火力發電廠循環水泵變頻改造節能探究

趙昆

摘 要：為了實現火力發電廠可持續發展，分析循環水泵變頻改造有效方法，闡述循環水泵變頻改造方向，從機務、電氣、熱控、循泵轉速、循環水流量五個方面制定節能改造方案，最后總結改造成效，總結科學、可行的改造規劃，有效節省成本，降低能耗。

關鍵詞：火力發電廠;循環水泵;變頻改造;節能

火力發電廠運行過程中需要用到大量循環水泵，增加耗電量，無法保證經濟效益，特別是一些功率比較大的循環水泵，如果耗電量過大會增加火力發電廠的用電率與成本投入。所以，為了解決這一問題，需要針對循環水泵進行變頻改造，使其更具節能性，在連續運行的情況下也不會降低運行效率。所以，下面針對火電廠循環水泵的節能變頻改造展開分析。

1 循環水泵變頻改造方向

第一，引風機變頻器建議轉移到室內，可以在循環水泵房周圍修建磚混結構建筑，為引風機變頻器運行提供場所;第二，變頻器控制柜與DCS柜之間需要敷設電纜，達到遠程啟動與停止控制的目的。此外，敷設電纜也能夠顯示真空接觸器發出的分合閘指令、變頻器狀態、真空接觸器分合閘狀態、模擬量，有效控制高壓合閘允許與高壓跳閘、交流電源等;第三，組織變頻器室內外的電纜溝、地面硬化施工，保證變頻器功能的有效發揮;第四，及時了解DCS軟件組態與內部配線，做好設備安裝與調試工作，確保相關設備的有效運行;第五，變頻改造環節要增加資金投入，首先負責人對投資需要總金額進行估算，以4臺循環水泵變頻改造為基準進行提前預測，通過計算得出控制電纜、動力電纜、變頻器房、施工調試費等需要的費用，保證改造工作有序進行。

2 火力發電廠循環水泵變頻改造節能方案

2.1 機務改造

按照火力發電廠內部汽機循環水泵的運行現狀，工作人員需要先檢查機組與循環水泵上導瓦情況以及循環水泵出口液控蝶閥。如果發現油罐密封件、信號與動作電磁閥老化要及時更換。

2.2 電氣改造

以往火力發電廠在電機設備的選擇上多采用雙速電機，按照不同時期調節運行速度。進行電氣改造期間，廠內所有循環水泵需要搭配高壓變頻裝置同步運行，通過變頻器調整電動機轉速，達到控制循環水泵水壓的目的[1]。改造過程中為了提高系統運行穩定性，需要在變頻器內部增設自動工頻旁路設備，一旦變頻器在運行途中發生異?，F象，馬上停止運行，此時電機會自動切換到工頻狀態，繼續維持運行。

電機運行時，進、出線、開關、旁路開關最好設置在旁路切換柜當中，所有開關之間要具備電氣互鎖的功能，且提前進行五防設計。變頻器運行期間發生故障，要針對存在的開斷點進行檢修，保證檢修人員人身安全，及時將故障解決[2]。

2.3 熱控改造

火力發電廠熱控改造包括三個方面，即循泵聯鎖、變頻器死機、循泵出口液控蝶閥聯鎖，下面分別展開討論：

第一，循泵聯鎖。如果一臺循泵處于變頻運行狀態，期間變頻器發生跳閘現象，那么要將循泵出口蝶閥連鎖關閉，同時以聯鎖啟動的方式將備用循泵切換到工頻運行狀態;如果兩臺循泵正處于變頻運行狀態，那么其中一臺循泵或是變頻器發生跳閘現象，這時需要將循泵出口蝶閥連鎖關閉，同時運行循泵出力要調整為100%。

第二，變頻器死機。如果變頻器電流出現壞點，循泵電流不足30A，可以初步判斷變頻器發生死機現象。這時需要及時聯鎖處理，并且以工頻聯啟的方式調整備用泵到運行狀態，增加變頻運行泵出力為100%。

第三，循泵出口液控蝶閥聯鎖。循泵工頻出現變頻跳閘現象、檢查發現循泵出口母管的壓力不足0.05MPa，需要將循泵出口液控蝶閥聯鎖關閉，隨后工頻啟動循泵之后將循泵出口液控蝶閥聯鎖開啟。

2.4 循泵轉速改造

按照泵類機械流體相似定律基本理論進行循泵轉速改造，循泵效率根據近似不變的原則，在不同季節水溫變化的影響下調整驅動轉速與供水量，以達到節約電能的目的。由于電機高低速不能兼具，且高低速運行在耗能量上差距較大，通過變頻調節的方式可以將平滑調節無法達到的問題解決[3]。合理利用機組停運時間進行脫硝改造，以免延長循泵檢修工期。為了保證改造效果，可以通過招投標選擇施工團隊，兩臺循環水泵改造同步進行，縮短工期、節省成本。

2.5 循環水流量改造

不同季節下環境溫度、水溫變化區間也十分廣泛，受其影響也導致機組負荷發生變化，間接擴大了冷卻循環水流量的變化范圍。尤其是夏秋、秋冬、春夏交替時期，火電發電廠可以采用兩臺循泵高轉速運行的方式，保證所有電機全部安裝于變頻器內部，將運行轉速控制在500-560rpm之間，所以軸功率、轉速三次方為正比關系。這樣一來，便可以達到節能的效果。進入到冬季之后，在變頻器內安裝電機，且運行轉速調整到400-500rpm之間，保證原有雙速泵低速運行的同時，還能夠再節能20%左右。

3 循環水泵變頻改造節能效果

火力發電廠循環水泵變頻改造，在生產運行中獲得非?？捎^的成效。假設循泵電機功率為1250hkW，那么運行時間所達到的節能率便達到15%左右，其中一臺泵每小時可節約電量為125kW，火力發電廠每日節電量為3000kW·h，一臺泵每年節電量便可超過50萬kW·h，節約成本超過20萬?？梢娧h水泵變頻改造在節約成本、實現可持續發展方面的重要作用。

4 結語

綜上所述，火力發電廠在運行過程中為了降低能耗，循環水泵變頻改造勢在必行。需要結合目前行業發展趨勢，以節能為主要目標，對機務、電氣、熱控、循泵轉速、循環水流量等進行優化與調整。一方面提高循泵運行效率，另一方面可以及時發現設備運行故障，為今后火力發電行業開發更多的綠色能源。

參考文獻：

[1]陳元芝，于理耐，張戈.火力發電廠循環冷卻水系統節能改造[J].冶金能源，2019，38（02）：42-44+52.

[2]李美明，石慶宏，張康年.AFT在某火力發電廠循環水系統水錘計算中的應用[J].能源研究與管理，2019（01）：65-69.

[3]胡為杰.火力發電廠汽機輔機經濟運行優化策略探討[J].低碳世界，2018（12）：71-72.