機組低壓加熱器疏水泵電機變頻應(yīng)用分析

胡高強

摘 ?要：文章介紹了河津發(fā)電分公司2×350MW機組低壓加熱器疏水泵電機變頻技術(shù)改造的應(yīng)用分析，講述了機組小系統(tǒng)、小電機的變頻技術(shù)在實際運行中的相關(guān)情況，充分反應(yīng)出小電機變頻應(yīng)用的廣闊前景與巨大潛力。

關(guān)鍵詞：低壓加熱器;電機變頻

伴隨全球能源供應(yīng)逐步潰乏加劇，研究使用新技術(shù)節(jié)能降耗形成了全新的潮流。河津發(fā)電分公司在多年來開展"開源節(jié)流、節(jié)能降耗"的企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略探索中，明確提出節(jié)能口號：浪費的都是資源，節(jié)約的都是效益。堅持"從大處著眼，從小處著手"的節(jié)能方針，通過各種途徑，尋求各種方法，以期達到有效降低廠用電率、縮小水資源使用指標、減少各種污染物排放等等生產(chǎn)目的。

1 ?機組低加疏水泵運行及電機設(shè)計規(guī)范

河津發(fā)電分公司1期2×350MW機組是隸屬日本三菱重工株式會設(shè)計制造的發(fā)電機組。機組設(shè)計有著相當(dāng)成熟的經(jīng)驗和特點。例如它的低壓加熱器蒸汽疏水則是正常狀態(tài)下進人低壓加熱器疏水箱，然后通過低壓加熱疏水泵（以下簡稱低加疏水泵）進入凝結(jié)水系統(tǒng)。如果低加疏水泵出現(xiàn)異常，低壓加熱器疏水箱的疏水通過事故疏水調(diào)整門進入凝汽器。系統(tǒng)設(shè)計冗余式兩臺疏水設(shè)計特點，運行中一臺水泵運行，另一臺作為備用狀態(tài)，電機選用工頻運行方式。

2 ?低加疏水系統(tǒng)示意圖

3 ?低加疏水泵電機規(guī)范

4 ?低加疏水泵電機變頻改造分析

在選擇應(yīng)用小系統(tǒng)、小電機變頻技術(shù)改造設(shè)備，降低廠用電率必須兼顧經(jīng)濟運行與安全運行的兩個方面。從生產(chǎn)現(xiàn)場所有旋轉(zhuǎn)設(shè)備中篩選設(shè)備，展開節(jié)能降耗的研究分析，對篩選的設(shè)備有以下四點要求：①設(shè)備不能長期備用。所選擇的旋轉(zhuǎn)設(shè)備必須經(jīng)常工作在運行中，如果選用的某臺設(shè)備。長期備用或者停用就無法體現(xiàn)和應(yīng)驗節(jié)能降耗的效果。②對主系統(tǒng)影響小。所選擇的旋轉(zhuǎn)設(shè)備系統(tǒng)必須簡單，當(dāng)所選設(shè)備在進行研究實驗過程中出現(xiàn)異常或者故障時，其設(shè)備停運或調(diào)整對生產(chǎn)系統(tǒng)影響極小，保證不會造成危及機組安全的現(xiàn)象發(fā)生。③有備用設(shè)備，便于比較。所選擇的旋轉(zhuǎn)設(shè)備最好可能是存在備用系統(tǒng)，便于研究比較所采用節(jié)能方法是否具備明顯的節(jié)能效果。④功率大，要有明顯的效益。所選擇的旋轉(zhuǎn)設(shè)備其軸功率或電功率可能大（100KW～200KW），太小功率的旋轉(zhuǎn)設(shè)備無法全面體現(xiàn)節(jié)能技術(shù)的節(jié)能效果。

低加疏水泵電機在生產(chǎn)中工頻長期不間斷運行，且具有冗余設(shè)計特點，額定功率為145KW，改造后如果運行故障還有啟動備用電機以及事故疏水兩種后備安全運行設(shè)計方案，是小電機變頻改造的理想選擇。

5 ?低加疏水泵變頻改造情況

低加疏水泵變頻改造選擇A泵電機，變頻柜布置有開關(guān)、接觸器和隔離刀閘，變頻器故障時自動由A泵變頻方式切換到A泵工頻方式。A泵的PC段電源開關(guān)發(fā)生電氣故障時，聯(lián)啟B泵。變頻正常運行操作采用遠方控制方式。

設(shè)備規(guī)范

6 ?低加疏水泵變頻節(jié)能預(yù)期

變頻調(diào)速具有效率高、調(diào)速范圍寬、精度高、調(diào)速平穩(wěn)、無級變速等優(yōu)點。變頻器先將三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，再將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，通過IGBT來控制電機的運行頻率，從而達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。電機的轉(zhuǎn)速：n=50f（1-S）/P （f為供電頻率，P為電機的極對數(shù)，S為滑差）。

以風(fēng)機和水泵流體機械來說明轉(zhuǎn)速與節(jié)能的關(guān)系，流體機械的轉(zhuǎn)速變化與其流量、壓力和功率之間的變化有如下的關(guān)系。

上述式子中Q、H、P分別代表轉(zhuǎn)速n對應(yīng)的流量、壓力、功率。即流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。由此可見，當(dāng)通過降低轉(zhuǎn)速以減少流量來達到節(jié)流目的時，電機所消耗的功率將降低很多。例如：當(dāng)電機轉(zhuǎn)速降到原來轉(zhuǎn)速的80%時，流量減少到80%，而軸功率卻下降到額定功率的（80%）3≈51%：若流量需減少到40%，則轉(zhuǎn)速相應(yīng)減少到40%，此時軸功率下降到額定功率的（40%）3≈6.4%。

一般而言：風(fēng)機，水泵類設(shè)備采用變頻節(jié)能裝置后，理論上節(jié)能為40～50%左右。

7 ? 變頻實際運行效果測試

檢驗低加疏水泵電機采用變頻裝置后的節(jié)能效果，根據(jù)公式：P=√3UIcosφ（U、I為線電壓電流），可得P=1.732*0.85*380/1000I=0.56I。采集到的詳細數(shù)據(jù)為下表：

通過以上數(shù)據(jù)總結(jié)實施效果：

通過采用變頻裝置，節(jié)能效果非常明顯。

9 ?變頻異常運行情況

變頻裝置長期使用期間，仍發(fā)生過一種異常運行狀況。即由于低加疏水箱水位控制變送器測量變送值與事故氣動調(diào)節(jié)門水位控制值設(shè)定值有重疊區(qū)。而導(dǎo)致變頻電機出力過小，引起系統(tǒng)低壓給水系統(tǒng)兩臺凝結(jié)水泵同時運行的極小異常，證明變頻裝置在維護方面維護量很低。

同時，運行中應(yīng)注意對變頻柜風(fēng)扇運行情況檢查，防止因為風(fēng)扇行異常導(dǎo)致變頻器輕故障報警。這種情況僅僅發(fā)生過一次。

10 ?變頻運行注意事項

電機搖測絕緣時應(yīng)注意，低加疏水泵變頻控制柜內(nèi)有工頻、變頻切換功能，停電后拉開變頻柜刀閘HD，在刀閘HD下口搖測電機絕緣。另外A 泵正常運行是變頻運行，不能工頻啟動運行。只有A 泵變頻故障情況下，才聯(lián)鎖起A 泵工頻。變頻柜門上的電位器是檢修人員設(shè)定水位定值使用，運行人員不能隨意調(diào)整。

11 ?結(jié)束語

通過精細比較低加疏水泵電機變頻運行電流變化情況，高中負荷下降耗極為明顯，低負荷由于運行時間較少，但是通過公式分析，降幅必將更為明顯。而且小電機改造變頻費用低、占地極小、發(fā)熱量很少、維護量很少，但對于穩(wěn)定400V母線電壓極為有利，對于母線設(shè)備切換限制也相對較小。

綜上所述，各公司在進行節(jié)能降耗工作中，應(yīng)避免一味堅持大系統(tǒng)、大電機的大刀闊斧式改造，而忽視了對小系統(tǒng)，小電機方面的節(jié)能降耗潛能認知。

參考文獻：

[1].王春英，海英，長友，姚嵐，宋濤.火電廠低加疏水泵變頻技術(shù)的應(yīng)用[J].自動化儀表，2007.