摘 要：介紹了高壓變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況和基本原理，將其應(yīng)用于給水泵系統(tǒng)中，變頻器運行穩(wěn)定、可靠，通過與傳統(tǒng)調(diào)速方式對比分析得出結(jié)論，采用變頻調(diào)速的給水泵性能優(yōu)越，節(jié)能效果明顯。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；給水泵；節(jié)能

中圖分類號：TM921.51

目前，我國的火力發(fā)電占據(jù)電力工業(yè)的絕對優(yōu)勢，發(fā)電企業(yè)既是電能的生產(chǎn)者，也是消耗電能的大客戶。隨著電網(wǎng)容量的不斷增加，用電峰谷差也逐步增大，需要機組調(diào)峰幅度相應(yīng)增加，作為電廠的主要輔機設(shè)備的風機、水泵等，在固定轉(zhuǎn)速下，耗電率將隨著負荷率的下降相對上升，直接影響到廠用電指標和全廠經(jīng)濟效益，尤其是鍋爐的電動給水泵，其耗電率占廠用電的20%～30%，是全廠耗電量最高的輔機設(shè)備。采用變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)給水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，是降低給水泵單耗，提高經(jīng)濟效益的重要途徑。

給水泵一般在設(shè)計安裝時就采用機械式的液力耦合器調(diào)速，初期投資較小，性能平滑，裝置較可靠，有一定的節(jié)電效果。采用變頻調(diào)速技術(shù)改造后，不僅可以減少電動機在運行工況頻繁變化情況下的損耗，對于大容量電動機采用軟起動的方式，可減少對廠用電系統(tǒng)的沖擊，延長電動機使用壽命，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。由于電動機的軟起動可以使起動轉(zhuǎn)矩高，并能夠做到平滑無沖擊，所以采用調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)電動機軟起動的安全效果非常顯著。

1 相關(guān)參數(shù)

1號給水泵技術(shù)如表1所示。

（1）設(shè)置一臺獨立出來的給水泵前置泵，由工頻運行的6kV電動機進行控制，解決了變頻運行時前置泵不能滿足給水泵汽蝕余量的問題。

（2）1號給水泵額定轉(zhuǎn)速為5294r/min，工頻運行時，轉(zhuǎn)速設(shè)定為1500r/min，變頻后不采用液力耦合器進行調(diào)速，而是設(shè)置一套增速齒輪組，將轉(zhuǎn)速由1500r/min增加到5400r/min，利用變頻器控制轉(zhuǎn)速，保證各種工況的運行要求。

（3）增設(shè)給水泵潤滑油站，通過潤滑油系統(tǒng)來解決增速齒輪箱及電機軸瓦的潤滑問題，并為潤滑油裝設(shè)了冷卻系統(tǒng)。

2 給水泵性能試驗

2.1 試驗過程

測定1號給水泵的流量、揚程、軸功率和效率等性能指標，繪制性能曲線，驗證其效率是否達到設(shè)計值。依據(jù)試驗要求工況，調(diào)整6號機組負荷至目標負荷，保持進汽參數(shù)等指標穩(wěn)定運行；停止鍋爐排污、蒸汽吹灰、聯(lián)箱放水、對外供水及廠用蒸汽等；回熱系統(tǒng)按設(shè)計系統(tǒng)正常投入；關(guān)閉1號給水泵再循環(huán)電動門和手動門，循環(huán)系統(tǒng)其余閥門按6號機組性能考核試驗方案隔離清單進行隔離，使機組為純單元系統(tǒng)運行。

試驗期間保持給水流量穩(wěn)定.機組穩(wěn)定1小時后開始測試，每30秒鐘記錄一次數(shù)據(jù)。1號給水泵性能試驗分別在機組200MW、180MW、160MW和140MW負荷工況下進行。主要試驗結(jié)果如表3所示。

2.2 保證性能評價

由圖1得知，1號給水泵的流量-揚程曲線與容差十字線相交。因此，1號給水泵的流量和揚程均達到保證性能。通過規(guī)定的工作點（QG，HG）和Q-H坐標軸的原點的直線與測得的流量-揚程曲線的交點A作一條垂直線與流量-效率的交于一點B。1號給水泵在點B處的效率值為81.41%，在效率容差范圍之內(nèi)，1號給水泵的效率達到保證性能。

3 節(jié)能效果分析

1號給水泵200MW負荷耗電率為1.74%，單耗為5.580kW·h/t汽，耗電率和單耗水平低于同容量通過液力耦合器拖動的給水泵。

為比較1號給水泵節(jié)電效果，對變頻調(diào)速給水泵與液力耦合器調(diào)速給水泵日消耗電量進行了統(tǒng)計。變頻調(diào)速給水泵比液力耦合器調(diào)速給水泵日均節(jié)約電量17339千瓦時，與液力耦合器調(diào)速給水泵相比節(jié)電21.2%。1千萬時電量按0.3元計算，日均節(jié)約5202元；按機組年運行6700小時計算，全年節(jié)約資金145萬元。變頻調(diào)速給水泵投資為782.4萬元（變頻器497萬元，增速組285.4萬），液力耦合器調(diào)速給水泵總投資為293.4萬元，變頻調(diào)速給水泵較液力耦合器調(diào)速給水泵多投資489萬元，預(yù)計3.37年內(nèi)可收回多增加投資。

可見，變頻調(diào)速給水泵雖初投資較多，但其節(jié)能效果明顯，投資回收較快，具有很好的應(yīng)用價值。

4 結(jié)束語

變頻調(diào)速技術(shù)在火電廠電動機調(diào)速中占有相當大的優(yōu)勢。合理采用變頻控制技術(shù)，可以獲得良好的節(jié)能效果和理想的調(diào)節(jié)要求。采用高壓變頻技術(shù)的給水泵運行平穩(wěn)，變頻裝置安全可靠，調(diào)速性能優(yōu)越，完全能滿足機組任何負荷及各種運行方式下鍋爐上水的要求，而且便于使用與維護。此外，如果均勻改變供電頻率，就可以可平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，其調(diào)速平滑，減少了對機械負載的沖擊，變頻器可以實現(xiàn)0Hz到50Hz輸出，甚至可達數(shù)百赫茲，具有很寬的調(diào)速范圍，且線性度一般可以達到0.99。

目前國產(chǎn)200MW機組大都參與電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰運行，機組負荷率不穩(wěn)定。以高壓變頻器取代原有的液力耦合器拖動電機能夠取得明顯的節(jié)能效果。另外，高壓變頻器在減小電動機啟動時對廠用電源的沖擊和提高機組自動化程度等方面有著很好的效果，也使得廠用電源運行的穩(wěn)定性也得到提升，具有非常好的應(yīng)用價值和推廣意義。

參考文獻：

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[2]趙金峰，李軍.200MW機組變頻調(diào)速給水泵效率測試及節(jié)能效果分析[J].吉林電力，2011（02）.

作者簡介：李軍（1978-），男，工程師，從事發(fā)電廠電氣運行工作。

作者單位：大唐長春第二熱電有限責任公司，長春 130031