電廠給水泵變頻節(jié)能改造技術(shù)研究及效益分析

張昱

摘要：針對發(fā)電廠鍋爐給水泵電耗偏高情況，分析對給水泵進行高壓變頻改造的可行性。并通過分析給水泵的節(jié)能效果，說明給水泵變頻的改造是可行的，是電廠節(jié)能降耗的可行途徑。

關(guān)鍵詞：節(jié)能，變頻，給水泵，效益

0引言

電動給水泵耗電量占機組發(fā)電量的3.1%左右，占廠用電的25%左右，是單耗最大的輔機設(shè)備。電動給水泵耗費的電功率除了正常所需外，液力耦合器滑差調(diào)節(jié)產(chǎn)生的熱耗損失了部分功率，直接影響到全廠的經(jīng)濟指標。

由于給水泵電機容量大，其對高壓變頻技術(shù)要求更高。隨著各電廠符合率的普遍降低，機組低于額定負荷運行呈現(xiàn)常態(tài)化趨勢。相比液力耦合器間接調(diào)速，應(yīng)用效率更高的變頻器直接調(diào)節(jié)給水泵電機，可有效降低給水泵組的電耗。

1.給水泵運行現(xiàn)狀

黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司2*300MW低熱值資源綜合利用電廠發(fā)電機組，鍋爐給水系統(tǒng)配置3臺50%BMCR容量液力耦合調(diào)速電動給水泵，正常運行方式為兩用一備。

2給水泵變頻節(jié)能改造技術(shù)研究

2.1改造思路

液偶勺管保持全開，使其滑差率在3%左右，提高液偶運行效率，在滿足給水泵輸入功率不變的情況下，通過降低電機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)節(jié)能目的。

2.2高壓變頻器

隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，以變頻調(diào)速為代表的現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)在二十世紀九十年代有了飛速的發(fā)展。交流變頻調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域中具有廣泛的適用性。近年來，技術(shù)成熟的高壓變頻器以效率高（0.95以上）且在調(diào)速范圍內(nèi)全程穩(wěn)定、無轉(zhuǎn)差損耗，被公認為是一種節(jié)能、高效的交流調(diào)速方式。變頻調(diào)速裝置的優(yōu)點有：速度控制范圍寬，最大可從1%到100%。調(diào)節(jié)精度高，±0.5%（100%速度時）。整機效率97%，功率因數(shù)0.95以上。使用壽命長，故障率低，維護量小。與液力耦合器相比取機組平均負荷率工況，可節(jié)電20%左右。軟啟動軟停止，對廠用電系統(tǒng)沖擊小，可延長電機和廠用系統(tǒng)設(shè)備使用壽命。

3給水泵變頻節(jié)能改造方案

將液力偶合器勺管100%開度運行，電機采用高壓變頻器調(diào)速運行和其潤油油系統(tǒng)保留。

3.1高壓變頻器控制方式

3.1.1手動一拖一方式

如按手動一拖一切換方式改造，改造后變頻裝置與電動機的連接方式。電源經(jīng)變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘K2送至電動機6kV電源還可經(jīng)刀閘K2切換至工頻側(cè)直接起動電動機。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開輸入側(cè)6kV開關(guān)及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側(cè)，在工頻電源下起動電機運行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。

4給水泵液耦改造為變頻的節(jié)能特點

電動給水泵液力耦合器調(diào)速改造為變頻調(diào)速的節(jié)能特點為：根據(jù)機組負荷變化，給水泵驅(qū)動電機的功率變化是非線性的。與原液力耦合器調(diào)速相比，給水泵改造成變頻器調(diào)速后，隨著給水泵負荷升高，也就是給水泵出口壓力升高、給水流量增加，給水泵電動機的相對節(jié)電率是逐漸降低的，因此給水泵在不同給水流量下，節(jié)電率是不同的。給水流量與機組對外的供電量，也就是機組負荷成正相關(guān)的關(guān)系，機組負荷增加、鍋爐蒸發(fā)量增加、給水流量增加，相對節(jié)電率則與機組負荷成反相關(guān)的關(guān)系。

4.1給水泵變頻改造節(jié)能效益

根據(jù)公司2015年11月出具的機組的電動給水泵運行的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合五種典型工況的工作時間（估算值），如下：

5 結(jié)束語

經(jīng)過分析，結(jié)合已改造的發(fā)電廠鍋爐給水泵液力耦合器調(diào)速改造為高壓變頻調(diào)速的成功案例，變頻改造技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，國產(chǎn)設(shè)備運行安全可靠，給水泵高壓變頻改造后，廠用電率下降1%，節(jié)能效果明顯，適宜電廠節(jié)能改造，具有廣泛的應(yīng)用與推廣價值。

通過研究分析，給水泵液力耦合器調(diào)速改成高壓變頻調(diào)速不僅可行，而且必要。電泵高壓變頻改造后，不僅可以延長設(shè)備壽命，降低電泵電耗，是采用技術(shù)改造顯著降低電廠生產(chǎn)成本，實現(xiàn)節(jié)能增效的一項具有重大意義的項目。

參考文獻：

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[2]吳民強 泵與風(fēng)機節(jié)能. 1994

[3]蔣明昌 火電廠能耗指標分析手冊。中國電力出版社。2010。endprint