火力發電廠循環水泵變頻改造節能分析

高 山 龐訓勇

一、概況

某發電公司2×210MW火力發電機組（#6、7機組），配兩臺超高壓、自然循環、單爐膛四角切圓燃燒一次中間在熱、平衡通風、固態排渣、半露天布置、全鋼構架、全懸吊結構、“Π”型布置汽包爐。該機組系三大動力之一的哈爾濱制造，采用美國CE燃燒公司的引進技術，燃用煙煤，兩臺機組分別于2006年8月和10月投運。

二、改造項目工程概況

1、項目改造方案

1）在循環水泵房附近建兩座長10.5米、寬6.5米、高3.8米磚混結構房，將原引風機變頻器（四臺）移至房內，將原引風機變頻器室內的兩臺空調移至房內。

2）敷設變頻器控制柜到DCS柜電纜1根，用于遠方啟動、停止、急停；敷設變頻器控制柜到DCS柜電纜2根，用于真空接觸器的分、合閘指令；敷設變頻器控制柜到DCS柜電纜2根，用于變頻器狀態指示；敷設變頻器旁路柜到DCS柜電纜2根，用于真空接觸器的分、合閘狀態指示；敷設變頻器控制柜到DCS柜電纜1根，用于模擬量指示；敷設變頻器控制柜到高壓開關柜電纜1根，用于高壓合閘允許和高壓跳閘；敷設變頻器控制柜到380V段電纜2根，用于交流控制電源。

3）完成變頻器室所有土建工程，包括室內電纜溝、室外電纜溝與地面硬化。

4）DCS軟件組態以及內部配線。

5）設備就位安裝及調試。

2、項目改造投入

投資估算按四臺循環水泵變頻改造預測，控制電纜、動力電纜、變頻器房和施工調試費等總費用約為81.26萬元。

三、改造可行性分析

1）原引風機變頻器額定輸出功率為1800kW，循環水泵電機額定功率1250kW，變頻器容量有冗余，可以用于循環水泵。

2）選擇拆下的#6、7爐引風機變頻器性能較好的兩臺直接安裝在6A（或6B）循環水泵和7A（7B）循環水泵上，取消原來的高低速運行方式，采用變頻運行方式，根據負荷要求進行有效的調節，起到充分的節能效果。

3）資金投入情況：資金投入較小,整套變頻器為廢舊物資再利用,無需重大資金投入。

4）施工安全系數：將引風機變頻器整套設備移至循環水泵房旁，變頻器內部接線不動，僅對外部動力電纜及控制電纜進行重新敷設，安全系數較高。

5）隨著脫硝改造的進行，引風機變頻器將被取消，采用“引增合一”的運行方式，原來#6、7爐引風機的變頻器共四臺將被閑置。

6）引風機變頻器為高壓變頻裝置，采用多電平電路型式（CMSL），由若干個低壓PWM 變頻功率單元，以輸出電壓串聯方式，來實現直接高壓輸出的方法，為高-高電壓源型變頻技術，適合循環水泵電機的變頻控制，且靈活性較高。

四、采取的措施及成效

1）利用機組停運脫硝改造時間，不影響檢修工期，經過合法的招投標渠道，選用資質合格外來施工隊伍，順利于同年完成兩臺循環水泵改造任務。

2）根據泵類機械流體相似定律，在一定范圍內改變泵的轉速，泵的效率近似不變，根據各季節水溫的變化選擇驅動轉速，調節供水量，能有效的節約電能。因電機高低速只能選擇一種，而兩種運行方式耗能量相差40%，采用變頻調節消除在此范圍內不能平滑調節和調節方式不夠靈活的主要缺陷。

3）在四季交替過程中，環境溫度和水溫在較為寬泛的范圍變化，機組負荷也在不斷變化中，所需用以冷卻的循環水流量也在較大范圍內變化，在夏秋之交、秋冬之交、春夏之交經常采用兩臺循泵高轉速運行（590 rpm），此時確保兩臺電機均安裝變頻器并工作在（500-560 rpm）轉速區間，因軸功率與轉速三次方成正比，將產生10%-40%的節能量。隆冬季節，經常采用兩臺電機均安裝變頻器并工作在（400-500 rpm）轉速區間，進一步保證在原有兩臺雙速泵低速運行節能基礎上進一步節能20%以上。

4）節能成效。以循泵電機功率為1250KW，以運行時間節能10-15%計算當年節能效果如下：

單臺泵一小時節約電量：1250*10%=125kW；每天的節電量：125*24=3000kW·h

單臺泵每年的節電量：3000*180=540000kW·h；每年節約的資金：540000*0.4=216000元

兩臺泵每年的節約資金：216000*2=432000元；改造兩臺泵當年就可以節約四十三萬余元。

五、結束語

1）火力發電機組的生存空間日益苛刻，環境保護的壓力越來越大，除了進行必要的設備系統改造，實現達標排放外，如何降低發電成本是生存的主要努力方向。

2）針對機組大型電機用電特點進行分析，挖掘企業內部潛力，采取得力的改造措施，降低企業能耗，才能不斷確保火力發電企業奉獻綠色能源。

[1]《機組運行規程》 企業內部資料

[2]《泵與風機》 吳達人主編 西安交通大學出版社

[3]《電工學》秦曾煌主編 高等教育出版社。