330 MW機組電動給水泵液耦調速改變頻調速控制研究

盛 佳 張婉佩

（山西漳電同達熱電有限公司，山西大同037003）

0 引言

外部大環境的嚴峻考驗促使電廠內部必須對現有的生產技術進行革新，否則電廠面臨的前景就是被淘汰。隨著發電機組容量不斷提升，對輔機設施功率性能的要求逐漸提升，原有設備能耗高、調節性能差、響應慢的狀況無疑束縛了發電機組安全高效運轉。

鑒于此，我們對于電廠熱工控制當中耗能較大、執行器響應速度遲緩、協調非線性尤為嚴峻、設施故障率較高的電動給水泵進行了長期的前期考察，對現有的幾種給水泵改造技術針對方案可行性、技術先進性、生產可靠性、運行經濟性等方面進行了多方調研及嚴格篩選，經過討論研究，最終確定了現有的電泵改造方案。此次電泵改造顯著提升了電泵的調節功能，同時提高了其運行安全性與可靠性，全面保障了發電機組安全生產。

1 項目改造內容及創新點

原運行方式：山西漳電同達熱電有限公司2×330 MW亞臨界直接空冷、采暖抽汽供熱式汽輪發電機組各配置3臺50%容量的電動給水泵為鍋爐供水，給水泵原工作方式為兩用一備，液力耦合器控制，采用10 kV高壓電機同軸驅動電動給水泵及其前置泵。

液耦及機務改造方案：保留原有液耦不做任何改變，勺管開度維持在最大值附近，針對A、B泵各增加一臺變頻電機，C泵不作任何改變。使用時A泵和B泵變頻運行，其中任意一臺變頻器故障狀態下聯啟另外備用液耦調速的C泵；增加一套外置油穩壓系統，同時補充電動給水泵組低速運行時的工作油和潤滑油壓。

創新點如下：

（1）變頻改造后的邏輯設計。組態單獨的工頻、變頻給水主控邏輯，三沖量主控PID需設置不同的比例、積分、微分參數。A、B泵各增加一臺變頻電機，C泵不作任何改變。使用時A泵和B泵變頻運行，其中任意一臺變頻器故障狀態下聯啟備用液耦調速的C泵。液耦內部不做改動，電動給水泵組變頻運行時勺管開度100%。增加一套外置穩壓油控制系統，同時補充電動給水泵組低速運行時的工作油和潤滑油壓。

（2）我廠在給水泵的變頻改造中保留了原有液耦的功能，同時也保留了前置泵原有的工況。優點：減少設備投入，優化配置，提高機組安全性，保證原有機組的完整性，在工頻和變頻兩種運行方式中可方便快速切換，既減少了相關施工費用投入，同時也增加了節能點，提高了整體節能率，且對電網及設備有較好的保護作用。

（3）我廠高壓變頻采用水冷散熱方式。水冷散熱采用獨立的去離子處理裝置，不銹鋼管路，防止結垢；擁有完善的自動化控制功能，智能實現冷卻水恒溫控制，帶有漏水、斷水保護報警，自動補水功能；實現了柜體密閉，以防止灰塵進入。

2 應用情況及經濟社會效益

2017年10月8日—11月14日，山西漳電同達熱電有限公司2號機組兩臺給水泵變頻試運行。試運過程中，各項技術指標符合要求。

系統投運后，減少了給水流量的波動，達到了節能和安全效果。取現場試驗數據如表1所示，總節電量與負荷的關系如圖1所示。

表1 試驗數據

圖1 總節電量與負荷的關系

2017年10月10日—30日，平均負荷為243 MW，變頻運行方式。通過插入查找法，節電率為34.83%，平均節電量為每小時3 081.83 kW·h，總節電量為1 479 278.4 kW·h。對比2017年負荷并預測2018年機組運行小時情況，預算全年節電量約為2 500萬kW·h，年節電費約750萬元。

3 總體性能指標與其他單位或技術的比較

此次增加給水泵變頻調節系統，提高了我廠給水泵調節品質。系統投運后，給水調節精度高，響應速度快，安全可靠，可實現雙向調節（變頻與液耦），減少了鍋爐給水的波動，達到了節能的效果。我公司給水泵變頻采用水冷冷卻方式，較其他廠強迫風冷外循環或空調內循環冷卻方式節能，冷卻效果明顯。

表2為幾種冷卻方式下的運行成本分析。

表2 運行成本分析

4 存在的問題及推廣應用前景

改造工程需在機組停運時施工，變頻室選址必須避開電氣線路溝道、機務管道（涉及基礎開挖），變頻調試時需機組啟動，且做性能試驗時需和中調聯系好。

按照國家“大力推動以節能降耗為重點的設備更新和技術改造，加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工藝、設備和產品”的要求，應著力發展電機調速節電和電力電子技術，提高電能利用率，推廣高壓大功率電動機變頻調速技術，因此，推廣高壓變頻調速節能技術具有重大的技術意義。