220 MW機(jī)組電動給水泵變頻改造方案及運(yùn)行

張永清

(華電龍口發(fā)電股份有限公司，山東 龍口 265700)

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220 MW機(jī)組電動給水泵變頻改造方案及運(yùn)行

張永清

(華電龍口發(fā)電股份有限公司，山東 龍口 265700)

摘要：介紹了某公司220 MW機(jī)組電動給水泵的變頻改造方案，總結(jié)了該公司給水泵改造后運(yùn)行的實踐經(jīng)驗，提出保障給水泵安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的維護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：給水泵；變頻；改造；運(yùn)行

某公司220 MW機(jī)組給水泵設(shè)計為2臺100%額定容量電動給水泵組，電動機(jī)同軸驅(qū)動前置泵，通過液力耦合器驅(qū)動給水泵并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，正常運(yùn)行方式是1臺運(yùn)行設(shè)備1臺備用設(shè)備，兩臺泵定期切換運(yùn)行。其技術(shù)參數(shù)見表1～4。給水泵耗電量占發(fā)電量的2.3%，占發(fā)電廠用電率的26.6%。給水泵作為電廠的主要輔機(jī)，耗電量大，直接影響供電煤耗和發(fā)電成本。為降低電動給水泵的耗電量，減少供電煤耗，對電動給水泵的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行優(yōu)化改造。

表1　前置泵技術(shù)參數(shù)

表2　給水泵電動機(jī)技術(shù)參數(shù)

表3　液力耦合器技術(shù)參數(shù)

表4　給水泵技術(shù)參數(shù)

2電動給水泵變頻改造方案

2.1給水泵液力耦合器改造

該公司液力耦合器改造方案是，將原液力耦合器改造成工變頻切換型多功能液力耦合器。實現(xiàn)這一改造后，液力耦合器具有了兩種可以互相切換的功能：一是工頻運(yùn)行時液力耦合器的調(diào)速功能(這是原來就有的)；二是變頻調(diào)速運(yùn)行時增速齒輪箱的輸出功能(這是改造后新增的)[1]。

具體改造方法是，對液力耦合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)行改造，廢除由液力耦合器輸入軸通過齒輪驅(qū)動的原潤滑油泵和工作油泵，在潤滑油系統(tǒng)和工作油系統(tǒng)安裝1臺潤滑油泵及2臺工作油泵，工作油泵一運(yùn)一備，新增的潤滑油泵和工作油泵的安裝位置，可選在距離液力耦合器油箱較近處，使液力耦合器油箱油位對油泵產(chǎn)生倒灌揚(yáng)程[2]。實現(xiàn)通過切換的變頻一拖二運(yùn)行方式，既便于給水泵的定期切換運(yùn)行，又便于互相備用。

2.2給水泵前置泵改造

該公司前置泵采用了由給水泵電動機(jī)同一轉(zhuǎn)軸驅(qū)動變速運(yùn)行的方案。前置泵同軸驅(qū)動變速運(yùn)行的充分必要條件是有效汽蝕余量必須大于必需汽蝕余量(NPSHa>NPSHr)，即無論轉(zhuǎn)速高低，始終保持有效汽蝕余量大于必需汽蝕余量。根據(jù)前置泵和給水泵特性曲線和相關(guān)數(shù)據(jù)，對待改造給水泵進(jìn)行了有效汽蝕余量和必需汽蝕余量的理論分析和計算，結(jié)論滿足NPSHa>NPSHr[3]。

2.3變頻器配套改造

該公司采用變頻一拖二方案，該方案的電氣一次接線如圖1所示，虛線框內(nèi)設(shè)備為實現(xiàn)變頻一拖二方案增加的設(shè)備。

圖1　電氣一次接線圖

這一方案的運(yùn)行方式靈活，每臺泵既可以變頻運(yùn)行，也可以工頻運(yùn)行；既可以在給水泵停止?fàn)顟B(tài)下切換，也可以在給水泵運(yùn)行狀態(tài)下切換，采用哪種切換方式可根據(jù)負(fù)荷工況及使用條件由運(yùn)行人員確定。正常運(yùn)行方式為一臺給水泵變頻運(yùn)行，另一臺泵工頻備用，變頻運(yùn)行泵故障跳閘時，聯(lián)鎖啟動工頻備用泵[4]。具體操作過程如下。

1)電機(jī)變頻運(yùn)行操作過程：先確定QF1為斷開狀態(tài)后，將隔離刀閘QS1合上，再將隔離刀閘QS3投入到變頻位置，變頻器充電完成后自動合QF1，變頻器帶電機(jī)變頻運(yùn)行。

2)變頻切換工頻操作過程：先停止變頻器，變頻器自動斷開QF1，再將隔離刀閘QS3投至工頻位置，再斷隔離刀閘QS1，然后合QF1，電機(jī)工頻運(yùn)行。

3)工頻切換變頻操作過程：先斷QF1，再合隔離刀閘QS1，再將隔離刀閘QS3投至變頻位置，變頻器充電完成后自動合QF1，變頻器帶電機(jī)變頻運(yùn)行。

4)檢修變頻器時，斷開QF1、QF2并搖出手車開關(guān)至實驗位置,再把QS3、QS4置于工頻位置，斷開QS1、QS2。

3給水泵變頻改造后的安全運(yùn)行

3.1給水泵啟動

1)給水泵工頻啟動：啟動1臺多功能潤滑油泵、1臺多功能工作油泵運(yùn)行，電動輔助潤滑油泵和另外1臺多功能工作油泵作為聯(lián)動備用泵。給水泵在工頻運(yùn)行方式下送電，運(yùn)行值班人員將耦合器勺管調(diào)整到最小開度，啟動給水泵運(yùn)行，運(yùn)行值班人員用勺管調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速。

2)給水泵變頻啟動：啟動1臺多功能潤滑油泵、1臺多功能工作油泵運(yùn)行，另外1臺工作油泵和電動輔助潤滑油泵投入聯(lián)動備用。給水泵在變頻運(yùn)行方式下送電，DCS收到變頻器發(fā)出的“請求運(yùn)行”信號，檢查變頻器具備啟動條件，無故障報警信號。運(yùn)行值班人員將液力耦合器勺管調(diào)到最小位置，將變頻轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)操作器調(diào)到最低轉(zhuǎn)速位置，操作給水泵變頻啟停操作器，啟動該給水泵變頻運(yùn)行。檢查DCS中變頻器發(fā)出“充電中”“變頻器運(yùn)行”正常顯示信號，5秒后給水泵控制開關(guān)自動合上，紅燈閃光，復(fù)位操作開關(guān)。檢查給水泵運(yùn)行正常后，將給水泵出口電動門開啟，運(yùn)行值班人員逐漸調(diào)大勺管開度，直至開到100%并固定在100%開度，以后通過調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)操作器調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速上水[5]。

3.2給水泵停止

1)停止工頻運(yùn)行給水泵：檢查多功能潤滑油泵和多功能工作油泵運(yùn)行正常，備用電動輔助潤滑油泵和另一臺工作油泵聯(lián)動備用正常，運(yùn)行值班人員調(diào)整耦合器勺管到最小開度，關(guān)閉給水泵出口電動門，停止給水泵運(yùn)行。

2)停止變頻運(yùn)行給水泵：檢查多功能潤滑油泵和多功能工作油泵運(yùn)行正常，備用輔助潤滑油泵和多功能工作油泵聯(lián)動備用正常。運(yùn)行值班人員逐漸調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)操作器至最低轉(zhuǎn)速位置，調(diào)節(jié)耦合器勺管到最小開度；檢查給水泵出口電動門關(guān)閉，操作給水泵變頻啟停操作器停止給水泵運(yùn)行，拉開給水泵控制開關(guān)。

3.3給水泵運(yùn)行維護(hù)

1)機(jī)組運(yùn)行中，在變頻給水泵停止運(yùn)行后，尚未切換到工頻方式送電時，若變頻運(yùn)行給水泵跳閘，要立即啟動變頻調(diào)速給水泵運(yùn)行。變頻調(diào)速給水泵停止運(yùn)行后，在電氣值班人員將給水泵電動機(jī)由變頻方式切換為工頻方式的過程中，若運(yùn)行給水泵跳閘，要通知電氣值班人員以最快的速度和方式恢復(fù)送電。

2)正常情況下，操作就地控制箱停止按鈕或者DCS停泵按鈕停止多功能工作油泵運(yùn)行前，要先解除備用多功能工作油泵聯(lián)鎖開關(guān)，再停止多功能工作油泵運(yùn)行，以防備用多功能工作油泵通過聯(lián)鎖聯(lián)啟。

3)啟動電動輔助潤滑油泵前，要解除電動輔助潤滑油泵聯(lián)鎖。電動輔助潤滑油泵運(yùn)行中，在啟動多功能潤滑油泵運(yùn)行前，要先解除運(yùn)行輔助潤滑油泵聯(lián)鎖，以防啟動多功能潤滑油泵后，潤滑油壓過高，通過聯(lián)鎖使電動輔助潤滑油泵跳閘。

4)多功能潤滑油泵、多功能工作油泵再循環(huán)門正常情況下應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)給水泵工作油壓或者潤滑油壓超過0.40 MPa時，要略開再循環(huán)門保持油壓不超過0.40 MPa，同時聯(lián)系檢修人員檢查處理。

4結(jié)束語

近兩年的運(yùn)行實踐證明，該公司電動給水泵變頻改造是安全可靠的，也是經(jīng)濟(jì)合理的。技術(shù)改造后有效地降低了給水泵的耗電量，廠用電率得到了明顯的控制，經(jīng)濟(jì)性顯著提高。運(yùn)行中需要值班人員進(jìn)一步的完善和總結(jié)經(jīng)驗，以保證變頻給水泵運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

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[6]王文斌.液力傳動[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：65.

A Study on the Scheme for the Frequency Conversion Renovation of the Electrically Driven Feed Pump of the 220MW Unit and Its Operation

ZHANG Yongqing

(Longkou Power Generation Co., Ltd. of China Huadian Corporation，Longkou Shandong 265700，P.R.China)

Abstract：By introducing the scheme for the frequency conversion renovation of the electrically driven feed pump of the 220MW unit in a company，this article sums up the practical experience of its operation after the renovation as well as giving relevant maintenance measures of ensuring its secure and economical operation．

Key words：feed pump；frequency conversion；renovation；operation

收稿日期：2015-12-27

作者簡介：張永清(1979-)，工程師，技師，主要研究方向為汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

中圖分類號：TM611

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-8032(2016)02-0032-03