低壓省煤器再循環(huán)泵變頻改造

孫亮

（深圳能源集團股份有限公司東部電廠檢修部，廣東 深圳 518120）

低壓省煤器再循環(huán)泵變頻改造

孫亮

（深圳能源集團股份有限公司東部電廠檢修部，廣東 深圳 518120）

低壓再循環(huán)泵在設(shè)計和選型時本身留有較大的裕量，工頻運行中浪費了大量的能源，經(jīng)深圳能源集團股份有限公司東部電廠研究決定采用“一拖一”變頻節(jié)能的辦法來改善系統(tǒng)運行狀況。

低壓省煤器再循環(huán)泵；變頻改造；技術(shù)方案；施工流程；節(jié)能分析

深圳能源集團股份有限公司東部電廠每臺機組余熱鍋爐有2 臺低壓再循環(huán)泵，一用一備，用以維持低壓省煤器管束的溫度高于酸露點。由于東部電廠機組主要參加調(diào)頻調(diào)峰運行，機組負荷變化頻繁，平均負荷率約74%左右，未能充分發(fā)揮出額定負荷下的高效率，對于低壓再循環(huán)泵而言，同樣未能在設(shè)計的最佳工況下運行，運行效率較低，同時考慮到低壓再循環(huán)泵在設(shè)計和選型時本身留有較大的裕量，實際運行中浪費了大量的能源，因此經(jīng)深圳能源集團股份有限公司東部電廠研究決定采用“一拖一”變頻節(jié)能的辦法來改善系統(tǒng)運行狀況。

兩臺低壓再循環(huán)泵電機參數(shù)如表1。

表1

1 兩臺低壓再循環(huán)泵變頻改造技術(shù)方案

對于本次變頻改造將采用一拖一，開關(guān)柜僅提供電源。變頻柜采用西門子原裝柜式泵類專用變頻器SINAMICS V50。

1.1 控制方式

（1）正常運行期間，QF1-1、QF1-2、QF2-1、QF2-2均合上，#1變頻柜、#2變頻柜控制方式均在遠方控制，低壓再循環(huán)泵一用一備連鎖投入，運行泵跳閘，備用泵聯(lián)啟。（2）允許在就地控制方式下，單臺或兩臺低壓再循環(huán)泵運行。（3）允許在遠方控制方式下，單臺或兩臺低壓再循環(huán)泵運行。

1.2 動力電纜、控制電纜接線改造（表2、3、4）

2 熱控邏輯更改

（1）泵運行和停止反饋判定。原邏輯：泵工頻運行/停止反饋取的是斷路器合/分信號。改造后邏輯：取變頻器運行和停止信號作為泵的運行和停止狀態(tài)信號。（2）跳泵指令。原邏輯：泵運行反饋有效后，出口電動閥關(guān)反饋有效延時10秒發(fā)出指令。改造后邏輯：原邏輯保留，依據(jù)：①泵的最低運行頻率為17Hz，變頻器頻率從0上升到17Hz頻率所用時間為10秒；②出口門關(guān)閉狀態(tài)下，在保證泵安全的前提下，可以以最低17Hz頻率運行；泵運行頻率從0上升到最低運行頻率所需安全時間為10秒；將泵所對應(yīng)的斷路器開關(guān)異常變位添加到泵跳閘邏輯中。（3）泵自動運行指令。原邏輯：備用泵在自動備用條件下，當主泵運行跳閘時，將自動聯(lián)啟。改造后邏輯：原邏輯保留，備用泵在自動啟動后，且頻率控制方式在溫度自動控制時將根據(jù)溫度進行閉環(huán)控制。備用泵在自動啟動后，且頻率控制方式在手動控制時，將自動跟蹤到主泵運行時頻率。實現(xiàn)方法：兩臺再循環(huán)泵共用同一頻率設(shè)置控制面板。（4）保留泵順控邏輯。泵允許啟動條件：原邏輯：①低壓汽包水位低有效：-450mm；②任意一臺凝泵啟動允許；③低壓再循環(huán)泵入口壓力正常：大于0.1MPa；④泵沒有跳閘信號。改造后邏輯：原邏輯保留，將“變頻器待機信號”添加到泵允許啟動條件中。（5）變頻泵和出口氣動閥的控制方式。變頻泵啟動后，出口氣動調(diào)節(jié)閥全開運行，變頻器頻率根據(jù)低壓省煤器溫度進行閉環(huán)控制。（6）低壓給水三通閥手動控制。

表2 低壓再循環(huán)泵變頻改造電纜清冊

表3 單臺低壓再循環(huán)泵變頻改造新增通道信號清單

表4 低壓再循環(huán)泵施工流程及進度計劃

表5 電機參數(shù)

表6 泵參數(shù)

表7

表8

3 改造前節(jié)能分析

電機參數(shù)如表5所示。

泵參數(shù)如表6所示。

表7的運行數(shù)據(jù)源于#2、#3機組DCS。

通過運行記錄，低壓再循環(huán)泵電機運行電流介于88A～95A之間，取92A計算電機功率：1.732×0.38×92×0.87=52.68kW。

2011.7.12 的數(shù)據(jù)，#2、#3機工況基本相同，以此為參考條件進行計算。

改造前軸功率計算：

流量Q=196.6×1000/3600=54.61 m3/s

壓差P=(2.15-1.37)×100=78 mH2O

泵效率η1=0.80

電機效率η2=0.95

軸功率 N=Q·P/102/η1/η2=54.94kW

改造后軸功率計算：

流量Q=54.61 m3/s

壓差P=(1.835-1.37)·100=46.5 mH2O

三通閥前壓力：1.2 MPa；150%×1.2=1.8 MPa

泵入口壓力：1.34 MPa；140%×1.34=1.87 MPa

因調(diào)閥后無壓力測點，所以按1.5倍三通閥前壓力和1.4倍泵入口壓力的平均值整定為1.835 MPa，此壓力足以保證調(diào)閥后壓力大于三通閥后壓力，從而保證低壓省煤器1的熱源供給。

泵效率η1=0.80

電機效率η2=0.95

軸功率 N=Q·P/102/η1/η2=32.75 kW

根據(jù)離心式水泵轉(zhuǎn)速與軸功率之間的關(guān)系：軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。

故54.94/32.75=(50/H)3，H=41.9Hz，即對應(yīng)32.75kW的轉(zhuǎn)速為41.9Hz。

節(jié)能效果：

按照單臺機組每年5000小時計算，

單臺機組1年節(jié)能：

（54.94-32.75）×5000=110950kW·h

單臺機組一年節(jié)約資金：

110950×0.533=59136.35元。

4 改造后實際節(jié)能情況

表8運行數(shù)據(jù)源于#3機組DCS。

經(jīng)技術(shù)改造，機組低壓再循環(huán)泵變頻運行實現(xiàn)閉環(huán)控制，泵出口調(diào)門全開，三通閥開度經(jīng)調(diào)試保持25%開度，電機運行電流最大不超過30A，取30A計算電機功率：1.732×0.38×30×0.87=17.2kW，改造前電機運行電流平均92A。

電機功率：1.732×0.38×92×0.87=52.68kW。

按照單臺機組每年5000小時計算，

單臺機組一年節(jié)能：

（52.68-17.2）×5000=177400kW·h

單臺機組一年節(jié)約資金：

177400×0.533=94554.2元

通過變頻改造，節(jié)能效果超過改造前節(jié)能計算結(jié)果。目前機組低壓再循環(huán)泵一用一備，運行平穩(wěn)，預(yù)計兩年完全收回改造成本。

TK223.33；TK227

A

1671-0711（2017）03（上）-0067-03