給水泵變頻改造研究

翟溪1 王耀龍2

1.烏海職業技術學院 2.內蒙古北方蒙西發電有限責任公司

給水泵變頻改造研究

翟溪1 王耀龍2

1.烏海職業技術學院 2.內蒙古北方蒙西發電有限責任公司

本文結合電廠的實際配置情況,介紹了包鋼熱電廠8#、9#爐給水泵變頻改造方案,計算了變頻器節能效益,對生產實際具有重要的意義。

配電網 繼電保護 合環操作

1 前言

給水泵是為鍋爐運行提供連續、穩定的除氧水的重要設施，運行狀況的好壞是關系到熱電廠安全、經濟生產的一個重要指標。我廠8#、9#爐現有一臺汽動給水泵和3臺電動給水泵，作為高能耗的電動給水泵，電機采用工頻運行，輸出功率不隨機組負荷變化而變化，只有通過調節閥和回流支路來進行流量調整，造成很大部分的能量消耗，那么我們節能降耗就可以有很大空間。

2 變頻器節能原理

按照電機學的基本原理，電機的轉速滿足如下的關系式：

其中為p為電機極對數，f為電機運行頻率，s為滑差。

功率與轉速有下列三次方關系：

其中P為負載功率，Kp為功率常數，n為電動機拖動負載的轉速。

由式（1）和式（2），得式（3）：

根據式（3）可以計算出：當頻率從50Hz降至40Hz時，可節約能耗近一半；當頻率從50Hz降至20Hz，能耗不足額定時的10%。但由于實際中變頻裝置的耗能和水阻等原因，當頻率從50Hz降到40Hz時，節約率在20%左右，這也為我廠每年節約百萬元的電耗。

3 變頻改造方案介紹

圖1 給水泵變頻改造方案接線圖

如圖所示，給水泵電機增加了一臺變頻調速裝置，變頻系統的設計采用一拖三的主回路方式，變頻設備除拖動一臺工作給水泵電機之外，還可以通過刀閘切換分別拖動其他倆臺給水泵電機，變頻器由倆段電源帶動，通過雙向刀閘分割，不存在線路雙電源非同期并列問題，在安全可靠的前提下實現給水泵切換的運行工作。

在與現場設備的接口配合上，變頻系統的內置PLC也發揮了接口方便、功能可靠的特點，實現了一臺變頻拖動三臺給水泵的切換和相應的閉鎖功能，達到了功能完善、性能可靠的設計目標。

此種一拖三控制方式（如圖1），大大提高了變頻器的使用率。由于日常運行只需要一臺電動給水泵運行即可滿足生產要求，但備用泵經常需要與其他兩臺水泵切換使用，以保證三臺給水泵全年運行時間接近。所以采用了一拖三的控制方式，通過刀閘的切換，可以使變頻器拖動任意一臺水泵運行。這樣保證了三臺給水泵全年運行的切換，也保證了備用泵可以在工作泵故障狀態下，緊急工頻啟動的目的。一旦變頻器出現故障，可以直接切換到旁路工頻運行。

4 變頻器節能效益分析

電機型號：YK2000-2/990，功率：2000KW，汽動給水泵出水量：250-300t/h，電動給水泵出水量：200t/h，鍋爐需水量：370-380t/h，年運行時間：7000h。

變頻模式下工作頻率計算：

工作頻率應同時滿足需水量和母管壓力的要求：

工作頻率應該取較大值才能滿足供水需求，所以工作頻率為44.5Hz。

變頻調節的節能率：

節電費用：

[1]劉風袖.高壓變頻器在廣州發電廠給水系統改造中的應用[D].廣州：華南理工大學，2012

[2]趙力.電廠給水泵變頻改造研究[D].北京：華北電力大學，2014

[3]孫濤.300MW火電機組凝結水泵變頻改造及節能研究[D].廣州：華南理工大學，2010