張佳佳

（華電電力科學(xué)研究院中南分院，湖北武漢430000）

電動給水泵變頻改造試驗分析

張佳佳

（華電電力科學(xué)研究院中南分院，湖北武漢430000）

本文闡述了離心式水泵的工作特性，針對某電廠實際情況，介紹了離心式給水泵變頻改造前后試驗情況，并對試驗結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，水泵進(jìn)行變頻改造后取得了顯著的節(jié)能效果。

給水泵；變頻；試驗

0 引言

電動給水泵耗電量占火電機(jī)組廠用電率的比例比較高，給水泵高電耗直接影響機(jī)組供電煤耗，影響發(fā)電成本。目前，以電動機(jī)為驅(qū)動力的水泵，采用變頻器對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速是給水泵最佳的節(jié)能方法；同時，在水泵啟動時，用變頻器啟動電機(jī)還可以保護(hù)設(shè)備安全，延遲啟動時間。因此，對以其他方式控制的電動給水泵進(jìn)行變頻改造，是十分必要的[1]。

Combining the mathematical model defined by Eqs.(7)–(9),the transfer function of the motor section is

1 離心式水泵工作特性

離心泵的工作點是由水泵的工作特性與管道系統(tǒng)的阻力特性共同確定，控制曲線如圖1所示。在圖1中，n0、n1為不同轉(zhuǎn)速下給水泵的流量-揚(yáng)程曲線，即Q-H曲線；E、E1為管路阻力特性曲線。而其中的交點A0、A1、A2為泵的工作點，在此工況點，泵所供給的壓頭將全部消耗在管路系統(tǒng)所需壓頭中。由此可見，調(diào)節(jié)給水泵的Q-H曲線或管路阻力特性曲線均能改變泵的工作點。具體如下：

（1）在水泵Q-H曲線不變的情況下，通過調(diào)節(jié)裝在管道上的閥門開度，變化輸入流量，改變供水阻力。即阻力曲線DE→DE1，揚(yáng)程H0→H1，流量Q1→Q0，運(yùn)行工況點A0→A1。

（2）在管路阻力特性曲線不變的情況下，通過調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速n來改變Q-H曲線，實現(xiàn)工作點的改變。即轉(zhuǎn)速n0→n1，揚(yáng)程H0→H2，流量Q1→Q0，工況點A0→A2[2]。

2 離心式水泵變頻改造方案

某發(fā)電廠有2×330MW汽輪發(fā)電機(jī)組，每臺機(jī)組配置三臺50%額定容量通過液力偶合器驅(qū)動的電動給水泵，給水泵組配有由給水泵電動機(jī)同軸定速驅(qū)動運(yùn)行的前置泵。本次對其中一臺機(jī)組的A、B給水泵進(jìn)行變頻技術(shù)改造，即液力偶合器技術(shù)改造、高壓變頻器配套改造。

2.1 設(shè)備參數(shù)

給水泵電動機(jī)參數(shù)：型號YKS5500-4，額定轉(zhuǎn)速1491r/min，額定功率5500kW，功率因數(shù)0.88，額定電壓：6000V，額定電流611A。

給水泵參數(shù)：型號DG600-240I，進(jìn)口流量536.5m3/h，揚(yáng)程2312m，出口壓力：22MPa。

液力偶合器參數(shù)：型號R17K·2，額定輸入轉(zhuǎn)速1490r/min，最高輸出轉(zhuǎn)速5425r/min，傳遞功率4800kW。

（1）變頻改造配置方案

2.2 改造配置方案

3.1 試驗條件和試驗工況

節(jié)水增糧行動項目實施片區(qū)大多分布于干旱半干旱區(qū)域，多年平均年降水量在400 mm左右，水資源條件并不豐沛，生態(tài)較為脆弱，項目的推進(jìn)與實施應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)厮Y源實際狀況，因地制宜，合理利用地表水、地下水。

（2）機(jī)組各項運(yùn)行參數(shù)調(diào)整到滿足試驗要求范圍內(nèi)，主蒸汽壓力、溫度、機(jī)組負(fù)荷等各項參數(shù)保持穩(wěn)定，試驗工況下的參數(shù)偏差及允許波動值不超出表1中所給限值；試驗期間，不得向凝汽器內(nèi)補(bǔ)水。

型號：DHVECTOL-HFP5000；

額定電壓：6kV；

額定頻率：50Hz；

動穩(wěn)定電流：40kA；

（1）熱力系統(tǒng)在試驗規(guī)定的熱力循環(huán)下運(yùn)行并保持穩(wěn)定。

⑥爭取將水資源費(fèi)作為漢江中下游生態(tài)補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定資金來源。目前，國務(wù)院正在積極籌備出臺“南水北調(diào)中線工程管理條例”，水利部也正在制定“跨流域調(diào)水管理辦法”，南水北調(diào)中線工程水資源費(fèi)的收取與使用是其中的重要內(nèi)容。建議積極向中央呼吁，將收取的水資源費(fèi)的部分資金采取中央財政轉(zhuǎn)移支付方式用于對漢江中下游的生態(tài)補(bǔ)償，解決漢江中下游治理工程運(yùn)行費(fèi)問題以及相關(guān)生態(tài)環(huán)境治理問題，并以條款的形式納入上述條例與辦法當(dāng)中，使之成為漢江中下游生態(tài)補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定資金來源。

功率因數(shù)：0.97；

頻率精度：±0.01%；

調(diào)速范圍：5-50Hz。

另外，變頻裝置盤柜內(nèi)有除濕設(shè)備和防凝露裝置，能根據(jù)設(shè)備投停、監(jiān)測參數(shù)的變化自動投入和退出。改造后的變頻接線圖如圖2所示。

（2）冷卻系統(tǒng)

線上活動。一是配合電臺早晚上下班高峰節(jié)目互動話題，欄目設(shè)計有獎問答環(huán)節(jié)，制作播出訪談節(jié)目，三局相關(guān)人員分別上線，通過與受眾第一時間互動達(dá)到政策法規(guī)宣傳效果。二是制作“聽眾話國策”“大咖話國策”和“主播話國策”電臺宣傳視頻。三是發(fā)動新媒體宣傳，聯(lián)合FM106.4經(jīng)典車電臺、慈溪發(fā)布、青春慈溪、慈溪衛(wèi)生和計劃生育、慈溪法治國土、慈溪環(huán)保微信公眾平臺跟蹤報道，發(fā)布最新消息，拓寬宣傳面和受眾面。

變壓器柜和功率柜分室布置，采用風(fēng)道強(qiáng)迫外循環(huán)與空水冷與空調(diào)內(nèi)循環(huán)冷卻方式，在供水總管上設(shè)有反沖洗過濾器，在每個冷卻設(shè)備上裝有反沖洗裝置。

（3）油系統(tǒng)改造方案

由于給水泵液力耦合器主油泵是由給水泵電機(jī)同軸驅(qū)動。給水泵電動機(jī)變頻器改造后，電動機(jī)處于變轉(zhuǎn)速工作方式下，將導(dǎo)致油壓波動，須對油系統(tǒng)進(jìn)行改造。

在偶合器設(shè)置外部供油系統(tǒng)，增加一臺外置輔助供油泵，其入口通過截止閥與油箱連接，出口分兩路：一路經(jīng)恒壓流量調(diào)節(jié)閥、截止閥與潤滑油冷油器入口連接與潤滑油泵并聯(lián)；一路經(jīng)恒壓流量順序分配閥、恒壓流量調(diào)節(jié)閥、截止閥與工作油冷油器出口連接，與工作油泵并聯(lián)。液力偶合器原監(jiān)視、控制、冷卻系統(tǒng)不動。改造后的油系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

（4）前置泵運(yùn)行方案改造

通過層次分析法確定招聘需求人數(shù)規(guī)模指標(biāo)、招聘需求覆蓋度指標(biāo)和發(fā)布頻率指標(biāo)3個指標(biāo)的權(quán)重，用來計算崗位緊缺度指數(shù)，通過計算，三者的權(quán)重分別是：招聘需求人數(shù)規(guī)模指標(biāo)的權(quán)重為0.2583，招聘需求覆蓋度指標(biāo)的權(quán)重為0.6370，發(fā)布頻率指標(biāo)的權(quán)重為0.1047。最終，崗位緊缺度指數(shù)=100*（0.2583*招聘需求人數(shù)規(guī)模指標(biāo)+0.6370*招聘需求覆蓋度指標(biāo)+0.1047*發(fā)布頻率指標(biāo)）。

給水泵電動機(jī)變頻調(diào)速改造后，前置泵也會變速運(yùn)行，可能會造成給水泵入口壓力偏低從而引起汽蝕。因此，變頻運(yùn)行時根據(jù)最低轉(zhuǎn)速高于給水泵最低流量對應(yīng)轉(zhuǎn)速的原則，設(shè)定最低頻率，一般以25～30Hz為宜。

3 離心水泵變頻改造對比試驗

黃偉想對孫敬文說什么,傅正悄悄扯了他一下,對他使眼色,意思是,沒事,他姐哄哄他就好了。黃偉沒再說什么,跟著傅正離去。

效率：97%；

為提高變頻器系統(tǒng)的整體效率，選用變頻器為電壓源型交-直-交，高-高結(jié)構(gòu)，采用單元串聯(lián)多電平方式，輸出波形接近于正弦波，輸出直接驅(qū)動電機(jī)，不需要濾波器或升壓變壓器，同時具有網(wǎng)側(cè)諧波低的優(yōu)點，具體參數(shù)如下：

表1 試驗工況的最大偏差與波動

（3）將勺管開度固定在最大輸出位置，通過手動方式改變變頻器的運(yùn)行頻率，控制給水泵流量、揚(yáng)程及轉(zhuǎn)速在表2允許范圍內(nèi)。

硝基咪唑類對厭氧菌及原蟲有獨(dú)特的殺滅作用，與其他抗生素聯(lián)合應(yīng)用于臨床的各個領(lǐng)域。由于它具有潛在的致癌、致畸、致突變作用和遺傳毒性[13]，因此在獸藥殘留監(jiān)控檢測中需要尋求更加簡單、快速、精確的檢測方法。

嶺北鎮(zhèn)是個狹窄的山里小鎮(zhèn)。整個鎮(zhèn)就只有狹長的一條鞋帶一樣的路，我們嶺北周村就在鞋帶的中央。這條扭來曲去的鞋帶一頭通向金華，一頭撲向紹興。麻糍就是扯著這根鞋帶出門。

表2 給水泵參數(shù)允許變化范圍

（4）為保持再熱汽溫穩(wěn)定，盡量不噴再熱汽減溫水，不得調(diào)整給水泵密封水。

（5）在相應(yīng)負(fù)荷下，維持變頻狀態(tài)下A、B泵出口流量、壓力和工頻狀態(tài)時一致，參數(shù)變化值控制在表2允許范圍內(nèi)。

（6）每個工況下，試驗需穩(wěn)定30min，方可開始。

國內(nèi)示蹤劑技術(shù)研究起步較晚，20世紀(jì)80年代國內(nèi)開始利用該技術(shù)研究注入流體的流動特征及井間聯(lián)通狀況。進(jìn)入90年代后，隨三次采油規(guī)模的逐步擴(kuò)大，示蹤劑技術(shù)的研究和現(xiàn)場應(yīng)用得到了更多的關(guān)注[10]。大慶油田[11]和勝利油田[12]相繼開展了放射性同位素示蹤劑和化學(xué)示蹤劑的應(yīng)用研究，在示蹤劑的篩選、檢測等方面取得了較多成果。

3.2 試驗過程及結(jié)果分析

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是知識內(nèi)容非常抽象的理論課程。為使教學(xué)內(nèi)容更加直觀，便于學(xué)生理解和掌握，采用了基于NS-3仿真的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法。一方面運(yùn)用在理論課堂，另一方面運(yùn)用到實驗課堂。該教學(xué)方法首先從大量網(wǎng)絡(luò)知識點中選擇重要且難以理解的知識點，然后用NS-3仿真工具實現(xiàn)，在講授時結(jié)合仿真的動態(tài)效果，既開闊了學(xué)生視野，也增強(qiáng)了學(xué)生興趣，使得枯燥的理論變得生動。學(xué)校不斷豐富和完善NS-3的仿真教學(xué)，以構(gòu)建完備的仿真教學(xué)資源。

分別在工頻及變頻狀態(tài)下，選取170MW、200MW、230MW、250MW、300MW、330MW六個負(fù)荷點，進(jìn)行A、B電泵雙泵運(yùn)行性能試驗?？紤]到不同組試驗之間參數(shù)的波動，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行換算、修正后，試驗結(jié)果如下。

圖4反映了A、B水泵同時運(yùn)行時，工頻運(yùn)行及變頻運(yùn)行兩種方式下，不同負(fù)荷下的耗電量。從圖4中可以看到，在相同負(fù)荷下，變頻運(yùn)行狀態(tài)下耗電量顯著低于工頻運(yùn)行狀態(tài)下的耗電量；且在低負(fù)荷時，效果更為明顯，在180MW時，變頻狀態(tài)下的耗電量為工頻狀態(tài)下的57.4%；另外，假定機(jī)組每年在230MW負(fù)荷點運(yùn)行7200h，按每kW·h電量0.35元計算，每年將節(jié)省電費(fèi)421.1萬，經(jīng)濟(jì)效益較為可觀。

圖5反映了在變頻運(yùn)行狀態(tài)下，A、B泵同時運(yùn)行時的A泵效率、B泵效率及泵組效率。從圖中可以看出，B泵效率明顯高于A泵效率；泵組的效率介于A泵效率與B泵效率之間，且主要取決于低效率值。

4 結(jié)語

（1）相對于液力耦合器控制水泵的轉(zhuǎn)速來說，采用變頻控制方式，節(jié)能效果較為明顯。

近年來物流業(yè)成為投資者矚目的行業(yè)，大批資金流入這個洼地。我們看到，不少物流企業(yè)接受了A輪、B輪甚至C輪D輪的融資。這些說明現(xiàn)在物流業(yè)是個頗受鐘愛的行業(yè)。目前不光是投行基金關(guān)注物流業(yè)，科技型企業(yè)也紛紛入局物流，媒體報道，谷歌、騰訊、百度、華為等科技型企業(yè)紛紛投入巨額資金研發(fā)物流相關(guān)領(lǐng)域、戰(zhàn)略投資電商物流企業(yè)、布局全球智慧物流網(wǎng)絡(luò)。這些財大氣粗的巨擘將給物流業(yè)注入資金和技術(shù)，過不了多久，物流業(yè)會出現(xiàn)一個巨大變化，科技賦能在物流各個環(huán)節(jié)，物流也將實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型。

（2）變頻控制方式下，雙泵運(yùn)行時，泵組的效率主要取決于效率低者。在實際運(yùn)行中，要及時對低效率泵進(jìn)行優(yōu)化改造。

[1]黃鵬，等.發(fā)電廠給水泵變頻改造實踐與分析[J].信息化技術(shù)與控制，2014，24（4）：35-37.

[2]何賽.燃機(jī)電廠凝結(jié)水泵變頻改造研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2014.

Test Analysis of Renovation of Inverter of the Electrically Driven Feed Pump

ZHANG Jia-jia
（Zhongnan Branch of Huadian Electric Power Research Institute，Wuhan 430000，China）

This paper expounds the working characteristics of the centrifugal pump.Introduces the test before and after frequency conversion of the feed water pump in a power plant and and analyzes the test results.Result shows that the frequency conversion of the feed water pump has obtained the remarkable energy saving effect.

feed water pump；frequency conversion renovation；test

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.012

TM621.7

B

2095-3429（2016）04-0049-03

2016-05-09

2016-06-29

張佳佳（1987-），男，安徽亳州人，碩士，工程師，主要從事發(fā)電技術(shù)研究工作。