300mW機(jī)組凝結(jié)水泵的變頻改造

趙家雨，溫春艷，李全明，范世祥

包頭第三熱電廠運(yùn)行部，內(nèi)蒙古 包頭 014060

1 凝結(jié)水系統(tǒng)概況

內(nèi)蒙古北方聯(lián)合電力有限公司包頭第三熱電廠屬于熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)企業(yè)。安裝有2臺(tái)300mW機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組配有3臺(tái)型50%容量的凝結(jié)水泵號(hào)，2臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。凝結(jié)水系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 凝結(jié)水系統(tǒng)圖

2 改造原因

1）機(jī)組在300mW時(shí)，凝結(jié)水壓力也不低于2.7MPa，除氧器上水調(diào)門開(kāi)度在70%左右。低負(fù)荷時(shí)，除氧器上水調(diào)門開(kāi)度更小，造成凝結(jié)水管道壓力更高，只有通過(guò)凝結(jié)水再循環(huán)門調(diào)節(jié)壓力。這就造成了上水調(diào)門大量節(jié)流，凝結(jié)泵的能耗一直在額定水平，大量凝結(jié)水通過(guò)再循環(huán)又回到凝汽器，經(jīng)濟(jì)性低；

2）凝結(jié)水為中壓系統(tǒng)，低負(fù)荷時(shí)凝結(jié)水壓力過(guò)高，造成啟停時(shí)管道振動(dòng)過(guò)大。除氧器上水調(diào)門開(kāi)度過(guò)小，凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)整門調(diào)整流浪過(guò)大，造成振動(dòng)，已經(jīng)造成凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)整門多次損壞。夏季運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)泵電機(jī)繞組線圈溫度一直在95℃～105℃之間，危害機(jī)組安全運(yùn)行；

3）電廠機(jī)組為調(diào)峰機(jī)組，一般負(fù)荷率為60%～80%之間，凝結(jié)水泵基本上一直處于非經(jīng)濟(jì)區(qū)運(yùn)行，為此對(duì)機(jī)組凝結(jié)泵進(jìn)行變頻改造。

3 改造方法

3.1 變頻電氣一次接線圖

改造A、B凝結(jié)泵共用一臺(tái)變頻器， QS3、QS5、QS2在合閘位置，QS1、QS4、QS6分閘位置時(shí)，A凝結(jié)泵為變頻運(yùn)行，C凝結(jié)泵為工頻備用泵。反之為C凝結(jié)泵變頻運(yùn)行，B凝結(jié)泵工頻備用。兩臺(tái)凝結(jié)泵共用一個(gè)變頻器電氣一次接線圖2所示。

3.2 連鎖投運(yùn)方法

為保證除氧器水位正常，機(jī)組安全運(yùn)行，凝結(jié)泵連鎖為（A泵變頻、C工頻備用、B投連鎖備用）：當(dāng)運(yùn)行的A凝結(jié)泵跳閘，投連鎖的B凝結(jié)水泵備用連起。檢查變頻器，如變頻器正常，停變頻器，把變頻器開(kāi)關(guān)QS1、QS2、QS3、QS5拉到分閘位置，QS4、QS5合閘位置，QS3、QS5，啟動(dòng)C凝結(jié)水泵，停B凝結(jié)水泵，投連鎖備用。當(dāng)機(jī)組1臺(tái)變頻泵、1臺(tái)工頻泵運(yùn)行時(shí)，跳任1臺(tái)運(yùn)行泵，連起備用泵。

圖2 變頻器電氣一次圖

3.3 避免振動(dòng)過(guò)大

由于設(shè)計(jì)、安裝和設(shè)備等原因。變頻器在運(yùn)行到某段頻率時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生電機(jī)震動(dòng)過(guò)大，影響安全運(yùn)行。為避免發(fā)生振動(dòng)過(guò)大造成的事故，應(yīng)在變頻裝置控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置閉鎖掉這段頻率。表1為變頻泵試運(yùn)時(shí)測(cè)得的運(yùn)行數(shù)據(jù)。表1數(shù)據(jù)顯示，凝結(jié)泵在40Hz到43Hz時(shí)震動(dòng)明顯過(guò)大，超過(guò)或接近允許最大值，所以將改區(qū)域閉鎖優(yōu)化。

表1 改造后振動(dòng)測(cè)試結(jié)果

3.4 報(bào)警設(shè)置

由于凝結(jié)泵連鎖投入取點(diǎn)為凝結(jié)泵高壓開(kāi)關(guān)，運(yùn)行變頻器故障跳閘（凝結(jié)泵高壓開(kāi)關(guān)QF1、QF2不斷開(kāi)），備用連鎖泵不連起。為增加機(jī)組安全、運(yùn)行穩(wěn)定性，特別加入“變頻器故障跳閘”光字報(bào)警，以保證運(yùn)行工人及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理事故。

3.5 運(yùn)行措施

低負(fù)荷單臺(tái)變頻泵運(yùn)行時(shí)，為保證低旁減溫水不閉鎖，保證凝結(jié)水壓力不低于1.2MPa，上水調(diào)門控制在70%以上開(kāi)度，利用變頻器調(diào)整凝結(jié)泵出力。負(fù)荷大于220mW時(shí)，1臺(tái)變頻、1臺(tái)工頻運(yùn)行，除氧器上水調(diào)門全開(kāi)，保證壓力不低于1.3MPa，利用變頻器調(diào)整凝結(jié)泵出力。

4 改造后效果分析

1）變頻泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為零，只有隨著變頻器頻率的增加才平滑增加，而工頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為額定電流的3～5倍。變頻啟動(dòng)消除了過(guò)大電流對(duì)電動(dòng)機(jī)、6kV母線的沖擊；

2）機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)，當(dāng)采用變頻運(yùn)行時(shí)，50Hz滿載時(shí)，功率因數(shù)接近1，工作電流比額定電流要低3A～5A，這使得變頻泵額定頻率時(shí)比工頻泵節(jié)電10%左右。變頻運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)比工頻時(shí)要大，啟動(dòng)時(shí)諧波也較低，避免了繼電保護(hù)的誤動(dòng)作；

3）根據(jù)凝結(jié)泵改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，凝結(jié)水泵改造前后的電流情況如表2所示。

表2 改造前后電耗比較

由結(jié)果可以算出節(jié)電效果：由表2可以計(jì)算出電流平均節(jié)電率為 32.4% 左右。每日節(jié)電P1=（500×2×0.91×0.324）×24=294.84×24=7076.16kW·h。以上網(wǎng)電價(jià)0.25元/kW·h計(jì)算，每月節(jié)省42456元人民幣。按年平均工作6000小時(shí)計(jì)算，節(jié)約177萬(wàn)kW·h，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值442500元人民幣；

4）啟動(dòng)時(shí)壓力平穩(wěn)，運(yùn)行時(shí)凝結(jié)水管道壓力較低，流量減小，凝結(jié)水再循環(huán)門可以在全關(guān)位置，減小了振動(dòng)引起的閥門損壞，同時(shí)減少了凝結(jié)水泵水錘效應(yīng)；

5）改造后凝結(jié)水泵電流降低，轉(zhuǎn)速降低，使電機(jī)振動(dòng)減小，同時(shí)電機(jī)繞組線圈溫度降低，夏天最高為75℃左右。增加了電機(jī)的使用壽命。

5 結(jié)論

凝結(jié)泵變頻改造減少了凝結(jié)水管道振動(dòng)，降低了夏季凝結(jié)水泵電機(jī)繞組線圈溫度。除氧器上水調(diào)門開(kāi)度在70%以上，上水壓力維持在較低水平，大量較少了節(jié)流損失。變頻維持在較低位置，使凝結(jié)泵電流明顯降低，取得了較好的節(jié)電效果。運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)變頻室巡檢力度，保證變頻室溫度在合適溫度，根據(jù)負(fù)荷及時(shí)調(diào)整變頻器出力，以保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

[1]汽輪機(jī)本體檢修.中國(guó)電力出版社.

[2]汽輪機(jī)設(shè)備檢修技術(shù)問(wèn)答.中國(guó)電力出版社.

[3]東方汽輪機(jī)廠原廠附帶圖紙及說(shuō)明書.

[4]熱力發(fā)電廠.中國(guó)電力出版社.