基于變頻調(diào)速的135MW超高壓機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化

阿不都拉·阿不都熱合曼　張志斌

摘 要：節(jié)能降耗，降低發(fā)電成本，爭取電力市場，是我公司"求生存，促發(fā)展"的立足之本。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，降低廠用電率，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，減少系統(tǒng)中各種損失是重要一環(huán)。凝結(jié)水系統(tǒng)涉及范圍廣，包含設(shè)備多，對凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行有很大的節(jié)能空間，這里將對我廠凝結(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行中的弊端和優(yōu)化改造后的情況進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水泵；變頻器；除氧器；水位調(diào)節(jié)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.001

1 簡介

本文對變頻調(diào)速的135MW超高壓機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化的研究，主要以新疆華電吐魯番有限責(zé)任公司裝機(jī)容量為2×135MW燃煤機(jī)組為例，該燃煤機(jī)組采用了SG-420/13.7-M778超高壓中間再熱自然循環(huán)鍋爐設(shè)備為主。設(shè)備構(gòu)成情況如下：凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)兩臺100%容量的工頻凝結(jié)泵、四臺低壓加熱器、一臺軸封加熱器、一臺除氧器。其中，軸封加熱器額定流量為25%的凝結(jié)水再循環(huán)管至凝汽器。

2 現(xiàn)運(yùn)行方式與問題

（1）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)凝結(jié)水系統(tǒng)采用凝結(jié)水電動調(diào)節(jié)閥對除氧器水位進(jìn)行調(diào)節(jié)；

（2）凝結(jié)水系統(tǒng)需要兩臺凝泵進(jìn)行切換工作，需要進(jìn)行運(yùn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉凝結(jié)泵出口手動門，之后開啟備用凝結(jié)泵后緩慢打開備用凝結(jié)泵出口手動門，在開出口手動門時(shí)因手動門前后壓差過大，會遇到出口手動門打不開的情況，此時(shí)因用力過大造成出口手動門損壞。

（3）因凝結(jié)泵工頻運(yùn)行，在機(jī)組開停機(jī)過程或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，節(jié)流損失增大，凝結(jié)泵耗電率增加。

3 變頻改造后節(jié)能分析

3.1 節(jié)能計(jì)算原理

變頻改造后，節(jié)能計(jì)算需要根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行，一般來說，通常以年運(yùn)行時(shí)間為節(jié)能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。其中，設(shè)置符合高、中、低三種情況時(shí)間比為q%、w%、e%，對此，節(jié)能計(jì)算情況如下：

變頻改造前：

Q改造之前=1.732×U×I×cosφ

平均功率P改前均=∑P改前×δ

（上述公式中，δ為設(shè)備負(fù)荷高、中、低的時(shí)間比。在進(jìn)行實(shí)際計(jì)算過程中，我們假設(shè)135MW的負(fù)荷為50%，120MW的負(fù)荷為30%，80MW或以下負(fù)荷為20%進(jìn)行節(jié)能計(jì)算。）；

3.2 實(shí)際計(jì)算

P改前凝泵=1.732×U×cosφ（50%×20+ 30%×19+ 20%×21）=177.0KW

在進(jìn)行節(jié)能改造過程中，實(shí)際耗能與運(yùn)行壓力也有著一定的關(guān)系，在進(jìn)行實(shí)際計(jì)算過程中，需要對負(fù)荷運(yùn)行情況進(jìn)行明確規(guī)劃，以保證計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；

平均功率P改后=∑P改后×δ =250*（0.85×0.85×0.85×50%+0.75×0.75×0.75×30%+0.65×0.65×0.65×20%）=122.2KW

（δ為機(jī)組負(fù)荷在高、中、低的時(shí)間比）；

估算單臺凝泵變頻改造后平均節(jié)電率為：

η=（ P改前 - P改后）/ P改前 =31.0%

估算單臺凝泵變頻改造后所節(jié)約的電量：

ΔW=P改前×η×t=177*0.31*7861=43.13萬kWh；

若結(jié)算電價(jià)按0.235元/kWh， 凝泵變頻改造后一年節(jié)約電費(fèi)大約為：

F=ΔW*0.235≈10.14萬元

單機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造年節(jié)電10.13萬元。

3.3 調(diào)節(jié)凝結(jié)水母管壓力

我廠1、2號機(jī)組給水泵密封水取自凝結(jié)水雜項(xiàng)用水聯(lián)箱，給水泵密封水注射到密封腔內(nèi)向泵送水方向流去，給水泵密封水會與外漏泵水相遇，并受到水泵管道影響，密封水柱會回流。對此，想要對給水泵密封水柱進(jìn)行有效控制，可以將前置水泵的進(jìn)口壓力進(jìn)行提升，避免密封腔漏水。密封水設(shè)計(jì)值壓力為高于前置泵入口壓力100kPa。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低于75%額定負(fù)荷后，凝結(jié)泵出力降低，此時(shí)為了滿足給水泵密封水壓差，必須增加凝結(jié)泵變頻頻率，提高凝結(jié)水雜壓力，從而嚴(yán)重制約了凝結(jié)泵變頻節(jié)能效果。

現(xiàn)將給水泵密封水與前置泵入口壓差控制值降至30-40kPa，則在機(jī)組60%-75%額定負(fù)荷時(shí)，凝結(jié)水壓力可由原來的1.27MPa降至0.9MPa，凝結(jié)泵運(yùn)行電流降低1.5-2A，進(jìn)一步提高了凝結(jié)泵變頻運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2015年1月開始實(shí)施，自運(yùn)行以來，降低給水泵密封水與前置泵入口壓差控制值，不影響給水泵耗電率及給水泵效率，給水泵運(yùn)行中軸承溫度無顯著變化；通過對給水泵解體檢查，未發(fā)現(xiàn)給水泵軸端卸荷型迷宮密封磨損現(xiàn)象，未對設(shè)備造成損害。同時(shí)降低密封水與前置泵壓差值后，凝結(jié)泵變頻節(jié)能效果顯著增加，凝結(jié)泵耗電率由原來的0.187%降至0.15%，發(fā)電煤耗降低0.1417g/kWh，年節(jié)約標(biāo)煤262噸，提高利潤4.19萬元。

4 結(jié)論

綜上所述，本文關(guān)于變頻調(diào)速的135MW超高壓機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化的研究，主要以實(shí)驗(yàn)方式證明了利用負(fù)荷時(shí)段進(jìn)行除氧器水位調(diào)門全開方式，能夠?qū)δ眠M(jìn)行有效調(diào)速控制，根據(jù)水泵運(yùn)行實(shí)際情況，進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。這種調(diào)控方式具有較高的控制精度，能夠降低機(jī)組消耗，并保證機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)還有利于減少調(diào)節(jié)閥的噪音污染，并能夠很好地控制調(diào)閥的磨損。

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