摘 要：給水泵做為生產(chǎn)過(guò)程的主要輔機(jī)，其耗電量是很大的，直接影響供電煤耗，影響發(fā)電成本，影響能源消耗。為落實(shí)國(guó)家和集團(tuán)公司節(jié)能降耗的要求，降低電動(dòng)給水泵的年耗電量，降低電動(dòng)給水泵的年運(yùn)行費(fèi)用，降低供電煤耗，從而降低單位生產(chǎn)總值的能源消耗，對(duì)電動(dòng)給水泵的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行優(yōu)化，將電動(dòng)給水泵組改造成變頻調(diào)速型電動(dòng)給水泵，進(jìn)行電動(dòng)給水泵變頻節(jié)能升級(jí)改造是十分必要的。

關(guān)鍵詞：機(jī)組；電動(dòng)；給水泵；變頻改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.272

1 概況

國(guó)電電力邯鄲熱電廠13號(hào)機(jī)組均為200MW汽輪發(fā)電機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組均配有兩臺(tái)100%容量的電動(dòng)給水泵組，給水泵通過(guò)液力偶合器驅(qū)動(dòng)和調(diào)速，正常運(yùn)行方式是一運(yùn)一備，兩臺(tái)泵定期輪換運(yùn)行。給水泵年平均耗電量占發(fā)電量的2.31%，占發(fā)電廠用電率的30%。

2 給水泵變頻節(jié)能升級(jí)改造方案

2.1 方案簡(jiǎn)介

液力偶會(huì)器驅(qū)動(dòng)調(diào)速的電動(dòng)給水泵是不能直接進(jìn)行變頻改造的。要想進(jìn)行變頻改造，首先必須解決液力偶會(huì)器的改造問(wèn)題。通過(guò)多種方案的對(duì)比分析認(rèn)為前置泵由給水泵電動(dòng)機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)變速運(yùn)行是安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的。故推薦前置泵由給水泵電動(dòng)機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)，工頻運(yùn)行時(shí)定速運(yùn)行，變頻調(diào)速運(yùn)行時(shí)，變速運(yùn)行方案。

本工程采用變頻一拖二方案，變頻一拖二方案的電氣一次接線如下圖，虛線框內(nèi)設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)變頻一拖二方案增加的設(shè)備。

2.2 方案詳述

這一方案的運(yùn)行方式是靈活的，每臺(tái)泵都可以變頻運(yùn)行，每臺(tái)泵都可以工頻運(yùn)行，正常運(yùn)行方式為一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，另一臺(tái)泵工頻備用，變頻運(yùn)行泵故障跳閘時(shí)，連鎖啟動(dòng)工頻備用泵。如圖1所示。

（1）QS1、QS2是單刀單擲隔離刀閘；QS3、QS4是單刀雙擲隔離刀閘。

（2）QS1與QS2互鎖，即QS1合閘后，QS2不能合閘，QS2合閘后，QS1不能合閘；QS3與QS4互鎖，即QS3合至變頻位置后，QS4不能合至變頻位置，QS4合至變頻位置后，QS3不能合至變頻位置；QS1與QS3聯(lián)鎖，即QS1合閘后后，QS3才能合至變頻位置；QS2與QS4聯(lián)鎖，即QS2合閘后后，QS4才能合至變頻位置。

2.3 操作順序

以#1給水泵電機(jī)為例：（1）電機(jī)變頻運(yùn)行操作過(guò)程：先確定QF1為斷開(kāi)狀態(tài)后，將隔離刀閘QS1合上，再將隔離刀閘QS3投入到變頻位置.變頻器充電完成后自動(dòng)合QF1，變頻器帶電機(jī)變頻運(yùn)行；（2）變頻切換工頻操作過(guò)程：先停止變頻器，變頻器自動(dòng)斷開(kāi)QF1，再將隔離刀閘QS3投至工頻位置，再斷隔離刀閘QS1，然后合QF1，電機(jī)工頻運(yùn)行；（3）工頻切換變頻操作過(guò)程：先斷QF1，再合隔離刀閘QS1，再將隔離刀閘QS3投至變頻位置，變頻器充電完成后自動(dòng)合QF1，變頻器帶電機(jī)變頻運(yùn)行；（4）檢修變頻器時(shí)，斷開(kāi)QF1，QF2并搖出手車(chē)開(kāi)關(guān)至實(shí)驗(yàn)位置，再把QS3，QS4置于工頻位置，斷開(kāi)QS1，QS2。

2.4 兩臺(tái)泵間的變頻切換

通過(guò)切換兩臺(tái)泵都可以變頻運(yùn)行，兩臺(tái)泵也都可以工頻運(yùn)行；可以在給水泵停止?fàn)顟B(tài)下切換，也可以在給水泵運(yùn)行狀態(tài)下切換，采用哪種切換方式由運(yùn)行使用單位自行決定。

2.5 DCS調(diào)控方案

變頻器通過(guò)硬接線方式，將隔離刀閘QS1、QS2、QS3、QS4、的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)以及工、變頻運(yùn)行、變頻就緒、運(yùn)行頻率、輸出電流等信號(hào)送到DCS系統(tǒng)，可以在DCS操作畫(huà)面上組態(tài)一次原理圖，實(shí)時(shí)顯示各隔離刀閘的狀態(tài)以及變頻器運(yùn)行的狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示#1、#2泵的變頻運(yùn)行或工頻運(yùn)行狀態(tài)。

1、2號(hào)給水泵啟動(dòng)控制邏輯，給水泵自動(dòng)調(diào)節(jié)邏輯，多功能主油泵的起停、多功能液力偶合器工變頻運(yùn)行方式的切換、每臺(tái)給水泵的工頻啟停、變頻啟停、變頻調(diào)速泵運(yùn)行與液力偶合器調(diào)速泵運(yùn)行的給水自動(dòng)控制與切換均由DCS組態(tài)實(shí)現(xiàn)。

2.6 變頻器的選配

根據(jù)給水泵軸功率，給水泵電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，結(jié)合國(guó)電電力邯鄲熱電廠現(xiàn)場(chǎng)給水泵實(shí)際運(yùn)行情況，鑒于給水泵運(yùn)行是否可靠運(yùn)行直接決定發(fā)電機(jī)機(jī)組運(yùn)行安全，建議采用原裝進(jìn)口高壓變頻器。其主要技術(shù)參數(shù)如下表：

2.7 變頻器的通風(fēng)與散熱

建議高壓變頻器采用水冷散熱方式：（1）高壓變頻器水冷卻技術(shù)已成熟運(yùn)行于高壓變頻系統(tǒng)；（2）降溫效果好，降低設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)、故障率低、性能可靠；（3）適用于現(xiàn)場(chǎng)比較臟，灰塵比較大的環(huán)境；（4）通風(fēng)、換氣、防塵、降溫集于一體。

3 節(jié)能評(píng)估

3.1 節(jié)能計(jì)算

國(guó)電電力邯鄲熱電廠13號(hào)機(jī)組2012年1至12月，液力偶合器調(diào)速電動(dòng)給水泵耗電量平均占發(fā)電量的2.31%；年平均負(fù)荷率為74.3%，給水泵組變頻節(jié)能升級(jí)改造后，節(jié)電率按20%計(jì)，年可節(jié)電568（2842×20%=568）萬(wàn)千瓦時(shí)，可降低發(fā)電廠用電率近零點(diǎn)五個(gè)百分點(diǎn)。年節(jié)電568萬(wàn)千瓦時(shí)，就等于增加上網(wǎng)電量568萬(wàn)千瓦時(shí)，可增加產(chǎn)值2444120元/年（上網(wǎng)電價(jià)為0.43元/千瓦時(shí)），可折合成標(biāo)準(zhǔn)煤1904噸/年（供電煤耗334.96克/千瓦時(shí)），降低供電煤耗1.7克/千瓦時(shí)。

3.2 投資回收期

投資回收期與運(yùn)行小時(shí)數(shù)和負(fù)荷率有直接關(guān)系，按13號(hào)機(jī)組2012年，運(yùn)行小時(shí)和負(fù)荷率計(jì)算，年節(jié)電568萬(wàn)千瓦時(shí)，年加產(chǎn)值2444120元/年，總投資按577萬(wàn)元計(jì)，兩年半可以收回投資。

作者簡(jiǎn)介：霍瑞娟（1980-），女，本科，中級(jí)工程師，研究方向：電動(dòng)給水泵變頻改造等。