步宇航

摘 要：本文通過(guò)對(duì)255MW燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)供熱機(jī)組261t/h鍋爐給水泵運(yùn)行情況分析，提出對(duì)給水泵勺管控制方式進(jìn)行節(jié)電改造的措施。

關(guān)鍵詞：給水泵；液力偶合器；改造；節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.設(shè)備概況

北京京能未來(lái)燃燃?xì)鉄犭娪邢薰救細(xì)狻羝?lián)合循環(huán)供熱機(jī)組采用255MW/E級(jí)燃機(jī)“一拖一”多軸布置，包括1臺(tái)型號(hào)為SGT5-2000E燃?xì)廨啓C(jī)、1臺(tái)型號(hào)為QF-180-2燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、1臺(tái)臥式無(wú)補(bǔ)燃雙壓余熱鍋爐、1臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)ZC（B）81-7.80/0.65/0.3型81MW聯(lián)合循環(huán)雙壓抽凝（背壓）式汽輪機(jī)蒸汽輪發(fā)電機(jī)組、1臺(tái)型號(hào)為QF-100-2蒸汽輪發(fā)電機(jī)。其中燃?xì)廨啓C(jī)由上海電氣/西門(mén)子股份有限公司生產(chǎn)，蒸汽輪發(fā)電機(jī)組由上海電氣股份有限公司生產(chǎn)，余熱鍋爐由無(wú)錫華光鍋爐股份有限公司生產(chǎn)。機(jī)組配兩臺(tái)全容量電動(dòng)給水泵，一用一備。給水泵選用的是Torishima Pump Mfg. Co.，Ltd.廠生產(chǎn)的MHG4/8多級(jí)節(jié)段式離心泵，配有487 SVTL 22.2型液力偶合器。給水泵的主要技術(shù)參數(shù)：轉(zhuǎn)速2890r/min、流量261t/h、壓力10.51MPa；液力偶合器技術(shù)參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速2980r/min，輸出轉(zhuǎn)速2884r/min，調(diào)速范圍25%～100%，額定滑差≤3.2%。

487 SVTL 22.2型液力偶合器主要由增速齒輪和偶合器構(gòu)成。偶合器主要由泵輪、渦輪和渦輪套組成，泵輪通過(guò)增速齒輪與主電機(jī)相聯(lián)，渦輪通過(guò)軸與給水泵相聯(lián)。其工作原理是：電機(jī)通過(guò)齒型聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)大齒輪，帶動(dòng)小齒輪和泵輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)泵輪和渦輪中充有液體時(shí)，由于泵輪葉片的作用，使工作液體隨著旋轉(zhuǎn)，并由泵輪內(nèi)側(cè)流向外緣，形成高速高壓油流，沖向渦輪流道中，液體由渦輪外緣流向內(nèi)側(cè)，液體能量減少，當(dāng)減少能量的工作液體回到泵輪時(shí)，又重新增加能量，如此循環(huán)往復(fù)，工作液體在泵輪和渦輪之間傳遞能量。泵輪和渦輪之間有一個(gè)滑差，如果改變泵輪和渦輪中工作液體的充油程度，就可以平穩(wěn)地改變渦輪的轉(zhuǎn)速，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)能夠控制工作腔中油量多少的勺管位置，就可以達(dá)到調(diào)速目的。

2.改造背景

鍋爐電動(dòng)給水泵是燃?xì)怆姀S輔機(jī)中耗電量最大的設(shè)備，因此備受電廠關(guān)注。未來(lái)燃?xì)鉄犭姍C(jī)組自2014年7月份投產(chǎn)以來(lái)，給水泵運(yùn)行一直采用壓差控制勺管開(kāi)度，高壓汽包上水調(diào)門(mén)控制給水流量，總體情況尚好，但給水泵電耗偏高。汽包水位不變的情況下，表1～表3為2016年給水泵在不同負(fù)荷下耗電量及相關(guān)統(tǒng)計(jì)表。

②由于機(jī)組負(fù)荷通常只在60%～85%運(yùn)行，并且擔(dān)負(fù)電網(wǎng)調(diào)峰作用，此時(shí)給水泵勺管開(kāi)度在50%～70%，高包上水調(diào)門(mén)不是全開(kāi)狀態(tài)，增加閥門(mén)沖刷損失和設(shè)備的疲勞損失，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。

3.技改方案研究

為了解決上述問(wèn)題，通過(guò)改變給水泵勺管的控制方式，同時(shí)解決了閥門(mén)的節(jié)流損失，提高了機(jī)組的可靠性。

4.技改方案實(shí)施表

首先為減少管道的節(jié)流損失，就需要退出調(diào)門(mén)自動(dòng)模式，汽包上水調(diào)門(mén)全開(kāi)。其次勺管模式控制由原來(lái)的壓差控制模式改為水位控制模式，即水位變化調(diào)節(jié)勺管開(kāi)度來(lái)維持水位的穩(wěn)定。表4～表6為改變運(yùn)行工況下運(yùn)行參數(shù)。

由表4～表6可以看出給水泵勺管水位控制改造前后在給水泵電機(jī)電流及勺管開(kāi)度存在明顯差異，通過(guò)同一負(fù)荷下耗電量進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，給水泵耗電率明顯下降。在150MW負(fù)荷下給水泵液力偶合器勺管開(kāi)度降到了1.23%，在180MW負(fù)荷下給水泵液力偶合器勺管開(kāi)度降到了1.20%，在200MW負(fù)荷下給水泵液力偶合器勺管開(kāi)度增加到了0.04%給水泵運(yùn)行電流顯著下降，在150MW工況下，給水泵運(yùn)行電流比改造之前下降0.9A，在180MW工況下，給水泵運(yùn)行電流比改造之前下降0.6A，在200MW工況下，給水泵運(yùn)行電流比改造之前增加了0.6A。在150MW負(fù)荷下給水泵四小時(shí)耗電量下降了36kWh，在180MW負(fù)荷下給水泵四小時(shí)耗電量持平，在200MW負(fù)荷下給水泵四小時(shí)耗電量上升了48kWh。

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)在200MW以下給水泵耗電率在降低，但是隨著機(jī)組負(fù)荷的升高，給水泵電機(jī)耗電率在逐漸升高。在機(jī)組負(fù)荷180MW以下，即70%負(fù)荷以下效果顯著，以機(jī)組負(fù)荷150MW為例，每小時(shí)減少電耗9kWh，一天節(jié)約216kWh，一年77760kWh。

結(jié)論

北京京能未來(lái)燃?xì)鉄犭娪邢薰?60t/h鍋爐給水泵，通過(guò)對(duì)勺管控制方式的改造，使給水泵電耗在180MW以下改造效益顯著，達(dá)到了預(yù)期目的。但是隨著機(jī)組負(fù)荷升高，給水泵耗電率降低，效果并不明顯。

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