安鋼360環(huán)冷發(fā)電凝結(jié)水泵的變頻節(jié)能改造

□馮向臻 周飛船

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司動(dòng)力廠 河南 安陽(yáng) 455000)

安鋼360環(huán)冷發(fā)電凝結(jié)水泵的變頻節(jié)能改造

□馮向臻 周飛船

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司動(dòng)力廠 河南 安陽(yáng) 455000)

本文介紹了安鋼環(huán)冷發(fā)電中的凝結(jié)水泵一拖一運(yùn)行模式，兩個(gè)凝結(jié)水泵均采用工頻運(yùn)行，為了節(jié)約能源，在機(jī)組中加入變頻器，控制正常情況下運(yùn)行的凝結(jié)水泵電機(jī)采用變速方式運(yùn)行，另一臺(tái)仍保持工頻備用，由電機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷變化調(diào)整除氧器水位。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，采用一頻一工運(yùn)行節(jié)約電能，降低噪音，改善工作環(huán)境。

安鋼360；凝結(jié)水泵；變頻節(jié)能改造

在汽水系統(tǒng)中，首先凝汽器將汽輪機(jī)產(chǎn)生的蒸汽凝結(jié)成水，凝結(jié)水泵是將這些水輸送到除氧器中的重要輸送設(shè)備，在汽水系統(tǒng)中最大的耗電設(shè)備[1-3]。安鋼動(dòng)力廠360環(huán)冷發(fā)電系統(tǒng)中，凝結(jié)水泵采用一拖一運(yùn)行方式，在輸送過(guò)程中采用調(diào)整閥技術(shù)控制除氧器的上水流量，這種技術(shù)僅僅是通過(guò)改變通道的流通阻力來(lái)控制水位，存在調(diào)整精度低、耗能高、故障率高等問(wèn)題。

隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)360環(huán)冷發(fā)電凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻節(jié)能改造，利用軟硬件設(shè)備和變頻器控制到除氧器中的上水流量，改變凝結(jié)水泵電機(jī)的輸出功率[4]。通過(guò)對(duì)除氧器上的液位數(shù)據(jù)分析，制定上水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制技術(shù)，在保證現(xiàn)凝結(jié)水系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，最大限度提高效率，降低能耗。

1 凝結(jié)水系統(tǒng)工作流程

在機(jī)組中凝結(jié)水泵采用一拖一運(yùn)行方式，一臺(tái)凝結(jié)水泵運(yùn)行，另一臺(tái)備用，當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，備用凝結(jié)水泵才啟用，采用設(shè)備冗余的方式保證汽水系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。但是兩臺(tái)凝結(jié)水泵配置一樣，均采用工頻方式運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，這樣極大的浪費(fèi)設(shè)備資源。安鋼動(dòng)力廠環(huán)冷發(fā)電系統(tǒng)中，凝結(jié)水泵電機(jī)功率為110KW，額定電流199A，凝結(jié)水泵電機(jī)容量大、參數(shù)高，電機(jī)定速運(yùn)行輸出功率不變，僅僅通過(guò)調(diào)整閥技術(shù)來(lái)控制水位，會(huì)損失很大一部分能量，浪費(fèi)很多電能。

2 變頻改造方案

保持原來(lái)的凝結(jié)水流程不變，在電源室加入變頻器，該變頻器控制凝結(jié)水泵1電機(jī)變速運(yùn)轉(zhuǎn)，凝結(jié)水泵2仍保持工頻備用，系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，凝結(jié)水泵1電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速變化來(lái)調(diào)整除氧器水位，當(dāng)轉(zhuǎn)速高時(shí)除氧器水位高，相反除氧器水位低，調(diào)節(jié)過(guò)程自動(dòng)精確，減少因電機(jī)額定功率帶來(lái)的能源浪費(fèi)，達(dá)到真正的節(jié)能降耗的目的。

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，凝結(jié)水泵1在變頻器的控制下電機(jī)平滑的旋轉(zhuǎn)，精確的控制除氧器水位，當(dāng)該凝結(jié)水泵運(yùn)行不穩(wěn)定或故障時(shí)，系統(tǒng)停止該凝結(jié)水泵，啟動(dòng)凝結(jié)水泵2，這個(gè)切換過(guò)程平滑穩(wěn)定，不會(huì)導(dǎo)致除氧器水位忽高忽低帶來(lái)的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，當(dāng)凝結(jié)水泵1恢復(fù)正常后再停止凝結(jié)水泵2，啟動(dòng)凝結(jié)水泵1。這個(gè)過(guò)程涉及凝結(jié)水泵的啟動(dòng)停止操作,以及凝結(jié)水泵在變頻方式和工頻方式之間的相互切換，切換分為兩種情況：變頻泵向工頻泵切換、工頻泵向變頻泵切換[7]。

變頻泵運(yùn)行不穩(wěn)定或故障時(shí)，需要變頻泵向工頻泵切換，這兩種情況切換稍有不同，變頻泵運(yùn)行不穩(wěn)定的情況下，不是立即停止運(yùn)行，而是變頻器切斷電源，先有變頻改給工頻，調(diào)整閥門(mén)關(guān)小，利用閥門(mén)開(kāi)度的大小調(diào)節(jié)水位，這樣的過(guò)程維持到系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)穩(wěn)定后才啟動(dòng)工頻泵運(yùn)行，等工頻泵升到額定功率后，停運(yùn)變頻泵，切換結(jié)束。這種切換存在兩臺(tái)水泵同時(shí)工作的時(shí)間段，這樣可以最大化保證切換平滑，系統(tǒng)安全可靠。變頻泵故障無(wú)法運(yùn)行時(shí)，立即啟動(dòng)工頻泵同時(shí)停運(yùn)變頻泵，調(diào)整閥退出自動(dòng)調(diào)節(jié)方式，在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，兩臺(tái)凝結(jié)水泵并行運(yùn)行時(shí)間不能超過(guò)1min，以防發(fā)生汽蝕危險(xiǎn)。

變頻泵恢復(fù)正常后，為了節(jié)約電能，系統(tǒng)需要將工頻泵切換到變頻泵運(yùn)行，在不停止原有泵工作前提下，啟動(dòng)變頻泵運(yùn)行，剛開(kāi)始電機(jī)仍然以工頻方式運(yùn)行，升到額定功率后，工頻泵才停止運(yùn)行，確認(rèn)系統(tǒng)各參數(shù)穩(wěn)定后變頻器通電，電機(jī)以變頻方式運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)整閥幾乎全開(kāi)，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速不同調(diào)整除氧器水位，切換結(jié)束。此切換過(guò)程中由同一臺(tái)凝結(jié)水泵工頻變?yōu)樽冾l更安全可靠。

3 改造效果分析

3.1 改造后經(jīng)濟(jì)性分析

從經(jīng)濟(jì)效益上分析，對(duì)比不同負(fù)荷條件下，凝結(jié)水泵工頻和變頻兩種運(yùn)行情況下消耗的電量，電量消耗的多少直接反應(yīng)改造前后節(jié)能的效果。電流變化情況如表1所示。

表1 凝結(jié)水泵工變頻電流變化情況

從上表分析得出，負(fù)荷越高，節(jié)省的電量越多。按照平均每年電機(jī)負(fù)荷率80%運(yùn)行7 008h，電費(fèi)為0.488元/kWh計(jì)算，節(jié)電量約為0.6GkWh，節(jié)省電費(fèi)約為10萬(wàn)元以上。

3.2 改造后安全性分析

從系統(tǒng)安全可靠性分析，電機(jī)變頻運(yùn)行，電流變化比較平滑，不會(huì)出現(xiàn)電流峰值現(xiàn)象，減少電流巨大變化對(duì)電機(jī)的沖擊，延長(zhǎng)電機(jī)壽命，減低日常維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，變頻運(yùn)行調(diào)整閥幾乎全開(kāi)，減少因調(diào)整閥開(kāi)度不斷變化帶來(lái)的水流噪音，減少管道震動(dòng)，消除工作噪音的困擾。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造，將調(diào)整閥技術(shù)變?yōu)樽冾l技術(shù)控制除氧器水位，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況充分證明了此技術(shù)的可行性，同時(shí)該技術(shù)控制水位精確，節(jié)約電能，運(yùn)行過(guò)程安全可靠，這種控制技術(shù)有前瞻性，有很好的前景，具有推廣意義。

[1]王承亮.1 000MW機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)優(yōu)化改造研究[J].中國(guó)電力,2013,46(12):48-51.

[2]孟坦.1 000MW機(jī)組凝泵變頻改造及除氧器水位全程自動(dòng)控制邏輯設(shè)計(jì)與優(yōu)化 [J].行業(yè)應(yīng)用與交流,2016(35):127-130.

[3]王帥.埃斯倍公司風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)控制優(yōu)化研究[D].吉林大學(xué),2015.

[4]衛(wèi)曉峰,胡學(xué)軍.2×350MW機(jī)組凝結(jié)水泵變頻改造分析[J].華電技術(shù),2013(35):47-49.

[5]李良仁.變頻調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2009.

[6]錢(qián)能,金生祥,王琪,等.凝結(jié)水節(jié)流控制與經(jīng)濟(jì)效益分析[J].中國(guó)電力,2014,47(3):69-73.

[7]姜飛飛.風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)電池監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué),2014.

1004-7026（2017）16-0144-02

TG333

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.16.101

馮向臻(1985.12-)，男，助理工程師，本科，從事發(fā)電設(shè)備維檢工作。

周飛船(1981.10-)，男，工程師，本科，從事發(fā)電設(shè)備維檢工作。