机组热耗；
●中频变频电源调速为全数字高精度调节，解决了液力耦合器使用泵轮-涡轮液力连接驱动调速，采用勺管开度调节输出轴转速时系统响应速度慢、调节死区大、线性度差的问题；
●变频启动可控制启动电流不超过额定电流，解决给水泵电机直接启动过程中，对厂用6kV/10kV母线冲击明显的问题；
●安全性好；
●特别适合直接空冷汽轮发电机组，有效稳定给水压力。
(四)附图说明：
图1为新型节能调速电动给水泵系统图。
图1中中频变频电源(3)与低转速前置泵电机(2)之间的粗黑单线表示电气连接；低转速前置泵(1)与低转速前置泵电机(2)和中频变频异步电机(4)与高转速给水泵(5)之间的3线连接表示机械连接；低转速前置泵(1)与高转速给水泵(5)之间的2线连接表示管道连接。
在图1中：
1 低转速前置泵、       2 低转速前置泵电机、
3 中频变频电源、       4 中频变频异步电机、
5 高转速给水泵。
(五)具体实施方式：
实施例1：
现结合图1以一台1000MW等级，主汽温度/一次再热汽温度/二次再热汽温度为605℃/623℃/623℃，主汽压力32.45MPa，主汽流量2746t/h的二次再热电站锅炉为例说明实现发明的优选方式。
本发明新型节能调速电动给水泵系统包括低转速前置泵(1)、低转速前置泵电机(2)、中频变频电源(3)、中频变频异步电机(4)、高转速给水泵(5)；中频变频电源(3)为功率模块串联式高压变频电源，输入3相6kV、输出3相10Hz到100Hz的波形良好的交流电、0.6kV-6kV、过载系数1.2；具有启动模式和节能模式两种运行模式；启动模式，包括0转速启动和旋转启动，具有矢量控制特性；节能模式，具有转差率反馈控制的VVVF特性；强制通风水空冷、防护等级IP54；中频变频异步电机(4)受中频变频电源(3)驱动，转速在585rpm到5900rpm无级可调；中频变频异步电机(4)与高转速给水泵(5)经对轮直联。
锅炉BMCR工况时3台高转速给水泵(5)并联工作，给水泵出口的最大总流量3000t/h，给水泵出口压力39.9MPa，高转速给水泵(5)单泵最大流量1000t/h，转速5900rpm，轴功率13730kW；由于现有技术汽轮机以定-滑方式运行，当主汽流量下降时主汽压力也线性下降，2台高转速给水泵(5)并联运行可带85％额定负荷或者4台高压加热器全停时带额定负荷；高转速给水泵(5)单泵运行可带60％额定负荷，从主机运行安全和节能角度看，3台新型节能调速电动给水泵方案明显优于1×100％汽动给水泵方案和2×50％汽动给水泵方案。
中频变频异步电机(4)铭牌功率15000kW、10Hz-100Hz、0.6kV-6kV、585rpm-5900rpm、F级绝缘、强制通风水空冷、防护等级IP54、滑动轴承强制润滑。
中频变频电源(3)为功率模块串联式高压变频电源，输入3相6kV、输出3相10Hz到100Hz、0.6kV-6kV、额定输出功率15000kW、过载系数1.2；具有启动模式和节能模式两种运行模式；启动模式，包括0转速启动和旋转启动，具有矢量控制特性；节能模式，具有转差率反馈控制的VVVF特性；强制通风水空冷、防护等级IP54。

Claims (2)

1.一种新型节能调速电动给水泵系统，其特征在于：包括低转速前置泵(1)、低转速前置泵电机(2)、中频变频电源(3)、中频变频异步电机(4)、高转速给水泵(5)；中频变频电源(3)为功率模块串联式高压变频电源，输入3相6kV、输出3相10Hz到100Hz的波形良好的交流电、0.6kV-6kV、过载系数1.2；具有启动模式和节能模式两种运行模式；启动模式，包括0转速启动和旋转启动，具有矢量控制特性；节能模式，具有转差率反馈控制的VVVF特性；强制通风水空冷、防护等级IP54；中频变频异步电机(4)受中频变频电源(3)驱动，转速在585rpm到5900rpm无级可调；中频变频异步电机(4)与高转速给水泵(5)经对轮直联。
2.根据权利要求1所述的新型节能调速电动给水泵系统，其特征是所述的中频变频异步电机(4)输入10Hz-100Hz、0.6kV-6kV；转速585rpm-5900rpm；F级绝缘、强制通风水空冷、防护等级IP54；滑动轴承强制润滑。
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