【摘 要】本文以高壓變頻器在陡河發(fā)電廠#8機乙凝結(jié)水泵的應用為例，分別對乙凝結(jié)水泵最低轉(zhuǎn)速優(yōu)化前后的運行工況、對高加入口聯(lián)成閥與乙前置泵機械密封的影響進行闡述，并通過電耗比對、分析。

【關(guān)鍵詞】高壓變頻器;凝結(jié)水泵;入口聯(lián)成閥;機械密封

本文以在保證機組設備安全可靠運行的基礎上，充分利用現(xiàn)有設備。對設備運行參數(shù)設定的調(diào)節(jié)，使設備運行效率提高、降低廠用電率，達到節(jié)能的目的。通過論證與試驗得出乙凝結(jié)泵變頻器設定最低運行轉(zhuǎn)數(shù)來降低能耗。我廠4臺200MW國產(chǎn)凝汽式汽輪發(fā)電機組的乙凝結(jié)泵進行了電機變頻控制改造。采用成都東方凱奇電氣有限責任公司生產(chǎn)的DFCVERT-MV系列高性能變頻器。

1.凝結(jié)水泵的運行工況

在汽輪機內(nèi)做完功的蒸汽在凝汽器冷卻凝結(jié)之后，集中在熱水井中，這時凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水及時地送往除氧器中。維持凝結(jié)水泵連續(xù)、穩(wěn)定運行是保持電廠安全、經(jīng)濟生產(chǎn)的一個重要方面，因此監(jiān)視、調(diào)整凝汽器內(nèi)的水位是凝結(jié)水泵運行中的一項主要工作。

在正常運行狀態(tài)下，凝汽器內(nèi)的水位不能過高或過低。當機組負荷升高時，凝結(jié)水量增加，凝汽器內(nèi)的水位相應上升。當機組負荷降低時，凝汽器內(nèi)水位相應降低。

凝結(jié)泵電機為6kV/300kW電機，設計有一定裕量。每臺機組配備2臺凝結(jié)泵，乙凝結(jié)泵使用變頻器運行，甲凝結(jié)泵工頻備用。凝汽器內(nèi)的水位調(diào)整是通過改變乙凝結(jié)泵轉(zhuǎn)速和凝結(jié)水泵出口調(diào)節(jié)閥門的開度進行的調(diào)節(jié)出口凝結(jié)水流量，滿足運行工況的要求。

2.凝結(jié)水的其他作用

另外凝結(jié)水還作為高加給水自動旁路的入口聯(lián)成閥的保護水，二級旁路減溫，前置泵與低加疏水泵的機械密封水，以及汽機低壓缸噴水減溫等用水。所以凝結(jié)水母管壓力不能過低，才能保障高加泄漏時入口聯(lián)成閥快速正確地動作。尤其是凝結(jié)水流量低再循環(huán)門全開時，除氧器凝結(jié)水進口水壓必須大于除氧器壓力，否則除氧器內(nèi)的汽、水要通過再循環(huán)管返回凝汽器，使凝結(jié)水母管發(fā)生水擊。另外凝結(jié)水母管保持足夠的壓力，維持前置泵機械密封水的供水需求。

3.論證與試驗階段

3.1高加給水自動旁路的入口聯(lián)成閥的保護水壓試驗

2010年2月2日21：46，在#8機停機前做了高加入口聯(lián)成閥動作試驗，當時高加水側(cè)壓力13.7MPa，高加保護水壓力達到0.42MPa聯(lián)成閥關(guān)閉。

通過上述試驗得到#8機高加入口聯(lián)成閥動作關(guān)閉時，高加保護水壓力與高加水側(cè)給水壓力比數(shù)值為0.40/13.0。如果高加水側(cè)給水壓力達18MPa時，通過計算高加保護水壓力0.55MPa，高加入口聯(lián)成閥動作關(guān)閉。

3.2給水泵機械密封水壓的論證

給水泵前置泵輸送的水質(zhì)為高溫高壓的給水，軸端密封均采用機械密封。它是由動環(huán)（也叫旋轉(zhuǎn)環(huán)）、靜止環(huán)、彈性補償元件和輔助密封（密封圈，密封墊）等幾個密封零件組成一個密封裝置。因水泵轉(zhuǎn)軸與泵殼之間有間隙，為了防止液體流出泵外或空氣漏入泵內(nèi)，所以要設置密封裝置，因為它是利用彈簧和介質(zhì)壓力使動環(huán)和靜環(huán)兩個端面互相緊密貼合，組成一對摩擦副而進行密封，所以也叫端面密封。其密封原理如在日常生活中兩塊玻璃間滴上幾滴水，然后互相貼合，就可發(fā)現(xiàn)兩塊玻璃間出現(xiàn)一層極薄的水膜，把玻璃吸住并可相對滑動。機械密封也一樣，動環(huán)和靜環(huán)兩個密封面間形成一個微小的間隙（通常為2－3um），當有介質(zhì)通過此間隙時造成極大的阻力，阻止其介質(zhì)泄漏，從而獲得密封的效果，機械密封的工作原理就是以兩個互相貼合，平的與旋轉(zhuǎn)曲線垂直的密封表面，并相對轉(zhuǎn)動的密封裝置，它是靠彈性元件和介質(zhì)壓力，在隨軸旋轉(zhuǎn)的動環(huán)和不隨軸旋轉(zhuǎn)的靜環(huán)的接觸端面上產(chǎn)生適當?shù)膲壕o力，使兩個端面互相緊密貼合，端面間維持一層極薄的液膜，來達到密封的目的。

我廠200MW機組給水泵前置泵機械密封是平衡性、旋轉(zhuǎn)式、內(nèi)流式機械密封。通過查詢《機械密封件手冊》，此種機械密封適用壓力為0.6～0.9MPa。泵的機械密封水經(jīng)機械密封腔后流入泵腔內(nèi)，也就是流入泵入口側(cè)。所以給水泵前置泵機械密封水壓應大于前置泵入口壓力0.1MPa。

下表為不同負荷下前置泵入口壓力對比表：

3.3 #8機乙凝結(jié)泵不同轉(zhuǎn)速對應泵出口壓力試驗

2010年2月21日利用#8機停機備用時間，進行了#8乙凝結(jié)泵從500r/min到額定轉(zhuǎn)速1450r/min的試驗。由于機組停運，只能將凝結(jié)水再循環(huán)門全開的運行工況進行試驗。下面是試驗數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)對比中可以得出：在乙凝結(jié)泵轉(zhuǎn)速1059r/min時，對應泵出口母管壓力0.8MPa，高于機組200MW運行時給水泵前置泵的入口壓力0.75MPa；高于高加入口聯(lián)成閥動作關(guān)閉時保護水壓力0.55MPa。但考慮到凝結(jié)水流動要克服管道阻力，同時凝結(jié)水壓保留有一定裕度，決定#8機乙凝結(jié)泵變頻器最低轉(zhuǎn)速設定1100r/min（最低頻率設定：37.93Hz）。2010年2月27日#8機組啟動并網(wǎng)后，凝結(jié)水母管壓力在凝結(jié)水調(diào)節(jié)門動作的情況下，一直保持在0.84MPa以上。觀察#8乙前置泵運行良好。

3.4下面以#8機組一天內(nèi)發(fā)同等電量的情況下，#8乙凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化前后的電量對比。

從上表中明顯看出，#8乙凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化后一天可以節(jié)約1080kW.h。按上網(wǎng)電價0.41元/kW.h計算，一天節(jié)約(下轉(zhuǎn)第299頁）(上接第278頁）合人民幣442.8元。一臺機組一年運行300天為例，全年節(jié)約13.28萬元/臺機組。

4.結(jié)論

在保證機組設備安全可靠運行的基礎上，充分利用現(xiàn)有設備乙凝結(jié)泵變頻器。對乙凝結(jié)泵變頻器運行參數(shù)設定的優(yōu)化，使乙凝結(jié)泵運行效率提高、降低廠用電率。不進行設備再次投資，就能達到節(jié)能的目的。 [科]

【參考文獻】

［１］泵與風機節(jié)能技術(shù)問答．中國電力出版社．

［２］密封件使用手冊．機械工業(yè)出版社．