凝結(jié)水泵變頻改造和性能分析

郭健

[摘要]文章通過對通遼發(fā)電總廠5#機(jī)組凝結(jié)水泵的變頻改造，介紹了凝結(jié)水系統(tǒng)工作原理及變頻改造中的問題，分析凝結(jié)水泵變頻改造的控制策略，說明改造后凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行可以滿足系統(tǒng)要求，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

[關(guān)鍵詞]凝結(jié)水泵，變頻，控制策略

1、引言

近年來，國家高度重視節(jié)能發(fā)展戰(zhàn)略，對我國電力系統(tǒng)節(jié)能國際比較：研究“十二五”期間電力系統(tǒng)節(jié)能降耗潛力，包括電力系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析：研究電力系統(tǒng)節(jié)能原則、節(jié)能目標(biāo)、節(jié)能重點(diǎn)領(lǐng)域；提出可操作的電力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理政策措施建議。為響應(yīng)國家節(jié)能號召，電力行業(yè)也相應(yīng)出臺了節(jié)能減排政策，對能耗大的電力設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造。由原來的工頻工作方式改為頻率可調(diào)的變頻工作方式。通過對火力發(fā)電企業(yè)中變頻器應(yīng)用的調(diào)研和分析，確定了其可行性。凝結(jié)水：作為火電廠中的大型輔機(jī)，承擔(dān)著凝汽器疏水和除4器上水的動力，也為部分工業(yè)水系統(tǒng)和減溫水系統(tǒng)提供水源，需要消耗大量的電力。因此，凝結(jié)水：必須具備較高的運(yùn)行可靠性和靈活性，通過改變變頻器的工作頻率來調(diào)節(jié)凝結(jié)水：的轉(zhuǎn)速，高負(fù)c時(shí)增加轉(zhuǎn)速，低負(fù)c時(shí)降低轉(zhuǎn)速，使之可以較好地滿足流量變化，提高：在變流量時(shí)的工作效率，通過運(yùn)行實(shí)踐，使用變頻后系統(tǒng)運(yùn)行的線性度較好、動態(tài)響應(yīng)快，完全保證機(jī)組在更經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、凝結(jié)水泵改造前后運(yùn)行比較

圖1為凝結(jié)水系統(tǒng)流程圖，簡要流程是：排氣裝置凝汽器l凝結(jié)水：l精處理裝置l q封加熱器l除4器上水>l低壓加熱器l除4器。在機(jī)組運(yùn)行期間，&汽經(jīng)旁路或低壓？，排入凝汽器，排氣經(jīng)空冷系統(tǒng)凝結(jié)成水，流入凝汽器底部。凝結(jié)水通過凝汽器底部出水管，經(jīng)[網(wǎng)后進(jìn)入凝結(jié)水：，再由凝結(jié)水：經(jīng)低壓加熱器打入除4器中。凝汽器中的水源主要由凝結(jié)水補(bǔ)水：來的除Q水補(bǔ)充。在機(jī)組的啟動和運(yùn)行過程中汽水工質(zhì)做功產(chǎn)生的損耗，都需要補(bǔ)充除Q水，以維持正常運(yùn)行所需水量。凝汽器內(nèi)水位太高會使換熱面積減少，真空下降，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)與安全運(yùn)行，凝汽器中的凝結(jié)水必須保持一定的水位，才能保證凝結(jié)水：安全運(yùn)行。

從圖2可以看出，對電氣回路的改造后，變頻控制系統(tǒng)為一拖二手動工/變頻切換控制方式。當(dāng)變頻模式出現(xiàn)故障時(shí)，可切換為工頻模式。凝結(jié)水：在工頻方式運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組降低負(fù)c時(shí)，A P&發(fā)量減少，給水量需求相應(yīng)下降，由兩個(gè)除4器上水調(diào)整門維持除4器水位，控制凝結(jié)水流量，使：以最小流量運(yùn)行。改為變頻模式運(yùn)行時(shí)，除4器水位通過調(diào)節(jié)除4器上水調(diào)整門和凝結(jié)水：的變頻器同時(shí)控制凝結(jié)水上水量。變頻運(yùn)行的凝結(jié)水：，以較低的出力運(yùn)行時(shí)，由于凝結(jié)水：的轉(zhuǎn)速較低，各種以凝結(jié)水作為冷卻水的減溫水壓力會有所下降，此時(shí)需要通過變頻調(diào)速來達(dá)到理想的出力保證凝結(jié)水母管壓力。

5#單元機(jī)組設(shè)計(jì)了兩臺100%出力的凝結(jié)水：，共用一臺變頻器。正常工況下為一運(yùn)一備，當(dāng)由變頻：自動控制除4器水位時(shí)，由于某種原因工頻：運(yùn)行時(shí)，自動切除變頻自動，將轉(zhuǎn)速自動調(diào)到最大；當(dāng)除4器水位低或凝結(jié)水出口母管壓力低時(shí)，備用：連鎖啟動，且變頻模式自動切除，改為工頻模式。當(dāng)機(jī)組升負(fù)c時(shí)，除4器以滑壓方式運(yùn)行，除4器上水壓力和給水量也會隨著發(fā)生變化，給水量增大除4器水位下降，除4器上水，迅速打開補(bǔ)水，凝汽器水位隨上水量的增加而下降，因此需要凝結(jié)水補(bǔ)水系統(tǒng)快速補(bǔ)水，直至負(fù)c穩(wěn)定到目標(biāo)值。反之，當(dāng)系統(tǒng)在降負(fù)c時(shí)，需要快速疏水，保證水位不至于偏高影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。維持穩(wěn)定的除4器水位可為給水：提供必要的靜壓力，防止給水：汽Q發(fā)生，同時(shí)也能達(dá)到很好的除4效果。因此，凝結(jié)水系統(tǒng)的自動控制回路需要控制好除4器水位與凝結(jié)水：出口壓力。

3、凝結(jié)水系統(tǒng)改造前后控制方式對比

凝結(jié)水：變頻控制的目標(biāo)是除4器水位與凝結(jié)水：出口壓力，控制的對象是除4器上水調(diào)節(jié)，與凝結(jié)水：轉(zhuǎn)速。除4器水位是通過排汽裝置補(bǔ)水調(diào)節(jié)，間接控制的，如除4器水位低于設(shè)定值，排汽裝置補(bǔ)水調(diào)節(jié)，打開，凝結(jié)水箱的水補(bǔ)充道凝汽器中，因?yàn)槟髟O(shè)定的水位值改變，補(bǔ)充的水量會通過凝結(jié)水：被輸送到除4器。凝汽器水位是通過凝結(jié)水輸送：后的排汽裝置補(bǔ)水調(diào)節(jié)，來控制的。

凝結(jié)水：變頻改造后，除4器水位由原來的使用除4器上水調(diào)節(jié)>調(diào)節(jié)，調(diào)整為調(diào)節(jié)除4器上水調(diào)節(jié)>開度和改變凝結(jié)水：轉(zhuǎn)速共同控制除4器水位。為能達(dá)到最大節(jié)能效果，通常將除4器上水>切換為手動控制，且分別達(dá)到全開狀態(tài)，通過變頻器手動或自動調(diào)節(jié)控制凝：轉(zhuǎn)速，以維持除4器水位。在A P給水流量大于一定值時(shí)，變頻工作的凝結(jié)水：投入三沖量控制方式，除4器上水調(diào)節(jié)，也投入自動控制方式。除4器上水調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)凝結(jié)水出口壓力，凝結(jié)水：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制除4器水位。為了保證對除4器水位的連續(xù)自動控制，凝結(jié)水：變頻器運(yùn)行中如果推出自動控制方式后，除4器上水調(diào)節(jié)，會投入自動控制方式。實(shí)際應(yīng)用后表明，通過改變凝結(jié)水：轉(zhuǎn)速來控制凝結(jié)水：出口壓力要比通過改變除4器上水調(diào)節(jié)>開度更為迅速，變頻改造后的凝結(jié)水：控制特性表現(xiàn)出較好的節(jié)能效果。

4、凝結(jié)水系統(tǒng)改造前后經(jīng)濟(jì)效益分析

在凝結(jié)水：變頻改造前，通過除4器上水調(diào)節(jié)，來調(diào)節(jié)凝結(jié)水流量并維持除4器水位，由于這種調(diào)節(jié)方法僅僅是改變通道的流通阻力，而驅(qū)動源的輸出功率并沒有改變，節(jié)流損失相當(dāng)大，且設(shè)備耗電高，浪費(fèi)了大量電能。凝結(jié)水：改為變頻運(yùn)行方式后，在除4器上水調(diào)節(jié)，可以全開，既減少了，門節(jié)流損失，也能均勻調(diào)速，節(jié)約了大量的電能，具有顯著的節(jié)電效果。電機(jī)低速運(yùn)行以及工作在高效率區(qū)間，凝結(jié)水：電流明顯降低，電機(jī)線9和q承溫度明顯下降，減少了機(jī)械磨損和振動，延長了大修周期，可節(jié)省大量的檢修費(fèi)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。endprint