淄博眾鋼熱電有限公司6MW汽輪發(fā)電機組的2臺循環(huán)水泵電機容量均為75kW。根據(jù)機組凝汽器的冷卻要求，只要其出口水溫在（35～39）℃之間，凝汽器的真空度可保持在（0.092～0.093）MPa之間，機組即可實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行。如果循環(huán)水流量過大，凝汽器的出口水溫低于36℃，會造成不必要的損失;如果循環(huán)水流量太小，凝汽器的出口水溫高于39℃，其真空度低于0.092MPa，機組的效率降低。
　　
　　變頻改造前，夏季氣溫較高時，2臺泵同時投入才能滿足冷卻要求。當(dāng)氣溫變低或發(fā)電負(fù)荷小時,一臺泵滿足不了冷卻要求，而開2臺泵則有余;冬秋季氣溫較低時，無需1臺泵流量即可滿足冷卻要求，但也開1臺泵。這樣,不僅造成很大損失,而且給機組的運行調(diào)整帶來極大的不便。為節(jié)能和方便機組調(diào)整,對一臺水泵進(jìn)行了變頻改造，實現(xiàn)了凝汽器出口循環(huán)水溫的自動控制，節(jié)電效果明顯。
　　
　　一、循環(huán)水泵電機一次回路改造
　　
　　改造前水泵電機一次回路比較簡單，水泵電機采用直接起動方式，通過操作臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)接通直流電動操作機構(gòu)，直流電動操作機構(gòu)帶動空氣開關(guān)把柄接通主回路。這種起動方式簡單可靠，但電機起動時的沖擊電流較大，且持續(xù)時間較長，對開關(guān)的觸點損傷嚴(yán)重，大約一年時間就要更換一次主回路開關(guān)。
　　
　　變頻改造后的一次回路如圖1所示。在原來主回路上增加雙擲開關(guān)Dl和單擲開關(guān)D2，為方便工頻與變頻之間的切換，將兩只開關(guān)與變頻器放在同一臺開關(guān)柜內(nèi)。雙擲開關(guān)Dl上側(cè)在合閘位，單擲開關(guān)D2在合閘位時，變頻器投入，水泵工作在變頻狀態(tài)下;雙擲開關(guān)Dl下側(cè)在合閘位，單擲開關(guān)D2在分閘位時，變頻器切除，水泵工作在工頻狀態(tài)下。　　
　　二、凝汽器出口循環(huán)水溫的自動控制
　　
　　2.1循環(huán)水泵電機的控制模式
　　
　　選用ABB公司生產(chǎn)的ACS800變頻器，變頻器對電機的控制模式采用DTC控制模式。電機在起動過程中，起動電流隨電機轉(zhuǎn)速的增加而逐漸達(dá)到額定值（設(shè)定加速時間15s），克服了直接起動下4～6倍額定電流的沖擊。有效地保護(hù)了主回路開關(guān)，延長了其使用壽命。
　　
　　2.2變頻器手動/自動控制方式的實現(xiàn)
　　
　　選用PID控制宏，通過操作臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)K，可自由選擇手動/自動控制方式，變頻器的控制原理如圖2所示。轉(zhuǎn)換開關(guān)K接在變頻器的數(shù)字輸入端DI3,當(dāng)K在斷開狀態(tài)時，選擇手動控制方式;當(dāng)K在閉合狀態(tài)時，選擇自動控制方式。　　
　　2.3變頻器手動/自動控制原理
　　
　　選擇手動控制方式時，變頻器的起動/停止由繼電器Jl的常開點J1的常開點J1l控制，J1l接變頻器的數(shù)字輸入端DIl，另一常開點Jl2無效，此時PID控制器旁路，調(diào)節(jié)電位器W可改變電機的速度，從而改變水泵的流量，達(dá)到手動調(diào)節(jié)凝汽器出口循環(huán)水溫的目的。
　　
　　選擇自動控制方式時，變頻器的起動/停止由繼電器Jl的常開點Jl2控制，Jl2接變頻器的數(shù)字輸入端DI6，此時常開點J1l無效，通過電位器W可設(shè)置凝汽器出口循環(huán)水溫給定值。安裝在凝汽器出口的溫度變送器PT，其測量值作為過程控制變量的反饋值，由變頻器的模擬輸入口AI2+、AI2-輸入到PID控制器，與電位器W給定值進(jìn)行比較。當(dāng)PT測量值大于電位器W給定值時，PID控制器的輸出使傳動單元速度增大，水泵流量增大冷卻加速。反之，PID控制器的輸出使傳動單元速度減小，水泵流量減少冷卻減速，直到PT測量值與電位器W給定值相等時，電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一值不變。
　　
　　2.4冷卻系統(tǒng)的溫度-速度曲線
　　
　　變頻器工作在自動狀態(tài)下，經(jīng)過反復(fù)試驗獲得的溫度-速度曲線如圖3所示。通過電位器W設(shè)定溫度給定值t0（t0設(shè)置范圍:冬季36℃左右，夏季39℃左右），當(dāng)環(huán)境溫度變化時，凝汽器的入口水溫亦發(fā)生改變，冷卻系統(tǒng)的溫度-速度曲線也隨之改變。在某一時間設(shè)置的凝汽器出口循環(huán)水溫給定值為t0時，PID控制器輸出使電機轉(zhuǎn)速按曲線3所示的狀態(tài)調(diào)節(jié)，可滿足凝汽器的真空度要求。環(huán)境溫度升高或者發(fā)電負(fù)荷加大，為滿足冷卻要求，PID控制器輸出使電機轉(zhuǎn)速按曲線2所示的狀態(tài)調(diào)節(jié);環(huán)境溫度變低或者發(fā)電負(fù)荷減小，PID控制器輸出使電機轉(zhuǎn)速按曲線4所示的狀態(tài)調(diào)節(jié)。　　
　　PID控制器輸出使電機轉(zhuǎn)速按曲線1所示的狀態(tài)調(diào)節(jié)，說明變頻泵在滿負(fù)荷運行時也達(dá)不到冷卻要求，此時需起動工頻泵與變頻泵一起冷卻;PID控制器輸出使電機轉(zhuǎn)速按曲線5所示的狀態(tài)調(diào)節(jié)時，說明變頻泵工作在zui低轉(zhuǎn)速保護(hù)工況下，此時需停止工頻泵，或者由于冬季溫度低，一臺變頻泵即能滿足冷卻要求。
　　
　　綜上所述，自動狀態(tài)下變頻器的輸出使電機轉(zhuǎn)速在曲線1～5所示范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電機即可達(dá)到節(jié)能和機組安全經(jīng)濟(jì)運行的效果。經(jīng)多次試驗調(diào)整PID控制器參數(shù)，將水溫偏差控制在0.5℃左右，可滿足凝汽器真空度的要求。
　　
　　三、結(jié)語
　　
　　循環(huán)水泵變頻改造后運行可靠，調(diào)整方便，凝汽器真空度的穩(wěn)定性提高，節(jié)電在30%以上，*。