1電廠凝結(jié)水泵運行現(xiàn)狀及改造分析

　　1.1凝結(jié)水泵系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題

　　某電廠1,、2號機組,，每臺機組配置2臺全容量（1運1備）凝結(jié)水泵，其主要技術(shù)規(guī)范,。

　　根據(jù)該廠提供的凝結(jié)水泵相關(guān)運行數(shù)據(jù),，凝結(jié)水泵的主調(diào)閥位、出口壓力和流量與機組負荷變動的對應(yīng)關(guān)系所示,。

　　可知,，機組在滿負荷情況下，凝結(jié)水泵出口壓力調(diào)節(jié)閥開度為65%左右,，而在100%～66%額定負荷運行時,，隨著運行負荷的逐漸降低，凝結(jié)水泵 出口壓力不斷加大,，主調(diào)閥位開度逐漸減小,，亦即在100%～66%額定負荷區(qū)間運行時，主調(diào)閥位開度均在65%以下,，閥門一直處在節(jié)流狀態(tài),，且隨著運行負 荷的逐漸降低，節(jié)流損失越來越大,。由于機組主要在晚間參與調(diào)峰,，且每臺機組的凝結(jié)水泵為1運1備運行方式，因此凝結(jié)水泵的出力必須具有較大的調(diào)整空間,；并 考慮到在低負荷運行時,，凝結(jié)水泵出力變化較小，因此過多地消耗了不必要的電量,，此時除氧器補水只能依靠大量再循環(huán)水進行平衡,，再考慮到除氧器一般為高位布 置，又更多浪費了凝結(jié)水泵電動機功率,。如果利用高壓變頻技術(shù)對每臺機組的凝結(jié)水泵進行變頻控制,，就可以實現(xiàn)凝結(jié)水泵的適時變負荷調(diào)節(jié)，既可改善凝結(jié)水系統(tǒng) 的調(diào)節(jié)品質(zhì),，又可以提高凝結(jié)水系統(tǒng)的運行可靠性,，同時根據(jù)機組的變負荷和低負荷運行情況，適時降低機組的補水量，避免凝結(jié)水泵不必要的能耗,，將大大改善凝 結(jié)水系統(tǒng)的經(jīng)濟性,，節(jié)約可觀的廠用電量。

　　1.2凝結(jié)水泵變頻改造分析

　　由于6 kV高壓電機的變頻改造費用較高,，綜合考慮變頻改造的技術(shù)經(jīng)濟性,，本次節(jié)能改造僅對每臺300 MW機組的2臺凝結(jié)水泵的電動機加裝1套變頻調(diào)速系統(tǒng)，全廠共加裝2套,。在凝結(jié)水泵加裝變頻調(diào)速系統(tǒng)后,，當(dāng)機組根據(jù)電網(wǎng)的要求在Zui低不投油穩(wěn)燃負荷到 100%額定負荷甚至BMCR工況運行時，凝結(jié)水泵無須以額定轉(zhuǎn)速運行,，變頻調(diào)速系統(tǒng)可適時閉環(huán)控制凝結(jié)水泵電動機轉(zhuǎn)速，而不再需要調(diào)節(jié)閥門的開度,，凝結(jié) 水泵電動機將在小電流,、低頻率下運行，可以節(jié)約大量的廠用電量,，預(yù)期節(jié)能效果可達50%左右,。

　　2凝結(jié)水泵具體改造方法

　　2.1改造方案

　　對應(yīng)每臺機組，凝結(jié)水泵正常運行方式為：1運1備,，因此只需設(shè)置1套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng),，通過切換變頻器來進行凝結(jié)水泵的運行方式調(diào)整。1套變頻 調(diào)速系統(tǒng)由高壓變頻器,、高壓變頻器專用隔離變壓器,、工頻、變頻旁路切換柜,、電動機,、水泵及后臺控制系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)主回路電氣原理所示,。

　　2.2高壓變頻器容量選配高壓變頻器容量選配,。

　　2.3系統(tǒng)控制凝結(jié)水泵變頻裝置具有與分散控制系統(tǒng)（DCS）注：旁路切換柜開關(guān)之間需設(shè)置機械和電氣連鎖，防止誤操作,。

　　的通信接口,，變頻裝置根據(jù)DCS控制指令，控制電動機的啟動,、停止,，控制電動機的轉(zhuǎn)速；變頻裝置通過通信接口向DCS反饋變頻裝置的主要狀態(tài)信號和故障報警信號,。

　　在正常工況下,，由運行人員根據(jù)工藝需要，通過對各臺DCS控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵電動機的轉(zhuǎn)速以控制凝結(jié)水流量,。同時,，變頻器柜配置有控制操作裝置,，可以在變頻器現(xiàn)場對設(shè)備的運行情況進行監(jiān)控，控制變頻器啟停,，直接輸入變頻器速度給定值（一般用于設(shè)備調(diào)試,、檢修）。

　　現(xiàn)有DCS系統(tǒng)需增加凝結(jié)水泵變頻器的控制功能,，相應(yīng)需增加部分信號隔離,、傳送、轉(zhuǎn)換,、控制方面的器件,，并對DCS系統(tǒng)程序做相應(yīng)的修改及增加部分程序。各設(shè)備之間必要的通信信號,。

　　2.4設(shè)備安裝地點及其他配套改造工作（1）安裝地點及布置,。變壓器柜等安裝地點應(yīng)滿足無粉塵、無結(jié)露,、無腐蝕性氣體,、環(huán)境溫度- 20～45℃，通風(fēng),、散熱良好的室內(nèi),，故需在生產(chǎn)現(xiàn)場（汽輪機房0 m）建設(shè)1座配電室。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,，變壓器柜,、功率單元柜、控制柜可采用橫向布置,。

　?。?）散熱及通風(fēng)。由于變頻器和隔離變壓器工作時會產(chǎn)生一定的熱量,，而周圍環(huán)境惡劣,，不允許利用外界空氣自然散熱，配電室中需安裝空調(diào),，保證合適的配電室內(nèi)部溫度,。

　　（3）電纜敷設(shè),。由于變頻裝置與配電室,、主控室不在一起，相互間的動力及控制線纜需重新架設(shè),。

　?。?）控制系統(tǒng)改造。將變頻裝置信號接入現(xiàn)場DCS控制系統(tǒng)，變頻裝置根據(jù)DCS控制指令,，控制電動機的啟動,、停止，控制電動機的轉(zhuǎn)速,；變頻裝 置通過通信接口向DCS反饋變頻裝置的主要狀態(tài)信號和故障報警信號,。DCS系統(tǒng)需增加部分信號隔離、傳送,、轉(zhuǎn)換,、控制方面的器件，并對DCS系統(tǒng)程序做相 應(yīng)的修改,，并增加部分程序,。

　　3改造效果及節(jié)能分析

　　3.1改造的效果（1）采用先進的變頻器調(diào)速技術(shù)和PLC控制技術(shù)，由變頻器實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,，動態(tài)響應(yīng)快,。調(diào)整靈活穩(wěn)定，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度,，凝結(jié)水泵的流量調(diào)節(jié)性能也得到很大提高。

　?。?）實行變頻調(diào)速后,，通過改變變頻器的頻率來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，大大簡化了調(diào)節(jié)手段,，變頻器既是動力源,，又是執(zhí)行機構(gòu)，取代了電動閥,。

　?。?）實行變頻調(diào)速后，該設(shè)備的輸出功率自動跟隨負載的變化而變化,，大大減少了電能的浪費,。

　　（4）凝結(jié)水泵改用變頻器后,，在降低水泵轉(zhuǎn)速的同時,，噪音大幅度地降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低60%時,，水泵附近1.5 m噪音水平約為85 dB,，比工頻運行時的110 dB減少25 dB.同時消除停車和啟動時的打滑和尖嘯聲。

　　結(jié)語

　?。?）凝結(jié)水泵采用變頻變流量系統(tǒng)方案,，節(jié)約能源，切實可行，效果明顯,，特別適用于負荷變化較大的系統(tǒng),。本文例子中的水泵采用變頻調(diào)節(jié)控制總投資約180萬元，年節(jié)電157.0萬kWh,，折合標準煤991.3 t,，按上網(wǎng)電價0.35元/（kWh），每年節(jié)約資金約55萬元,，約3.3年收回投資,，經(jīng)濟效益顯著。

　　按1 kg煤燃燒后排放1.98 kgCO 2計算,，進行變頻改造后2臺機組年可減少CO 2排放1 962.8 t,，減排效果明顯。

　?。?）采用變頻調(diào)速技術(shù)后,，由于電機、水泵的轉(zhuǎn)速普遍下降,，減少了機械摩擦,，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備的維修費,，同時也降低了風(fēng)機的噪音,。

　　（3）采用變頻調(diào)速后,，電機可以軟啟動,，啟動電壓降減小，大幅度減少了對電網(wǎng)的沖擊,。