基于變頻調速的135MW超高壓機組凝結水系統優化

阿不都拉·阿不都熱合曼　張志斌

摘 要：節能降耗，降低發電成本，爭取電力市場，是我公司"求生存，促發展"的立足之本。要實現這一目標，降低廠用電率，優化系統運行方式，減少系統中各種損失是重要一環。凝結水系統涉及范圍廣，包含設備多，對凝結水系統優化運行有很大的節能空間，這里將對我廠凝結水系統的運行中的弊端和優化改造后的情況進行介紹。

關鍵詞：凝結水泵；變頻器；除氧器；水位調節

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.001

1 簡介

本文對變頻調速的135MW超高壓機組凝結水系統優化的研究，主要以新疆華電吐魯番有限責任公司裝機容量為2×135MW燃煤機組為例，該燃煤機組采用了SG-420/13.7-M778超高壓中間再熱自然循環鍋爐設備為主。設備構成情況如下：凝結水系統設兩臺100%容量的工頻凝結泵、四臺低壓加熱器、一臺軸封加熱器、一臺除氧器。其中，軸封加熱器額定流量為25%的凝結水再循環管至凝汽器。

2 現運行方式與問題

（1）機組正常運行時凝結水系統采用凝結水電動調節閥對除氧器水位進行調節；

（2）凝結水系統需要兩臺凝泵進行切換工作，需要進行運行結構轉換時，應先關閉凝結泵出口手動門，之后開啟備用凝結泵后緩慢打開備用凝結泵出口手動門，在開出口手動門時因手動門前后壓差過大，會遇到出口手動門打不開的情況，此時因用力過大造成出口手動門損壞。

（3）因凝結泵工頻運行，在機組開停機過程或低負荷運行時，節流損失增大，凝結泵耗電率增加。

3 變頻改造后節能分析

3.1 節能計算原理

變頻改造后，節能計算需要根據負荷情況進行，一般來說，通常以年運行時間為節能計算標準。其中，設置符合高、中、低三種情況時間比為q%、w%、e%，對此，節能計算情況如下：

變頻改造前：

Q改造之前=1.732×U×I×cosφ

平均功率P改前均=∑P改前×δ

（上述公式中，δ為設備負荷高、中、低的時間比。在進行實際計算過程中，我們假設135MW的負荷為50%，120MW的負荷為30%，80MW或以下負荷為20%進行節能計算。）；

3.2 實際計算

P改前凝泵=1.732×U×cosφ（50%×20+ 30%×19+ 20%×21）=177.0KW

在進行節能改造過程中，實際耗能與運行壓力也有著一定的關系，在進行實際計算過程中，需要對負荷運行情況進行明確規劃，以保證計算數據的可靠性；

平均功率P改后=∑P改后×δ =250*（0.85×0.85×0.85×50%+0.75×0.75×0.75×30%+0.65×0.65×0.65×20%）=122.2KW

（δ為機組負荷在高、中、低的時間比）；

估算單臺凝泵變頻改造后平均節電率為：

η=（ P改前 - P改后）/ P改前 =31.0%

估算單臺凝泵變頻改造后所節約的電量：

ΔW=P改前×η×t=177*0.31*7861=43.13萬kWh；

若結算電價按0.235元/kWh， 凝泵變頻改造后一年節約電費大約為：

F=ΔW*0.235≈10.14萬元

單機組凝結水泵變頻改造年節電10.13萬元。

3.3 調節凝結水母管壓力

我廠1、2號機組給水泵密封水取自凝結水雜項用水聯箱，給水泵密封水注射到密封腔內向泵送水方向流去，給水泵密封水會與外漏泵水相遇，并受到水泵管道影響，密封水柱會回流。對此，想要對給水泵密封水柱進行有效控制，可以將前置水泵的進口壓力進行提升，避免密封腔漏水。密封水設計值壓力為高于前置泵入口壓力100kPa。當機組負荷低于75%額定負荷后，凝結泵出力降低，此時為了滿足給水泵密封水壓差，必須增加凝結泵變頻頻率，提高凝結水雜壓力，從而嚴重制約了凝結泵變頻節能效果。

現將給水泵密封水與前置泵入口壓差控制值降至30-40kPa，則在機組60%-75%額定負荷時，凝結水壓力可由原來的1.27MPa降至0.9MPa，凝結泵運行電流降低1.5-2A，進一步提高了凝結泵變頻運行經濟性。

2015年1月開始實施，自運行以來，降低給水泵密封水與前置泵入口壓差控制值，不影響給水泵耗電率及給水泵效率，給水泵運行中軸承溫度無顯著變化；通過對給水泵解體檢查，未發現給水泵軸端卸荷型迷宮密封磨損現象，未對設備造成損害。同時降低密封水與前置泵壓差值后，凝結泵變頻節能效果顯著增加，凝結泵耗電率由原來的0.187%降至0.15%，發電煤耗降低0.1417g/kWh，年節約標煤262噸，提高利潤4.19萬元。

4 結論

綜上所述，本文關于變頻調速的135MW超高壓機組凝結水系統優化的研究，主要以實驗方式證明了利用負荷時段進行除氧器水位調門全開方式，能夠對凝泵進行有效調速控制，根據水泵運行實際情況，進行轉速調節，能夠有效地實現節能目的。這種調控方式具有較高的控制精度，能夠降低機組消耗，并保證機組運行穩定性，同時還有利于減少調節閥的噪音污染，并能夠很好地控制調閥的磨損。

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