一種汽輪機(jī)的變頻給水泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，包括電動(dòng)機(jī)，與電動(dòng)機(jī)一端連接的前置泵，與電動(dòng)機(jī)另一端通過(guò)偶合器連接的給水泵，所述電動(dòng)機(jī)的電源輸入端連接有改變電動(dòng)機(jī)電源頻率和電壓的變頻器，所述偶合器的工作油冷油器和潤(rùn)滑油冷油器出口處設(shè)置工作油泵和潤(rùn)滑油泵，工作油泵和潤(rùn)滑油泵分別連接各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述變頻器設(shè)置風(fēng)冷裝置，所述變頻器所在的腔室設(shè)置空-水冷卻裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，具有兩種工頻變頻運(yùn)行方式，可使一臺(tái)給水泵在75％負(fù)荷率運(yùn)行時(shí)節(jié)電20％左右，為發(fā)電廠降低零點(diǎn)五個(gè)百分點(diǎn)用電量，供電煤耗一般可以降低1.5g/kWh上下。
【專利說(shuō)明】一種汽輪機(jī)的變頻給水泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及火電領(lǐng)域，具體涉及一種使火電廠汽輪機(jī)的給水泵能夠?qū)崿F(xiàn)工頻和變頻兩種工作狀態(tài)的改造結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在火電廠中，汽輪機(jī)的給水泵是由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，而且其前置泵、偶合器和給水泵是同軸設(shè)計(jì)，前置泵是定速運(yùn)行的，在這種情況下，一臺(tái)給水泵年耗電量為3150萬(wàn)Kffh,如果對(duì)給水泵的工作狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠根據(jù)汽輪機(jī)的實(shí)際需要進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，則可節(jié)省大量的電力。但原汽輪機(jī)各個(gè)設(shè)備的工作環(huán)境都已經(jīng)設(shè)定，任何的變動(dòng)都會(huì)改變?cè)O(shè)備的工作狀態(tài)，使其在強(qiáng)度、承受能力、溫度、轉(zhuǎn)速等方面超出原設(shè)計(jì)值，易導(dǎo)致故障或降低使用壽命。因此如何既實(shí)現(xiàn)給水泵的工作狀態(tài)調(diào)節(jié)又能夠盡量少的改動(dòng)原設(shè)備，是當(dāng)前給水泵變頻改造的首要解決問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中汽輪機(jī)給水泵不能實(shí)現(xiàn)變頻工作的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)給水泵變頻改造的方案，具體內(nèi)容如下:
[0004]一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，包括電動(dòng)機(jī)，與電動(dòng)機(jī)一端連接的前置泵，與電動(dòng)機(jī)另一端通過(guò)偶合器連接的給水泵，所述電動(dòng)機(jī)的電源輸入端連接有改變電動(dòng)機(jī)電源頻率和電壓的變頻器，所述偶合器的工作油冷油器和潤(rùn)滑油冷油器出口處設(shè)置工作油泵和潤(rùn)滑油泵，工作油泵和潤(rùn)滑油泵分別連接各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述變頻器設(shè)置風(fēng)冷裝置，所述變頻器所在的腔室設(shè)置空-水冷卻裝置。
[0005]所述變頻器包括外殼和外殼內(nèi)部的功能模塊，所述風(fēng)冷裝置包括分別設(shè)置在變頻器外殼底部和頂部的第一軸流風(fēng)機(jī)和第二軸流風(fēng)機(jī)。
[0006]所述變頻器設(shè)置在一腔室內(nèi)，所述空-水冷卻裝置設(shè)置在變頻器所在的腔室外部，所述空-水冷卻裝置包括一循環(huán)風(fēng)路和設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路內(nèi)的冷卻器，所述循環(huán)風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口分別和變頻器所在腔室連通，所述冷卻器內(nèi)設(shè)置冷卻管，所述冷卻管內(nèi)的冷卻介質(zhì)為工業(yè)水。
[0007]所述空-水冷卻裝置還包括一設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)口的過(guò)濾器，所述過(guò)濾器為不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，所述過(guò)濾器可拆卸的設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)口。
[0008]所述循環(huán)風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口分別設(shè)置第三軸流風(fēng)機(jī)和第四軸流風(fēng)機(jī)。
[0009]所述給水泵出口設(shè)置壓力傳感器，所述壓力傳感器與變頻給水泵的控制器連接。
[0010]所述變頻器與電動(dòng)機(jī)之間連接有跳過(guò)變頻器直接給電動(dòng)機(jī)輸送電源的旁通線路。
[0011]所述給水泵包括工作泵和備用泵且分別與偶合器連接。
[0012]所述變頻器上設(shè)置有對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行互鎖控制的斷路器互鎖模塊。
[0013]所述前置泵上連接有前置泵電機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，具有兩種運(yùn)行方式，即工頻定速輸入和變頻調(diào)速輸入兩種狀態(tài)，可使一臺(tái)給水泵在75%負(fù)荷率運(yùn)行時(shí)節(jié)電20%左右，為發(fā)電廠降低零點(diǎn)五個(gè)百分點(diǎn)用電量，供電煤耗一般可以降低1.5g/kWh上下。本實(shí)用新型設(shè)置有互鎖器能夠避免變頻器控制下的各泵出現(xiàn)相互影響，利用空冷裝置能夠保證變頻器的正常運(yùn)行。
[0015]本實(shí)用新型前置泵采用單獨(dú)的前置泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工頻和變頻兩種情況下前置泵轉(zhuǎn)速不變，出口壓力恒定，保證前置泵安全、可靠地運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。避免采用變頻調(diào)速后，給水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低的同時(shí)，同軸的前置泵的轉(zhuǎn)速下降，其出口壓力也會(huì)降低，在低速時(shí)可能無(wú)法保證給水泵所需的足夠的汽蝕余量，導(dǎo)致給水泵汽蝕損壞。
[0016]本實(shí)用新型變頻器設(shè)置風(fēng)冷裝置，采用風(fēng)冷冷卻方式，所述變頻器所在的腔室設(shè)置空-水冷卻裝置，采用空-水冷卻方式，風(fēng)冷和空-水冷的結(jié)合使用，保證變頻器所在室內(nèi)環(huán)境溫度恒定且不超過(guò)35°C，保證各元件的安全運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2變頻器的互鎖控制示意圖；
[0019]圖3冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1-電動(dòng)機(jī)、2-前置泵、3-偶合器、4-給水泵、5-變頻器、6-旁通線路，7、前置泵電機(jī)，8、工作油泵，9、潤(rùn)滑油泵，10、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，11、第一軸流風(fēng)機(jī)，12、第二軸流風(fēng)機(jī)，13、外殼，14、腔室，15、循環(huán)風(fēng)路，16、冷卻器，17、進(jìn)風(fēng)口，18、出風(fēng)口，19、過(guò)濾器，20、第三軸流電機(jī)，21、第四軸流電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型的汽輪機(jī)的變頻給水泵，包括電動(dòng)機(jī)1，與電動(dòng)機(jī)一端連接的前置泵2，與電動(dòng)機(jī)I另一端通過(guò)偶合器3連接的給水泵4，所述電動(dòng)機(jī)I的電源輸入端連接有改變電動(dòng)機(jī)電源頻率和電壓的變頻器5。
[0022]本實(shí)用新型利用變頻器5能夠調(diào)整輸出電源的電源頻率和電壓的特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速的調(diào)整，在實(shí)現(xiàn)節(jié)電的同時(shí)也具有較高的調(diào)節(jié)精度，有效解決了偶合器3在低轉(zhuǎn)速比時(shí)效率低能耗高的問(wèn)題。
[0023]為充分利用同一設(shè)備不同工作狀態(tài)下不同工作模式時(shí)的利用效率，本實(shí)用新型在變頻器5與電動(dòng)機(jī)I之間連接有繞過(guò)變頻器5直接給電動(dòng)機(jī)I輸送電源的旁通線路6。上述結(jié)構(gòu)使同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)I具有兩種運(yùn)行方式，打開(kāi)旁通線路6時(shí)是工頻輸入，此時(shí)偶合器3不工作，電動(dòng)機(jī)以正常設(shè)定時(shí)的轉(zhuǎn)速工作，使電動(dòng)機(jī)能夠發(fā)揮在此狀態(tài)下最高的效率；而在汽輪機(jī)非滿負(fù)荷的工作狀態(tài)下，關(guān)閉旁通線路6而采用由變頻器3控制的調(diào)整模式，本實(shí)用新型通過(guò)變頻器3實(shí)現(xiàn)原給水泵組連接方式不變，通過(guò)切換給電動(dòng)機(jī)提供工、變頻電源，使偶合器同時(shí)具有工頻定速輸出和變頻調(diào)速輸出兩種狀態(tài)。
[0024]為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，本實(shí)用新型的給水泵4包括工作泵和備用泵且分別與偶合器3連接。將兩臺(tái)給水泵4配備一臺(tái)變頻器，通過(guò)相應(yīng)的斷路器，實(shí)現(xiàn)一拖二的變頻改造。通過(guò)這一方案使工作泵和備用泵都可以變頻運(yùn)行，同時(shí)還都可以工頻運(yùn)行；工作時(shí)，工作泵變頻運(yùn)行，備用泵工頻備用，其切換方式可以由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行，也可以由工頻切換到變頻狀態(tài)，任何一個(gè)泵出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可通過(guò)變頻器的PLC系統(tǒng)連鎖啟動(dòng)工頻備用泵。
[0025]如圖1所示，一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，包括電動(dòng)機(jī)1，前置泵2，與電動(dòng)機(jī)通過(guò)偶合器3連接的給水泵4，所述前置泵2上連接有獨(dú)立的前置泵電機(jī)7，前置泵2采用單獨(dú)的前置泵電機(jī)7驅(qū)動(dòng)，工頻和變頻兩種情況下前置泵2轉(zhuǎn)速不變，出口壓力恒定，保證前置泵2安全、可靠地運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。避免采用變頻調(diào)速后，給水泵電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速降低的同時(shí)，同軸的前置泵的轉(zhuǎn)速下降，其出口壓力也會(huì)降低，在低速時(shí)可能無(wú)法保證給水泵所需的足夠的汽蝕余量，導(dǎo)致給水泵汽蝕損壞。
[0026]所述偶合器3的工作油冷油器和潤(rùn)滑油冷油器出口處設(shè)置工作油泵8和潤(rùn)滑油泵9，工作油泵8和潤(rùn)滑油泵9分別連接各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，工作油泵8和潤(rùn)滑油泵9均由獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不受給水泵電動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速變化的影響。
[0027]如圖3所示，變頻器5設(shè)置在一腔室14內(nèi)，所述變頻器5設(shè)置風(fēng)冷裝置，所述變頻器5所在的腔室14設(shè)置空-水冷卻裝置。
[0028]所述變頻器5包括外殼13和外殼內(nèi)部的功能模塊，所述風(fēng)冷裝置包括設(shè)置在變頻器5外殼13底部和頂部的第一軸流風(fēng)機(jī)11和第二軸流風(fēng)機(jī)12，強(qiáng)制氣流循環(huán)，帶走熱空氣帶來(lái)冷空氣，保證變頻器5的工作溫度在適宜溫度內(nèi)。
[0029]所述空-水冷卻裝置設(shè)置在變頻器5所在的腔室14外部，所述空-水冷卻裝置包括一循環(huán)風(fēng)路15和設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路15內(nèi)的冷卻器16，所述循環(huán)風(fēng)路15的進(jìn)風(fēng)口 17和出風(fēng)口 18分別和變頻器5所在腔室14連通，所述冷卻器內(nèi)設(shè)置冷卻管，所述冷卻管內(nèi)的冷卻介質(zhì)為工業(yè)水。腔室14內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)循環(huán)風(fēng)路15的進(jìn)風(fēng)口 17進(jìn)入循環(huán)風(fēng)路I經(jīng)冷卻器16冷卻后經(jīng)循環(huán)風(fēng)路15的出風(fēng)口 18進(jìn)入腔室14，保證腔室內(nèi)環(huán)境溫度不超過(guò)35°C。
[0030]所述工業(yè)水為循環(huán)水，溫度較低，腔室14內(nèi)溫度較高的空氣進(jìn)入循環(huán)風(fēng)路15后經(jīng)過(guò)冷卻器，熱量被低溫循環(huán)工業(yè)水帶走，溫度降低，再進(jìn)入腔室14，為保護(hù)設(shè)備，要求循環(huán)水的PH值為中性，且無(wú)腐蝕損壞銅鐵的雜質(zhì)，進(jìn)水的水壓一般為0.25?0.3Mpa,進(jìn)水溫度< 33。。。
[0031]所述空-水冷卻裝置還包括一設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路15的進(jìn)風(fēng)口 17的過(guò)濾器19，所述過(guò)濾器19為不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，所述過(guò)濾器19可拆卸的設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路15的進(jìn)風(fēng)口 17。過(guò)濾器19采用不銹鋼材質(zhì)，并方便拆卸，便于清洗。
[0032]所述循環(huán)風(fēng)路15的進(jìn)風(fēng)口 17和出風(fēng)口 18分別設(shè)置第三軸流風(fēng)機(jī)20和第二四軸流風(fēng)機(jī)21，促進(jìn)氣流循環(huán)。
[0033]所述給水泵4出口設(shè)置壓力傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)給水泵4出口的壓力，所述壓力傳感器與變頻給水泵的控制器連接，對(duì)變頻給水泵進(jìn)行工變頻控制。
[0034]如圖2所示，為實(shí)現(xiàn)工頻和變頻的轉(zhuǎn)換且兩者不相互影響，本實(shí)用新型的變頻器5上設(shè)置有對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行互鎖控制的斷路器互鎖模塊。如圖2所示，斷路器之間的互鎖，是通過(guò)變頻器控制柜內(nèi)的可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)的。每一個(gè)斷路器的分合閘，都是按變頻切換工頻和變頻一拖二切換的相應(yīng)程序控制的。切換時(shí)間可以完全滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，且可在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)設(shè)定。此外，斷路器之間的互鎖還要通過(guò)各個(gè)斷路器之間的電氣硬接線來(lái)實(shí)現(xiàn)。以確保各個(gè)斷路器之間的分合閘的準(zhǔn)確、安全、可靠。其中的QF3、QF4、QF5、QF6為小車式真空斷路器，QF3與QF4互鎖，即QF3與QF4只允許其中一個(gè)閉合，QF5與QF6互鎖，即QF5與QF6只允許其中一個(gè)閉合。同時(shí)QFl與QF5互鎖，QF2與QF6互鎖。即QFl與QF5只允許其中一個(gè)閉合，QF2與QF6只允許其中一個(gè)閉合。此外偶合器工、變頻運(yùn)行方式的切換、每臺(tái)給水泵的工頻啟停、變頻啟停、變頻切工頻和兩臺(tái)泵間變頻切換，變頻調(diào)速泵運(yùn)行與偶合器調(diào)速泵運(yùn)行的給水自動(dòng)控制與切換均由DCS組態(tài)實(shí)現(xiàn)。
[0035]為保證變頻器的正常工作，本實(shí)用新型的所述變頻器5連接有空水冷卻裝置。從變頻器5出來(lái)的熱風(fēng)，經(jīng)過(guò)通風(fēng)管道排放到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通有溫度低于33°C的冷水，熱風(fēng)經(jīng)過(guò)散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風(fēng)從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，從而保證變頻器控制室內(nèi)的環(huán)境溫度不高于40°C。安裝空冷器要求必須在密閉環(huán)境中。流入空冷器的水為循環(huán)水，為保護(hù)設(shè)備，要求循環(huán)水的PH值為中性，且無(wú)腐蝕損壞銅鐵的雜質(zhì)，進(jìn)水的水壓一般為0.25?0.3Mpa，進(jìn)水溫度< 33°C。
[0036]以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，包括電動(dòng)機(jī)(I)，與電動(dòng)機(jī)一端連接的前置泵(2)，與電動(dòng)機(jī)另一端通過(guò)偶合器(3)連接的給水泵(4)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)(I)的電源輸入端連接有改變電動(dòng)機(jī)電源頻率和電壓的變頻器(5)，所述偶合器(3)的工作油冷油器和潤(rùn)滑油冷油器出口處設(shè)置工作油泵(8)和潤(rùn)滑油泵(9)，工作油泵(8)和潤(rùn)滑油泵(9)分別連接各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)，所述變頻器(5)設(shè)置風(fēng)冷裝置，所述變頻器(5)所在的腔室設(shè)置空-水冷卻裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述變頻器(5)包括外殼和外殼內(nèi)部的功能模塊，所述風(fēng)冷裝置包括分別設(shè)置在變頻器(5)外殼底部和頂部的第一軸流風(fēng)機(jī)(11)和第二軸流風(fēng)機(jī)(12)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述變頻器(5)設(shè)置在一腔室(14)內(nèi)，所述空-水冷卻裝置設(shè)置在變頻器(5)所在的腔室(14)外部，所述空-水冷卻裝置包括一循環(huán)風(fēng)路(15)和設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路(15)內(nèi)的冷卻器(16)，所述循環(huán)風(fēng)路(15)的進(jìn)風(fēng)口 (17)和出風(fēng)口 (18)分別和變頻器(5)所在腔室(14)連通，所述冷卻器(16)內(nèi)設(shè)置冷卻管，所述冷卻管內(nèi)的冷卻介質(zhì)為工業(yè)水。
4.如權(quán)利要求3所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述空-水冷卻裝置還包括一設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路(15)的進(jìn)風(fēng)口(17)的過(guò)濾器(19)，所述過(guò)濾器(9)為不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，所述過(guò)濾器(9)可拆卸的設(shè)置在循環(huán)風(fēng)路(15)的進(jìn)風(fēng)口 (17)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述循環(huán)風(fēng)路(15)的進(jìn)風(fēng)口(17)和出風(fēng)口(18)分別設(shè)置第三軸流風(fēng)機(jī)(20)和第四軸流風(fēng)機(jī)(21)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述給水泵(4)出口設(shè)置壓力傳感器，所述壓力傳感器與變頻給水泵的控制器連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述變頻器(5)與電動(dòng)機(jī)(I)之間連接有跳過(guò)變頻器(5)直接給電動(dòng)機(jī)(I)輸送電源的旁通線路(6)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述給水泵(4)包括工作泵和備用泵且分別與偶合器(3)連接。
9.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述變頻器(5)上設(shè)置有對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行互鎖控制的斷路器互鎖模塊。
10.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)的變頻給水泵，其特征在于，所述前置泵(2)上連接有前置泵電機(jī)。
【文檔編號(hào)】F04B49/06GK203925917SQ201420362708
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
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