翟溪1 王耀龍2

1.烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2.內(nèi)蒙古北方蒙西發(fā)電有限責(zé)任公司

給水泵變頻改造研究

翟溪1 王耀龍2

1.烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2.內(nèi)蒙古北方蒙西發(fā)電有限責(zé)任公司

本文結(jié)合電廠的實(shí)際配置情況,介紹了包鋼熱電廠8#、9#爐給水泵變頻改造方案,計(jì)算了變頻器節(jié)能效益,對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有重要的意義。

配電網(wǎng) 繼電保護(hù) 合環(huán)操作

1 前言

給水泵是為鍋爐運(yùn)行提供連續(xù)、穩(wěn)定的除氧水的重要設(shè)施，運(yùn)行狀況的好壞是關(guān)系到熱電廠安全、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)。我廠8#、9#爐現(xiàn)有一臺(tái)汽動(dòng)給水泵和3臺(tái)電動(dòng)給水泵，作為高能耗的電動(dòng)給水泵，電機(jī)采用工頻運(yùn)行，輸出功率不隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化，只有通過調(diào)節(jié)閥和回流支路來進(jìn)行流量調(diào)整，造成很大部分的能量消耗，那么我們節(jié)能降耗就可以有很大空間。

2 變頻器節(jié)能原理

按照電機(jī)學(xué)的基本原理，電機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足如下的關(guān)系式：

其中為p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，f為電機(jī)運(yùn)行頻率，s為滑差。

功率與轉(zhuǎn)速有下列三次方關(guān)系：

其中P為負(fù)載功率，Kp為功率常數(shù)，n為電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載的轉(zhuǎn)速。

由式（1）和式（2），得式（3）：

根據(jù)式（3）可以計(jì)算出：當(dāng)頻率從50Hz降至40Hz時(shí)，可節(jié)約能耗近一半；當(dāng)頻率從50Hz降至20Hz，能耗不足額定時(shí)的10%。但由于實(shí)際中變頻裝置的耗能和水阻等原因，當(dāng)頻率從50Hz降到40Hz時(shí)，節(jié)約率在20%左右，這也為我廠每年節(jié)約百萬元的電耗。

3 變頻改造方案介紹

圖1 給水泵變頻改造方案接線圖

如圖所示，給水泵電機(jī)增加了一臺(tái)變頻調(diào)速裝置，變頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用一拖三的主回路方式，變頻設(shè)備除拖動(dòng)一臺(tái)工作給水泵電機(jī)之外，還可以通過刀閘切換分別拖動(dòng)其他倆臺(tái)給水泵電機(jī)，變頻器由倆段電源帶動(dòng)，通過雙向刀閘分割，不存在線路雙電源非同期并列問題，在安全可靠的前提下實(shí)現(xiàn)給水泵切換的運(yùn)行工作。

在與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接口配合上，變頻系統(tǒng)的內(nèi)置PLC也發(fā)揮了接口方便、功能可靠的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)變頻拖動(dòng)三臺(tái)給水泵的切換和相應(yīng)的閉鎖功能，達(dá)到了功能完善、性能可靠的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

此種一拖三控制方式（如圖1），大大提高了變頻器的使用率。由于日常運(yùn)行只需要一臺(tái)電動(dòng)給水泵運(yùn)行即可滿足生產(chǎn)要求，但備用泵經(jīng)常需要與其他兩臺(tái)水泵切換使用，以保證三臺(tái)給水泵全年運(yùn)行時(shí)間接近。所以采用了一拖三的控制方式，通過刀閘的切換，可以使變頻器拖動(dòng)任意一臺(tái)水泵運(yùn)行。這樣保證了三臺(tái)給水泵全年運(yùn)行的切換，也保證了備用泵可以在工作泵故障狀態(tài)下，緊急工頻啟動(dòng)的目的。一旦變頻器出現(xiàn)故障，可以直接切換到旁路工頻運(yùn)行。

4 變頻器節(jié)能效益分析

電機(jī)型號(hào)：YK2000-2/990，功率：2000KW，汽動(dòng)給水泵出水量：250-300t/h，電動(dòng)給水泵出水量：200t/h，鍋爐需水量：370-380t/h，年運(yùn)行時(shí)間：7000h。

變頻模式下工作頻率計(jì)算：

工作頻率應(yīng)同時(shí)滿足需水量和母管壓力的要求：

工作頻率應(yīng)該取較大值才能滿足供水需求，所以工作頻率為44.5Hz。

變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能率：

節(jié)電費(fèi)用：

[1]劉風(fēng)袖.高壓變頻器在廣州發(fā)電廠給水系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[D].廣州：華南理工大學(xué)，2012

[2]趙力.電廠給水泵變頻改造研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014

[3]孫濤.300MW火電機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造及節(jié)能研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2010