劉姝穎

摘 要：隨著社會的發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)受到環(huán)境污染和能源短缺這些因素的嚴(yán)重制約，并且我國政府已經(jīng)認(rèn)識到了環(huán)保與資源在社會中的重要性，同時對于建設(shè)友好型節(jié)約資源環(huán)境社會制定了相應(yīng)的政策方針。在火力發(fā)電廠中的各類輔助機(jī)械設(shè)備中，水泵和風(fēng)機(jī)則是占了很大的部分，且這些設(shè)備普遍存在大馬拉小車的現(xiàn)象，運(yùn)行效率低，大量能源在終端利用中被浪費(fèi)掉。其中，火力發(fā)電廠凝結(jié)水泵的節(jié)能很值得關(guān)注，本文就火電廠凝泵變頻改造設(shè)計進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：火電廠 凝泵變頻改造 設(shè)計

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0113-02

如今在我國的電源結(jié)構(gòu)中，火電裝機(jī)容量占74%，發(fā)電量占80%。在這個基礎(chǔ)之上對于國內(nèi)火電廠的火電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能改造是極其重要的。這其中風(fēng)機(jī)水泵類設(shè)備占了大部分，另外隨之而來的火電機(jī)組調(diào)峰力度逐步加大，這些機(jī)組的負(fù)荷變化范圍非常大，所以得進(jìn)行實時調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的流量從而適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷的變化?，F(xiàn)在調(diào)節(jié)流量的方式大部分都是節(jié)流閥調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)流量的方式無法大范圍地調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸出功率，因此浪費(fèi)了大量的能源。隨著能源危機(jī)的逐步迫近，能源在人們的意識中也越來越重要，所以我國在電力行業(yè)的改革必須適應(yīng)新形勢逐步的深化，對火電廠機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能改造迫在眉睫。

1 高壓變頻應(yīng)用狀況

高壓變頻技術(shù)在1995年取得實質(zhì)性進(jìn)展后，開始在工業(yè)領(lǐng)域中得到實際應(yīng)用。2000年以后，高壓變頻技術(shù)在國內(nèi)電力行業(yè)中廣泛應(yīng)用，開始形成市場規(guī)模，成為電氣傳動領(lǐng)域新的增長點(diǎn)。隨著成套服務(wù)概念的認(rèn)識與實踐的深入，高壓變頻應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展路線逐步確定：高壓變頻應(yīng)用控制技術(shù)和高壓變頻環(huán)境控制技術(shù)兩條主要發(fā)展路線。自2007年初確定下來后，一直延續(xù)到現(xiàn)在，并且得到不斷的充實和完善，技術(shù)延伸和產(chǎn)品線擴(kuò)展為客戶提供了靈活、多樣、更為有效的系統(tǒng)化節(jié)能解決方案。高壓變頻環(huán)境控制技術(shù)的研究，已經(jīng)由起初簡單的環(huán)境冷卻，逐步延伸到解決包括溫度在內(nèi)的、濕度、粉塵、環(huán)境安全、空間運(yùn)用以及環(huán)保節(jié)能等一系列的具體技術(shù)內(nèi)涵。

對于單項技術(shù)的研究，也不再僅僅局限于0～40℃的運(yùn)行溫度這么簡單，而是深入到什么樣的溫度、濕度條件下設(shè)備能夠發(fā)揮最佳性能，設(shè)備部件的運(yùn)行工況最好、使用壽命最長、老化速度最慢，粉塵濃度對設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的影響等等一系列細(xì)致入微的技術(shù)端倪中來。

被廣泛推廣和應(yīng)用的高壓變頻協(xié)調(diào)控制技術(shù)，則是高壓變頻應(yīng)用控制系統(tǒng)研究發(fā)展出來的重要技術(shù)理論之一。它的理論研究和技術(shù)實現(xiàn)為提高高壓變頻應(yīng)用項目的系統(tǒng)安全、可靠性、穩(wěn)定性，避免設(shè)備非停影響連續(xù)生產(chǎn)，以及提高系統(tǒng)效率，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行工藝，保障項目更高節(jié)能指標(biāo)方面發(fā)揮了重要作用。通過對火電廠中變頻器的應(yīng)用情況的統(tǒng)計分析，我們發(fā)現(xiàn)高壓變頻在電廠中的應(yīng)用逐漸向大機(jī)組、大功率方向發(fā)展。這也同時表明，高壓變頻技術(shù)在安全、可靠性方面已得到認(rèn)可，同時也說明高壓變頻器的確能帶來巨大的節(jié)能效益。因為凝聚泵變頻改造早先主要見諸于200 MW以下機(jī)組的低壓變頻節(jié)能改造項目應(yīng)用，因此，變頻技術(shù)在凝聚水系統(tǒng)中的應(yīng)用不存在應(yīng)用方面的技術(shù)門檻。當(dāng)高壓變頻技術(shù)走向成熟之時，凝聚泵方面的節(jié)能改造同樣受到用戶的青睞和認(rèn)可。市場的開發(fā)和應(yīng)用與高壓變頻在引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用幾乎同步推進(jìn)。但是，因為市場容量和應(yīng)用推廣等諸多因素的原因；應(yīng)用情況并沒有引風(fēng)機(jī)顯著。

2 現(xiàn)場工況及存在的問題

某發(fā)電有限責(zé)任公司一期投產(chǎn)的兩臺超臨界6 kV/1000 kW機(jī)組，由于凝結(jié)水泵設(shè)計揚(yáng)程余量較大，調(diào)整門節(jié)流調(diào)節(jié)時壓降大，額定負(fù)荷時調(diào)整門節(jié)流揚(yáng)程占整個泵揚(yáng)程的36.06%，低負(fù)荷時節(jié)流更加嚴(yán)重，為此進(jìn)行了變頻改造此次凝結(jié)水泵系統(tǒng)的變頻改造采用一拖二手動旁路方案。

凝泵變頻器的配置方式一般分為“一拖一”和“一拖二”兩種。在“一拖一”方式下凝泵與變頻器一一對應(yīng)，此時可以采用兩臺變頻泵互為備用或是僅采用一臺變頻泵作為主用泵、另一臺工頻泵處于熱備用方式；而“一拖二”方式下單元機(jī)組僅配置一臺變頻器，運(yùn)行/備用凝泵分別處于變頻 /工頻運(yùn)行方式，這樣可以定期對主/備用凝泵進(jìn)行切換操作以保持兩臺凝泵的使用壽命大致相當(dāng)。此時需要在兩組切換機(jī)構(gòu)間設(shè)置切換互鎖裝置，防止在機(jī)組運(yùn)行時進(jìn)行運(yùn)行方式人工切換時引發(fā)的誤操作。。

交流高壓電機(jī)的直接起動會產(chǎn)生巨大的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊，在很短的起動過程中，轉(zhuǎn)子籠型繞組及阻尼繞組將承受很高的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，致使籠條的端環(huán)斷裂。而且能造成定子繞組絕緣的機(jī)械損傷和磨損，從而導(dǎo)致定子繞組絕緣擊穿。直接起動時的大電流還會引起鐵芯振動，使鐵芯松馳，引起電機(jī)發(fā)熱增加。由于變頻器可以做到起動轉(zhuǎn)矩高且平滑無沖擊，對延長電動機(jī)的使用壽命，減少對電網(wǎng)的沖擊，保證機(jī)組正常運(yùn)行是很有必要的。

3 凝結(jié)水泵變頻器安裝位置的確定

4 運(yùn)行分析

由于凝結(jié)水泵在設(shè)計時留有很大余量，實測結(jié)果50%負(fù)荷時節(jié)能率為70%，滿負(fù)荷時節(jié)能率也達(dá)15%。節(jié)能效果十分明顯。同時，電機(jī)變頻啟動時，啟動電流平穩(wěn)上升，電機(jī)啟動非常平穩(wěn)。

5 應(yīng)用分析

此次600 MW超超臨界機(jī)組凝結(jié)水泵系統(tǒng)經(jīng)過高壓變頻改造后投入運(yùn)行，其各項測試性能指標(biāo)良好，兩個調(diào)整門截流噪音及振動明顯減小，全年平均節(jié)電率為57%，節(jié)能效果十分明顯，改造非常成功。

6 結(jié)語

利用高壓變頻器對凝結(jié)泵電機(jī)進(jìn)行變頻控制，實現(xiàn)給水流量的變負(fù)荷調(diào)節(jié)。這樣，不僅解決了控制閥調(diào)節(jié)線性度差、純滯延大等難以控制的缺點(diǎn)，而且提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；更重要的是減小了因調(diào)節(jié)閥門孔口變化造成的壓流損失，減輕了控制閥的磨損，降低了系統(tǒng)對管路密封性能的破壞，延長設(shè)備的使用壽命，維護(hù)量減小，改善了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約能源，為降低電廠廠用電率提供了良好的途徑。

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