電動給水泵變頻改造試驗分析

張佳佳

（華電電力科學研究院中南分院，湖北武漢430000）

電動給水泵變頻改造試驗分析

張佳佳

（華電電力科學研究院中南分院，湖北武漢430000）

本文闡述了離心式水泵的工作特性，針對某電廠實際情況，介紹了離心式給水泵變頻改造前后試驗情況，并對試驗結果進行分析。結果顯示，水泵進行變頻改造后取得了顯著的節能效果。

給水泵；變頻；試驗

0 引言

電動給水泵耗電量占火電機組廠用電率的比例比較高，給水泵高電耗直接影響機組供電煤耗，影響發電成本。目前，以電動機為驅動力的水泵，采用變頻器對電機進行調速是給水泵最佳的節能方法；同時，在水泵啟動時，用變頻器啟動電機還可以保護設備安全，延遲啟動時間。因此，對以其他方式控制的電動給水泵進行變頻改造，是十分必要的[1]。

Combining the mathematical model defined by Eqs.(7)–(9),the transfer function of the motor section is

1 離心式水泵工作特性

離心泵的工作點是由水泵的工作特性與管道系統的阻力特性共同確定，控制曲線如圖1所示。在圖1中，n0、n1為不同轉速下給水泵的流量-揚程曲線，即Q-H曲線；E、E1為管路阻力特性曲線。而其中的交點A0、A1、A2為泵的工作點，在此工況點，泵所供給的壓頭將全部消耗在管路系統所需壓頭中。由此可見，調節給水泵的Q-H曲線或管路阻力特性曲線均能改變泵的工作點。具體如下：

（1）在水泵Q-H曲線不變的情況下，通過調節裝在管道上的閥門開度，變化輸入流量，改變供水阻力。即阻力曲線DE→DE1，揚程H0→H1，流量Q1→Q0，運行工況點A0→A1。

（2）在管路阻力特性曲線不變的情況下，通過調節水泵的轉速n來改變Q-H曲線，實現工作點的改變。即轉速n0→n1，揚程H0→H2，流量Q1→Q0，工況點A0→A2[2]。

2 離心式水泵變頻改造方案

某發電廠有2×330MW汽輪發電機組，每臺機組配置三臺50%額定容量通過液力偶合器驅動的電動給水泵，給水泵組配有由給水泵電動機同軸定速驅動運行的前置泵。本次對其中一臺機組的A、B給水泵進行變頻技術改造，即液力偶合器技術改造、高壓變頻器配套改造。

2.1 設備參數

給水泵電動機參數：型號YKS5500-4，額定轉速1491r/min，額定功率5500kW，功率因數0.88，額定電壓：6000V，額定電流611A。

給水泵參數：型號DG600-240I，進口流量536.5m3/h，揚程2312m，出口壓力：22MPa。

液力偶合器參數：型號R17K·2，額定輸入轉速1490r/min，最高輸出轉速5425r/min，傳遞功率4800kW。

（1）變頻改造配置方案

2.2 改造配置方案

3.1 試驗條件和試驗工況

節水增糧行動項目實施片區大多分布于干旱半干旱區域，多年平均年降水量在400 mm左右，水資源條件并不豐沛，生態較為脆弱，項目的推進與實施應綜合考慮當地水資源實際狀況，因地制宜，合理利用地表水、地下水。

（2）機組各項運行參數調整到滿足試驗要求范圍內，主蒸汽壓力、溫度、機組負荷等各項參數保持穩定，試驗工況下的參數偏差及允許波動值不超出表1中所給限值；試驗期間，不得向凝汽器內補水。

型號：DHVECTOL-HFP5000；

額定電壓：6kV；

額定頻率：50Hz；

動穩定電流：40kA；

（1）熱力系統在試驗規定的熱力循環下運行并保持穩定。

⑥爭取將水資源費作為漢江中下游生態補償的穩定資金來源。目前，國務院正在積極籌備出臺“南水北調中線工程管理條例”，水利部也正在制定“跨流域調水管理辦法”，南水北調中線工程水資源費的收取與使用是其中的重要內容。建議積極向中央呼吁，將收取的水資源費的部分資金采取中央財政轉移支付方式用于對漢江中下游的生態補償，解決漢江中下游治理工程運行費問題以及相關生態環境治理問題，并以條款的形式納入上述條例與辦法當中，使之成為漢江中下游生態補償的穩定資金來源。

功率因數：0.97；

頻率精度：±0.01%；

調速范圍：5-50Hz。

另外，變頻裝置盤柜內有除濕設備和防凝露裝置，能根據設備投停、監測參數的變化自動投入和退出。改造后的變頻接線圖如圖2所示。

（2）冷卻系統

線上活動。一是配合電臺早晚上下班高峰節目互動話題，欄目設計有獎問答環節，制作播出訪談節目，三局相關人員分別上線，通過與受眾第一時間互動達到政策法規宣傳效果。二是制作“聽眾話國策”“大咖話國策”和“主播話國策”電臺宣傳視頻。三是發動新媒體宣傳，聯合FM106.4經典車電臺、慈溪發布、青春慈溪、慈溪衛生和計劃生育、慈溪法治國土、慈溪環保微信公眾平臺跟蹤報道，發布最新消息，拓寬宣傳面和受眾面。

變壓器柜和功率柜分室布置，采用風道強迫外循環與空水冷與空調內循環冷卻方式，在供水總管上設有反沖洗過濾器，在每個冷卻設備上裝有反沖洗裝置。

（3）油系統改造方案

由于給水泵液力耦合器主油泵是由給水泵電機同軸驅動。給水泵電動機變頻器改造后，電動機處于變轉速工作方式下，將導致油壓波動，須對油系統進行改造。

在偶合器設置外部供油系統，增加一臺外置輔助供油泵，其入口通過截止閥與油箱連接，出口分兩路：一路經恒壓流量調節閥、截止閥與潤滑油冷油器入口連接與潤滑油泵并聯；一路經恒壓流量順序分配閥、恒壓流量調節閥、截止閥與工作油冷油器出口連接，與工作油泵并聯。液力偶合器原監視、控制、冷卻系統不動。改造后的油系統示意圖如圖3所示。

（4）前置泵運行方案改造

通過層次分析法確定招聘需求人數規模指標、招聘需求覆蓋度指標和發布頻率指標3個指標的權重，用來計算崗位緊缺度指數，通過計算，三者的權重分別是：招聘需求人數規模指標的權重為0.2583，招聘需求覆蓋度指標的權重為0.6370，發布頻率指標的權重為0.1047。最終，崗位緊缺度指數=100*（0.2583*招聘需求人數規模指標+0.6370*招聘需求覆蓋度指標+0.1047*發布頻率指標）。

給水泵電動機變頻調速改造后，前置泵也會變速運行，可能會造成給水泵入口壓力偏低從而引起汽蝕。因此，變頻運行時根據最低轉速高于給水泵最低流量對應轉速的原則，設定最低頻率，一般以25～30Hz為宜。

3 離心水泵變頻改造對比試驗

黃偉想對孫敬文說什么,傅正悄悄扯了他一下,對他使眼色,意思是,沒事,他姐哄哄他就好了。黃偉沒再說什么,跟著傅正離去。

效率：97%；

為提高變頻器系統的整體效率，選用變頻器為電壓源型交-直-交，高-高結構，采用單元串聯多電平方式，輸出波形接近于正弦波，輸出直接驅動電機，不需要濾波器或升壓變壓器，同時具有網側諧波低的優點，具體參數如下：

表1 試驗工況的最大偏差與波動

（3）將勺管開度固定在最大輸出位置，通過手動方式改變變頻器的運行頻率，控制給水泵流量、揚程及轉速在表2允許范圍內。

硝基咪唑類對厭氧菌及原蟲有獨特的殺滅作用，與其他抗生素聯合應用于臨床的各個領域。由于它具有潛在的致癌、致畸、致突變作用和遺傳毒性[13]，因此在獸藥殘留監控檢測中需要尋求更加簡單、快速、精確的檢測方法。

嶺北鎮是個狹窄的山里小鎮。整個鎮就只有狹長的一條鞋帶一樣的路，我們嶺北周村就在鞋帶的中央。這條扭來曲去的鞋帶一頭通向金華，一頭撲向紹興。麻糍就是扯著這根鞋帶出門。

表2 給水泵參數允許變化范圍

（4）為保持再熱汽溫穩定，盡量不噴再熱汽減溫水，不得調整給水泵密封水。

（5）在相應負荷下，維持變頻狀態下A、B泵出口流量、壓力和工頻狀態時一致，參數變化值控制在表2允許范圍內。

（6）每個工況下，試驗需穩定30min，方可開始。

國內示蹤劑技術研究起步較晚，20世紀80年代國內開始利用該技術研究注入流體的流動特征及井間聯通狀況。進入90年代后，隨三次采油規模的逐步擴大，示蹤劑技術的研究和現場應用得到了更多的關注[10]。大慶油田[11]和勝利油田[12]相繼開展了放射性同位素示蹤劑和化學示蹤劑的應用研究，在示蹤劑的篩選、檢測等方面取得了較多成果。

3.2 試驗過程及結果分析

計算機網絡是知識內容非常抽象的理論課程。為使教學內容更加直觀，便于學生理解和掌握，采用了基于NS-3仿真的計算機網絡教學方法。一方面運用在理論課堂，另一方面運用到實驗課堂。該教學方法首先從大量網絡知識點中選擇重要且難以理解的知識點，然后用NS-3仿真工具實現，在講授時結合仿真的動態效果，既開闊了學生視野，也增強了學生興趣，使得枯燥的理論變得生動。學校不斷豐富和完善NS-3的仿真教學，以構建完備的仿真教學資源。

分別在工頻及變頻狀態下，選取170MW、200MW、230MW、250MW、300MW、330MW六個負荷點，進行A、B電泵雙泵運行性能試驗。考慮到不同組試驗之間參數的波動，對采集的數據進行換算、修正后，試驗結果如下。

圖4反映了A、B水泵同時運行時，工頻運行及變頻運行兩種方式下，不同負荷下的耗電量。從圖4中可以看到，在相同負荷下，變頻運行狀態下耗電量顯著低于工頻運行狀態下的耗電量；且在低負荷時，效果更為明顯，在180MW時，變頻狀態下的耗電量為工頻狀態下的57.4%；另外，假定機組每年在230MW負荷點運行7200h，按每kW·h電量0.35元計算，每年將節省電費421.1萬，經濟效益較為可觀。

圖5反映了在變頻運行狀態下，A、B泵同時運行時的A泵效率、B泵效率及泵組效率。從圖中可以看出，B泵效率明顯高于A泵效率；泵組的效率介于A泵效率與B泵效率之間，且主要取決于低效率值。

4 結語

（1）相對于液力耦合器控制水泵的轉速來說，采用變頻控制方式，節能效果較為明顯。

近年來物流業成為投資者矚目的行業，大批資金流入這個洼地。我們看到，不少物流企業接受了A輪、B輪甚至C輪D輪的融資。這些說明現在物流業是個頗受鐘愛的行業。目前不光是投行基金關注物流業，科技型企業也紛紛入局物流，媒體報道，谷歌、騰訊、百度、華為等科技型企業紛紛投入巨額資金研發物流相關領域、戰略投資電商物流企業、布局全球智慧物流網絡。這些財大氣粗的巨擘將給物流業注入資金和技術，過不了多久，物流業會出現一個巨大變化，科技賦能在物流各個環節，物流也將實現智能化轉型。

（2）變頻控制方式下，雙泵運行時，泵組的效率主要取決于效率低者。在實際運行中，要及時對低效率泵進行優化改造。

[1]黃鵬，等.發電廠給水泵變頻改造實踐與分析[J].信息化技術與控制，2014，24（4）：35-37.

[2]何賽.燃機電廠凝結水泵變頻改造研究[D].廣州：華南理工大學，2014.

Test Analysis of Renovation of Inverter of the Electrically Driven Feed Pump

ZHANG Jia-jia
（Zhongnan Branch of Huadian Electric Power Research Institute，Wuhan 430000，China）

This paper expounds the working characteristics of the centrifugal pump.Introduces the test before and after frequency conversion of the feed water pump in a power plant and and analyzes the test results.Result shows that the frequency conversion of the feed water pump has obtained the remarkable energy saving effect.

feed water pump；frequency conversion renovation；test

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.012

TM621.7

B

2095-3429（2016）04-0049-03

2016-05-09

2016-06-29

張佳佳（1987-），男，安徽亳州人，碩士，工程師，主要從事發電技術研究工作。