補給水泵電機變頻改造在肇慶電廠的應(yīng)用

蔣厚田

摘 要：眾所周知，環(huán)保、節(jié)能始終是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展永恒不變的話題。發(fā)電廠為了降低廠用電率，全面提高機組經(jīng)濟效益，開展輔機節(jié)能降耗的工作勢在必行。肇慶電廠根據(jù)自身設(shè)備實際狀況，從安全、節(jié)能的角度出發(fā)，對#1補給水泵進(jìn)行了變頻改造，通過改造前后的對比分析，節(jié)能降耗成效顯著。

關(guān)鍵詞：補給水泵；電機變頻；節(jié)能改造

中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 工程概述

1.1 國電肇慶電廠一期工程建設(shè)2×350MW抽凝式燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組，采用2臺350MW超臨界、中間再熱、抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組，配套2臺1150t/h超臨界一次中間再熱煤粉鍋爐，同步建設(shè)供熱系統(tǒng)進(jìn)行集中供熱。公司配套建設(shè)脫硫脫硝系統(tǒng)，應(yīng)用等離子點火及穩(wěn)燃、固態(tài)干排渣等14項國內(nèi)外成熟的先進(jìn)技術(shù)，率先引進(jìn)國際領(lǐng)先的微藻養(yǎng)殖固碳技術(shù)，通過微藻養(yǎng)殖吸收二氧化碳，排放氧氣，改善空氣質(zhì)量，并與其他企業(yè)在廢水、廢熱循環(huán)利用、灰渣綜合利用等方面開展合作，保護生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。公司符合國家“熱電冷聯(lián)供”、“上大壓小，節(jié)能減排”的電力產(chǎn)業(yè)政策和國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，公司現(xiàn)已投入商業(yè)運營。

1.2 肇慶電廠取水流程

北江水經(jīng)重力引水管、補給水池、補給水泵、補給水管進(jìn)入水質(zhì)凈化系統(tǒng)。補給水管道同時設(shè)置旁路管道，水質(zhì)較好時原水可直接通過旁路管道用作機組循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補給水。在洪水期水質(zhì)較差時，原水須經(jīng)過絮凝沉淀池處理后才可用作機組循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補給水。

2 補給水泵變頻改造前概況

2.1 補給水泵及其配套電機參數(shù)（表1）

2.2 補給水泵運行概述

補給水泵房一期安裝有三臺補給水泵，配套電機功率均為132kW。全年長時間運行，正常情況下運行方式為一運兩備，當(dāng)兩臺機組運行且?guī)Ц哓?fù)荷時會間斷增加一臺補給水泵運行。補給水泵后端設(shè)計兩套絮凝沉淀池，處理水量為2×1000m3/h，化學(xué)值班員根據(jù)機組用水需求控制補給水泵出口門開度，確保取用水平衡。目前，運行人員采用調(diào)整泵出口門開度控制取水量，這種操作方式的缺點是無法調(diào)整驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速和達(dá)到按比例節(jié)能的目的，從而造成了運行中輔機調(diào)節(jié)特性差及電能的大量浪費。

3 補給水泵變頻改造及運行操作說明

3.1 補給水泵變頻改造概況

經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)同意，現(xiàn)已對#1補給水泵進(jìn)行了變頻改造。#1補給水泵變頻器廠家為施耐德，變頻器型號為ATV71-132kW，變頻器容量為132kW。該變頻器尺寸為105×35×38mm，變頻器控制柜尺寸為230×80×60mm，控制柜安裝在380V補給水泵房PCA段母線抽屜柜旁邊。在#1補給水泵的電源開關(guān)輸出端與電機之間加裝變頻器。變頻器以總線控制，敷設(shè)一根15m長的通訊線至補給水泵配電室內(nèi)的通訊柜上，用以傳輸控制及反饋信號。在變頻器盤柜頂部安裝排風(fēng)扇，盤柜下部離地300mm處，開300×200mm的進(jìn)風(fēng)口，并加裝過濾棉防塵。用風(fēng)扇將變頻器內(nèi)部熱量不斷地排放到室外。

3.2 補給水泵變頻操作說明

3.2.1 #1補給水泵電機停送電操作步驟不變，只是在變頻器柜內(nèi)增加了一個風(fēng)機電源小開關(guān)，在將電源框架開關(guān)送電后，還必須合上變頻器柜內(nèi)風(fēng)機電源小空開（風(fēng)機安裝在變頻器柜頂部）；停電時只需將電源框架開關(guān)停電即可，變頻器風(fēng)機電源小開關(guān)除特別要求需將其斷開外，一般都保持在合閘位置。

3.2.2 #1補給水泵送電后，DCS上變頻器狀態(tài)仍處于失電狀態(tài)（變頻器顯示黃色），這是正?，F(xiàn)象，是由于還未合上該泵電源框架開關(guān)的原因。

3.2.3 變頻器運行頻率范圍在30Hz～ 50Hz，啟動頻率為30Hz。啟動后加減頻率速度要緩慢，變頻器跟蹤頻率有一定延時。

3.2.4 嚴(yán)禁用高壓搖表測量變頻器的輸出絕緣，這樣會使功率單元中的開關(guān)器件損壞。如果要對電機進(jìn)行絕緣測試，應(yīng)首先通知檢修人員將變頻器連接電機的電纜解開，再用搖表測試電纜及電機絕緣。

3.2.5 變頻器運行環(huán)境溫度盡量保持在30℃以下。如果變頻器風(fēng)機故障停運，應(yīng)立即切換泵運行，將#1補給水泵停電處理風(fēng)機正常后再投運。

4 補給水泵變頻改造前、后各參數(shù)對比

4.1 改造前通過閥門開度改變水量、壓力、電流等參數(shù)對照表（表2）

表2

閥門

開度 壓力

（MPa） 電流

（A） 流量

（m?/h）

15% 0.18 187.16 506

20% 0.19 194.42 700

25% 0.20 201.4 900

30% 0.20 207.6 1150

35% 0.21 212.5 1381

4.2 改造后通過頻率變化改變水量、壓力、電流等參數(shù)對照表（表3）

表3

頻率

（Hz） 壓力

（MPa） 電流

（A） 流量

（m?/h）

31 0.17 45.42 420

35 0.18 68.47 680

40 0.18 94.63 860

45 0.19 139.9 1100

50 0.20 187.3 1380

4.3 工頻和變頻控制下運行120小時電流、電量統(tǒng)計對照表（表4）

5 補給水泵變頻改造后的節(jié)能情況

5.1 節(jié)約耗電量、電費：補給水泵工頻運行日耗電按2807.88千瓦時計算，年耗電=2807.88×365=1024876.2千瓦時；補給水泵變頻運行日耗電按1871.92千瓦時計算，年耗電=1871.92×365=683250.8千瓦時。補給水泵采用變頻運行年節(jié)約電量=1024876.2-683250.8=341625.4千瓦時，電費按0.5元/千瓦時計算，一年節(jié)約電費17.08萬元。

5.2 補給水泵變頻改造后，補給水泵出口門全開，大大減小了水的阻力損耗。由于水泵的驅(qū)動電機在變頻狀態(tài)下工作，工作頻率在不斷的變化中，使水泵的固有共振頻率與工作頻率一致，從而避免了共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證了運行設(shè)備安全并達(dá)到了輔機節(jié)能的效果。

5.3 補給水泵采用變頻調(diào)速后，驅(qū)動電機基本工作在30Hz～50Hz的頻率范圍內(nèi)，相對降低了水泵的轉(zhuǎn)速。采用變頻后電機實現(xiàn)了軟啟動，可以在低速低電壓啟動，直至達(dá)到工作電流為止。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照V/f或矢量控制方式帶動負(fù)載進(jìn)行工作，幾乎對系統(tǒng)沒有沖擊。同時，啟動時的緩慢升速過程也使得整套機械設(shè)備的零部件、密封和軸承等的使用壽命大大延長。出口門的使用壽命大大延長，使檢修維護工作量減少，更降低了檢修工作的強度和費用。

結(jié)語

貫徹國家關(guān)于節(jié)能的方針、政策，加強節(jié)能管理工作是每個企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，環(huán)保、節(jié)能工作任重道遠(yuǎn)。肇慶電廠立足自身實際情況，狠抓輔機的節(jié)能降耗工作，從根本上杜絕了“跑、冒、漏、滴”等現(xiàn)象，全面提高了設(shè)備利用效率、不斷增強了行業(yè)競爭力；肇慶電廠始終堅持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，堅持節(jié)約優(yōu)先、效益為本的原則，始終堅持以能耗對標(biāo)、設(shè)備治理、技術(shù)提升等為途徑，不斷提升節(jié)能管理水平。誠然，只有建立完善的節(jié)能管理體系，才能實現(xiàn)機組主要能耗指標(biāo)在全國同類機組中處于領(lǐng)先水平，才能從根本上降低發(fā)電成本，提高市場核心競爭力。

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