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        海南洋浦電廠82MW余熱機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造介紹及節(jié)能分析

        2014-03-25 10:22:51
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年8期
        關(guān)鍵詞:洋浦除氧器凝結(jié)水

        (中海海南發(fā)電有限公司,海南 儋州 578001)

        海南洋浦電廠82MW余熱機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造介紹及節(jié)能分析

        王 軍

        (中海海南發(fā)電有限公司,海南 儋州 578001)

        針對海南洋浦電廠82MW余熱機(jī)組凝結(jié)水泵的變頻改造及節(jié)能效益進(jìn)行分析。在保證凝結(jié)水系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上,采用“一拖二”的方式對凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造。從而降低能源消耗,提高機(jī)組效率。

        凝結(jié)水泵;變頻改造;節(jié)能效益

        概述

        洋浦電廠于1994年建廠,有兩臺西門子V94.2型燃機(jī),裝機(jī)容量為2*140MW。隨著社會的發(fā)展,考慮到資源的合理利用。于2002年擴(kuò)建兩臺余熱機(jī)組,并于2004年6月20日及2005年1月15日投產(chǎn)。兩臺機(jī)組的汽輪機(jī)型號為:LN82.6-8.0/0.65/530/250型,系哈爾濱汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)制造的雙壓、單軸、單缸、沖動、凝汽式汽輪機(jī);設(shè)計(jì)凝結(jié)水泵采用定速節(jié)流調(diào)節(jié),由于洋浦電廠作為海南省主力調(diào)峰電廠,機(jī)組調(diào)峰幅度較大,長期在額定負(fù)荷的40%-90%之間運(yùn)行,節(jié)流損失較大,廠用電率較大。為降低發(fā)電成本,有效降低廠用電率,洋浦電廠對凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造,獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

        一、凝結(jié)水系統(tǒng)簡介

        洋浦電廠2*82MW余熱機(jī)組凝結(jié)水泵采用上海凱士比泵有限公司制造的NLT200-320型立式多級離心泵,凝結(jié)水泵電機(jī)采用湘譚電機(jī)股份有限公司配套的YKKL355-4型。具體參數(shù)如表1、表2:

        凝結(jié)水泵作為凝結(jié)水系統(tǒng)中的主要輔機(jī),主要任務(wù)是將凝結(jié)水送至除氧器,同時(shí)也各路減溫水的主要來源。凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),兩臺凝結(jié)水泵一臺運(yùn)行,一臺備用。凝結(jié)水泵在變頻改造前,凝結(jié)水泵定速運(yùn)行,采用調(diào)節(jié)除氧器水位調(diào)整門開度的方式調(diào)節(jié)凝結(jié)水量來控制除氧器的水位。根據(jù)負(fù)荷變化,除氧器水位開度一般為15%-40%,凝結(jié)水泵電流一般為18-20A。由此可見在工頻運(yùn)行方式下凝結(jié)水泵長期處于節(jié)流狀態(tài)。

        二、變頻改造的節(jié)能原理、凝結(jié)水泵變頻改造方案及相關(guān)邏輯。

        表1 凝結(jié)泵參數(shù)

        表2 配套電機(jī)參數(shù)

        表3 凝泵變頻改造前后參數(shù)對比表

        表4 變頻改造前后不同負(fù)荷下凝泵功率比較表

        針對上述問題,洋浦電廠決定采用變頻技術(shù)來降低凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速,改變凝結(jié)水泵的Q-H特性曲線,在凝結(jié)水泵流量不變的情況下壓力的降低,使除氧器水位調(diào)整門全開,降低節(jié)流損失。

        2.1 凝結(jié)水泵變頻改造的理論基礎(chǔ)

        凝結(jié)水泵變頻改造的理論基礎(chǔ)就是流體機(jī)械相似定律,這一定律可以表達(dá)出變速運(yùn)行凝泵的揚(yáng)程、流量、轉(zhuǎn)速和軸功率之間的關(guān)系,具體表達(dá)式如下:

        根據(jù)上式的關(guān)系,凝泵轉(zhuǎn)速與出口流量為正比關(guān)系,凝泵功耗與轉(zhuǎn)速三次方為正比關(guān)系,這就說明,只要將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量改變即可起到節(jié)約能耗的作用,當(dāng)然,要注意到,凝泵在定速運(yùn)行的過程中,其效率曲線不會發(fā)生變化,在流量的不斷減小之下,泵效率下降速度較快,因此,使用變速調(diào)節(jié)方法時(shí)看,應(yīng)該適當(dāng)改變效率曲線,一般情況下,只要保持凝泵在50%以上的額定轉(zhuǎn)速,既可以保證其高效率的運(yùn)行,雖然在運(yùn)行的過程中會有頻率轉(zhuǎn)換損失,但是這些損失很小,基本上可以忽略。

        2.2 凝結(jié)水泵變頻改造方案

        為了減少改造投資,便于維護(hù),采用單臺變頻供兩臺凝結(jié)水泵電機(jī),即“一托二”自動變頻/工頻切換控制方案。正常時(shí)變頻器拖動一臺凝結(jié)水泵運(yùn)行,

        另一臺凝結(jié)水泵工頻聯(lián)鎖備用,若工作泵因故停運(yùn)或凝結(jié)水母管壓力低,則備用泵聯(lián)動運(yùn)行。變頻調(diào)速系統(tǒng)接入電廠DCS系統(tǒng),DCS按設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)對凝結(jié)水泵電機(jī)的自動控制。

        2.3 凝泵變頻改造后水位控制系統(tǒng)

        圖1 改造接線圖

        由于正常運(yùn)行方式為一臺泵變頻運(yùn)行,另一臺工頻備用,所以除氧器水位調(diào)節(jié)分別采用兩套控制方案:一套為工頻方式下的除氧器水位調(diào)整門控制方案,另一套為變頻方式下的凝泵速度控制方案,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了兩種運(yùn)行方式切換時(shí)水位控制的無擾切換。工頻狀態(tài)下,凝結(jié)水系統(tǒng)通過除氧器水位調(diào)整門開度來控制除氧器水位高低。變頻狀態(tài)下,主要通過凝結(jié)水泵速度來控制除氧器水位高低,除氧器水位調(diào)整門處于全開狀態(tài)。

        2.4 控制邏輯設(shè)計(jì)

        2.4.1 由于凝泵變頻運(yùn)行時(shí)壓力較低,為了保證高、低壓旁路減溫水,汽機(jī)低壓缸減溫水,軸封汽減溫水等正常用水,通過試驗(yàn)確定凝結(jié)水泵最低工作壓力,最終確定變頻器啟動后的最小頻率為30HZ,即凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行最低轉(zhuǎn)速為490r/min。

        2.4.2 原凝結(jié)水母管壓力低至1.0MPA時(shí)聯(lián)動備用泵,改為凝結(jié)水母管壓力低至0.45MPa報(bào)警,0.32時(shí)聯(lián)動備用泵。

        2.4.3 原凝結(jié)水壓力低至0.5MPa時(shí)閉鎖高、低壓旁路,改為凝結(jié)水壓力低至0.3MPa時(shí)閉鎖高、低壓旁路。

        三、凝結(jié)水泵變頻改造后的節(jié)能效果分析

        通過變頻改造前后運(yùn)行時(shí)不同工況下的參數(shù)對比,發(fā)現(xiàn)節(jié)電效果顯著。

        凝泵變頻改造前后參數(shù)對比如表3:

        根據(jù)公式計(jì)算得出P:電動機(jī)總功率;I:電動機(jī)輸入電流;U:電動機(jī)輸入電壓;cosφ:功率因數(shù)。

        電機(jī)的功率計(jì)算公式為:P=1.732*U*I*cosΦ

        其中,母線電壓為6.4KV,工頻功率因數(shù)為0.85,變頻功率因數(shù)為0.94

        變頻改造前后不同負(fù)荷下凝泵功率比較如表4

        2013年#1汽輪機(jī)發(fā)電量平均1834萬Kwh/月,平均運(yùn)行316小時(shí)/月;#2汽輪機(jī)發(fā)電量平均2800萬Kwh/月,平均運(yùn)行527小時(shí)/月。根據(jù)上圖計(jì)算,得出#1機(jī)變頻改造后每年節(jié)電64萬Kwh,#2機(jī)變頻改造后每年節(jié)電38萬Kwh。兩臺機(jī)2013年共計(jì)節(jié)電102萬Kwh。按上網(wǎng)電價(jià)0.42元/KW.h計(jì)算,2013年共計(jì)節(jié)電約43萬元。

        [1]洋浦電廠企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn),余熱運(yùn)行規(guī)程.

        [2]張寶.凝結(jié)水泵變頻改造調(diào)試與節(jié)能潛力挖掘[M].

        [3]黃昌躍.華能??陔姀S330MW機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造介紹及節(jié)能分析[M].

        TM92

        A

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