浅谈火力发电厂凝结水泵变频节能改造

浅谈火力发电厂凝结水泵变频节能改造关键字：导读：1引言能源短缺和环境污染已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素,我国政府已清楚意识到能源与环保的重要性,并已制定了建设资源节约环境友好型社会的大政方针。并提出了在“十二五”期间的强制性指标。我国电力...1引言能源短缺和环境污染已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素,我国政府已清楚意识到能源与环保的重要性,并已制定了建设资源节约环境友好型社会的大政方针。并提出了在“十二五”期间的强制性指标。我国电力生产耗用煤炭占全国产量的40％左右,污染物排放占全国的30％以上。因此,火力发电厂面临着艰巨的节能减排任务。在火力发电厂的各类辅机设备中,风机、水泵类设备占了绝大部分,且这些设备普遍存在大马拉小车的现象,运行效率低,大量能源在终端利用中被浪费掉[3]。其中,火力发电厂凝结水泵的节能很值得关注。本文就XXXX电力有限公司1#机组、2#机组的A级大修中进行凝结水泵变频节能技术的改造过程进行了节能分析。2凝结水泵的变频改造情况2.1凝结水泵基本情况我公司1#、2#机共4台凝结水泵,每台机的2台凝结水泵采用一用一备运行方式,凝结水泵流量的调节方式采用挡板调节方式,由于这种原始的调节方法仅仅是改变管道的流通阻力,而驱动源的输出功率改变不大,节流损失相当大,浪费了大量电能,致使厂用电率高,发电成本不易降低。同时,电机启动时会产生6倍的冲击电流,对电机构成损害。凝结水泵电机的参数如表1所示。2.2凝结水泵变频技改造要求因我公司是一个调峰电厂,多数时候未带满负荷,凝结水泵没达到额定工况,从而运行时通过关小调门挡板来调节水量,在挡板上产生大量的截流损失,为解决挡板调节带来的截流损失,从而需对凝结水泵电机进行变频改造,但改造前须考虑如下事宜:(1)变频器室房间尺寸大小要注意,凝结水泵变频器旁路选用真空开关,其占用面积大,要留有一定的空间余量[4]。(2)采用和外界换热方式使外界灰尘进入变频器,容易造成变频器故障,注意变频器防尘[4]。2.3凝结水泵变频器安装位置的确定凝结水泵变频器安装位置,经进行载荷及尺寸的测算与测量后,变频器安装在主厂房五米层空余房间。凝结水泵变频器安装位置及尺寸如图1所示。2.4凝结水泵的变频改造后的运行方式[5]经综合考虑,凝结水泵的变频改造方式如下:改造采用荣信电力电子股份有限公司生产的RHVC-4-A06-500-F型变频器2台。每台机组2台凝结水泵变频调速系统与电动机采用“一拖二”方式,旁路开关使用的是真空开关,手动切换,变频器把6kV电压通过干式隔离变压器降压,通过功率模块整流逆变,根据要求得到不同频率的电压,达到变频调速的目的,具体运行方式如图2所示。#1电动机可以经小车式真空接触器KM2、KM5变频运行,也可以经过小车式真空接触器KM1工频运行;#2电动机可以经过小车式真空接触器KM3、KM6变频运行,也可以经小车式真空接触器KM4工频运行。实现1台变频器可以轮流拖动2台电动机变频运行。其中KM1和KM2、KM5,KM4和KM3、KM6实现电气互锁,KM2与KM3、KM5与KM6实现互锁,确保1台电动机不会同时处于变频、工频2种运行状态,1台变频器不会驱动2台电动机运行。QF1、QF2为原有开关,凝结水泵改造后可实现下列运行方式。2.4.1正常运行方式正常运行时,比如#1泵运行在变频调速状态下,电源通过“凝泵变频开关”至变频器,然后通过“#1凝泵变频开关”输出至#1凝泵电机。此时#2凝泵电机处于备用状态。当需要定期切换至#2泵运行时,需进行下列顺序的操作:(1)工频开启#2泵。(2)停变频#1泵,工频开启#1泵。(3)停工频#2泵,将#2泵接入变频器,开启变频#2泵。(4)待#2泵变频运行正常后,停凝泵#1工频开关,切换完成。#2泵切换到#1泵,顺序相同。2.4.21台泵发生故障情况的运行方式当变频控制的工作泵发生故障跳闸,或出力不足等故障时,另一台泵会自动工频投入运行(与原自投方式一致)。应将发生故障的泵处理好后,再按上述方式切换至变频运行。在此之前备用泵只能工频运行,不能调速。2.4.3当变频器故障,需要长期退出运行时的运行方式当变频器故障,短期不能恢复运行时,可以方便的将“凝泵变频开关”、“#1凝泵变频开关”、“#2凝泵变频开关”断开,变频器可以退出维修。小车式真空接触器采用单柜布置,为保证安全,2路电源回路的接触器不能布置在相邻位置,只能布置在功率单元柜、隔离变压器、控制柜的2侧。3凝结水泵变频改造后的节能分析及回收期计算3.1凝结水泵变频改造前后电参数对比1#机凝结水泵改造前后电参数对比如表2所示。3.2凝结水泵变频改造后的节能分析水泵在工频运行时靠调节阀门来调节水量的大小来满足工艺的需求,使系统常期在高水压下运行,在系统末端需求量变更时不但造成了电能的浪费,而且降低了水泵的运行效率。水泵及管网常期处在高压力状态下运行,缩短了电机及阀门的维修周期,增加了系统的维修费用,水泵原理我们知道离心泵的特性曲线的如下公式:P＝RQH/102η;[6]式中:P-水泵使用工况轴功率(kW);Q-使用工况点的流量(ｍ3/ｓ);H-使用工况点的扬程(ｍ);R-输出介质单位体积重量(kg/ｍ3);Η-使用工况点的泵效率(%);根据07和08年机组运行统计,我公司平均负荷在110MW左右,此运行负荷下用档板调节,泵出口压力为2.5MPa,流量360m3/h;调节阀门出口压力为1.0MPa。根据公式计算得功率消耗P1=370kW。同样在平均运行负荷在110MW左右运行负荷下,如果用变频器控制,则功率消耗P2=162kW,由于还要考虑变频器用空调20kW降温,变频器发热损耗20kW,则变频器控制时共要功率P2＇=162+40=202(kW),所以使用变频器后要节约电P1-P2＇=168(kW)。[7]按照1台机组1年发电6.5亿kW.h计算,平均在110MW运行负荷下要运行5909h,168×5909=99.2万kW.h,按照电价0.33元/kW.h计算,1年节约资金99.2×0.33=32.7万元,预计在2年可收回成本。4结束语由上可见,凝结水泵的变频改造后效益显著,变频设备投资回收期短,节能效果好,可行性高,随着社会不断发展而诞生,它符合社会节能的需要,为此,要求我们在对设备进行设计、规划时,应充分考虑其可行性、安全性与经济性,并在管理上加大力度,积极推进节能技术,改善耗电设备,做到可持续发展[8]。参考文献:[1]张宇.凝结水泵变频改造和性能分析[J].科学之友,2011(1).[2]贺永冰.节能减排评价方法在火电厂凝结水泵变频改造中的应用[J].电力技术,2010,19(7).[3]李棋,林异.火电厂凝结水泵高压变频改造的控制策略[J].电力设备,2008.9(4).[4]赵浩等．凝结水泵变速改造中常见问题及应对措施[J].广东电力,2010,239(10).[5]程伟良,夏国栋．凝结水泵的最佳调节方案分析[J].动力工程,2004,24(5).[6]惠毅,王邦群．火电厂凝结水泵各种调节方式耗电特性的计算方法[J].宁夏电力,1999,3.[7]邢希东.600MW火电机组降低厂用电率措施[J].中国电力.2007,40(9).[8]张宝.凝结水泵变频改造调试与节能潜力挖掘[J].浙江电力,2008,(5).作者简介:XXX(1970-),男,副部长,工程师,从事电力自动化方面所研发和管理工作。