1、1600MW 超超临界机组凝结水泵节能改造摘要:变频调速技术在超超临界机组凝结水泵节能改造中的应用日益广泛，其突出的调速性能、显著的节能效果可以大幅度提高工作效率，减少发电成本，对完成国家节能减排目标具有重要意义。本文认真研究了凝结水泵及凝结水系统存在的耗能问题，并对凝结水泵进行了变频改造。 关键词：超超临界；凝结水泵；节能改造；变频调速 中图分类号： TE08 文献标识码： A 1.变频器的节能原理 由于凝结水泵负载转矩与转速的二次方成正比，转轴功率与转速的三次方成正比，因此可以通过调节凝结水泵的转速来实现节电的目的。根据电动机的工作原理, 改变电源频率、转差率、电机极对数三个参数中的任何一
2、个参数都可以实现转速的改变。变频器主要通过改变电源频率来实现对交流电动机（异步电机或同步电机）转速的调节。变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应灵敏等特点。应用变频调节技术，可以使凝结水泵的控制精度大大提高，使凝结水泵在最节能的转速下运行。提高对凝结水泵的控制精度，可以使耗电量大大降低。由于凝结水泵的容量一般是按照最大需求来生产，所以凝结水泵的设计余量很大，而在实际工作中，凝结水泵大多时间是轻载运行。当控制精度较低时，发电厂的凝结水泵经常出现“大马拉小车”的现象，产生很大的浪2费。600MW 超超临界机组采用变频器对凝结水泵进行调速节能改造的应用方法，具有节省资金、见效快等优点。 2.改
3、造前凝结水系统运行情况 600 MW 火电机组凝结水泵的设计压头偏高，节流损失较大，导致系统效率偏低。凝结水泵采用定速运行，凝结水母管上安装有调节阀。凝结水泵在运行过程中采用调节阀门进行调节，机组在满负荷的情况下工作时，调节阀的开度仅为 54%左右，节流损失很大，凝结水泵的工作效率也随之降低。从大量的统计数据中提取负荷全程段的凝结水流量及当时状态下所对应的调节阀的开度数据，绘制出调节阀开度与流量之间的关系曲线图，也证明了上述事实，在全程负荷段调节阀的开度均较小，在满负荷情况下，凝结水流量达到大约 690m/h，而调节阀开度仅为62%，具有很大的节能潜力。 阀门调节对凝泵的控制精度非常低，水位波
4、动较大，且阀门一直处于节流状态的高负荷下运行，使造成阀门的磨损速度加快，寿命缩短，极大地影响了凝结水泵的稳定运行，而且浪费了大量能源。 另外，在运行过程中的测量数据表明，凝结水泵的扬程明显高于实际需要，结余空间很大，这部分能量在系统中被白白损耗掉了，这是进行凝结水泵节能改造时所要考虑的主要问题之一。 变频改造设计方案 3.1 改造过程中所要遵循的原则 电厂的性质决定了用于电厂的高压变频器必须要有很高的可靠性，3才能保证电厂的安全生产。为了确保整个电厂的生产安全，在改造过程中应遵循“改动量最小，可靠性最大，获最大收益”的原则，同时还要统筹兼顾，有效地使管理与技术结合、软件与硬件结合起来。高压变频
5、器要有可靠的冷却装置，并且冷却装置的电源系统要有独立电源来供电。凝结水泵变频改造要在保证除氧器水位调节品质不变的前提下进行变频改造，最低程度减少系统扰动，保证机组正常运行。 3.2 凝结水泵变频改造应注意的问题 影响变频调速节能效果的因素很多，电厂凝结水泵的调速一般是减速问题。变频调速只适合于一定的转速范围，不应无限制的调速。经过长期的实践总结，一般认为变频调速最好不要降到额定转速的一半以下，最好达到额定转速的 80%90%为宜，但在改造过程中还是应该根据实际情况具体分析来确定。在技术应用与改造过程中，对于相关技术特点等还应加强分析与论证，以具有针对性的改造方案设计实现凝结水泵的节能技术改造。
6、在初步设计改造方案时，要加大初步设计深度，尽可能地扩大初步设计，对计量规则中一些模糊的概念做更深层次的说明。 3.3 凝结水泵节能改造的基本方案 一拖二工/变频自动切换方案。为水泵配备一个高电压的变频器，两台的开关可以相互切换。通过两个开关的相互切换，可以把高电压的变频器连接到要正在被改造的凝结水泵上去。变频控制系统的电源由 6 千伏高电压等级的主动力电源系统供应，受工作现场主控系统的统一协调控制，依据现场的实际工作情况来控制变频控制系统，最终实现对凝结水泵电动机转动速度的控制。变频控制系统的主要功能是：高压变频器4只能控制一台凝结水泵电动机的转动速度及工作状态，不能同时拖动运行两台凝结水泵。
7、由于这两台凝结水泵电动机都具有工频旁路功能，可以由变频控制系统控制其中的一台实现变频运行，另一台则处于工频状态，当变频控制系统出现故障不能正常运转时，系统可连接另一台工频电机继续运行，不会造成经济损失，当故障得到排出时，再按上述方式切换至变频运行。 4.凝结水泵变频改造后的优缺点 经过对多家电厂凝结水泵节能改造文献的收集与整理分析，在对凝结水泵进行变频改造之后 , 节能效果明显。经过变频改造之后，虽然扬程下降较多，但在低流量的工作情况下，扬程与管路特性曲线中的值相比，还是有很大的剩余空间。经进一步分析总结，电厂在进行凝结水泵的变频改造后有如下优点： 4.1 延长了凝结水泵的使用寿命。采用变频器
8、进行变频调速，有效的减少了设备的内部应力，使凝结水泵负载减少。转速的降低也使轴承的磨损速度减慢，增加了轴承的使用寿命，从而延长机组的 使用寿命，达到了节省费用的目的 4.2 减少了机组启动时电流的冲击作用。电机无论是在负载还是在空载的条件下启动，其在直接启动时的最大电流都要达到额定电流的 4 至6 倍，对电机的损耗非常大。在进行变频改造之后，启动时电流对电机的冲击几乎减小为零，远远不会超过电机的额定电流，消除了启动电流对电机工作系统的冲击应力，大大降低了日常维护费用。 4.3 节能效果非常明显。经过对收集文献的综合分析，凝结水泵在变5频改造后节能效果十分明显，变频技术也得到了社会各界的广泛的认
9、可，在对某电厂的改造结果统计与调查中显示，变频控制技术的应用能够使一台凝结水泵实现年节省费用 230 万元的效果。这对我国电厂节能技术的发展具有重要意义，也更加有利于电厂竞争力的提高，这也使变频节能技术的应用前景更加广阔。 4.4 降低噪音效果好。凝结水泵在转速降低的同时，噪音也随之大大降低，在停机和启动时产生的的打滑和尖啸声也被消除，管道的共振强度也大幅降低，变化效果明显。 但是凝结水泵在变频改造之后，在运行过程中有时会出现间歇性的振动，对机组的安全运行带来隐患。这时可以改变凝结水泵的工作频率，使机器不在共振区工作，当凝结水泵的工作转速脱离其共振区域后，即在此范围内安全稳定地运行。 5.结语 变频调节技术在长期的试验运行后，机组运行平稳，速度调节范围大，节能降耗效果明显，经济性较高。综上所述，电厂凝结水泵变频节能技术是当今节电、改善工艺流程、降低生产成本和推动技术进步，提高企业经济效益的一种主要手段，为电厂科学技术改革指明了方向，为电厂节能水平的提高以及现代节能技术的广泛应用应用奠定了坚实的基础，值得在全国范围内大规模的推广使用。 参考文献: 1 曹乐敏，王玉彬.莱城电厂凝结水泵一拖二变频调速改造 山东电力技术J.2004 年 第 01 期. 62 阎桂焕，顾昌.变频调速技术在电厂循环水系统优化运行中的应用J.节能 2003 12-14.
