淺談發(fā)電廠(chǎng)凝結(jié)水泵變頻器的節(jié)能改造

摘 要：伴隨我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，隨之而來(lái)的資源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，并嚴(yán)重制約了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)在環(huán)保、節(jié)能方面也制定了相應(yīng)的政策方針。發(fā)電廠(chǎng)作為消耗能源較多的企業(yè)，為響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召也開(kāi)始了節(jié)能改造，尤其是在發(fā)電廠(chǎng)中占據(jù)很大位置的凝結(jié)水泵。本文基于目前發(fā)電廠(chǎng)凝結(jié)水泵現(xiàn)狀，提出了相應(yīng)的節(jié)能改造方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠(chǎng)；凝結(jié)水泵；變頻器；節(jié)能；改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0299-01

引 言

目前，資源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。我國(guó)電力生產(chǎn)機(jī)構(gòu)耗能非常大，不僅使用煤炭總量占據(jù)全國(guó)煤炭總量的40%左右，污染物排放也占非常大的比重，因此，發(fā)電廠(chǎng)節(jié)能改造勢(shì)在必行。而凝結(jié)水系統(tǒng)作為發(fā)電廠(chǎng)的重要組成部分，在發(fā)電廠(chǎng)耗能中占據(jù)非常大的比例。為此，發(fā)電廠(chǎng)有必要對(duì)凝結(jié)水泵變頻器進(jìn)行節(jié)能改造，以促進(jìn)發(fā)電廠(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 凝結(jié)水系統(tǒng)概述

凝結(jié)水泵是發(fā)電廠(chǎng)重要的輔助機(jī)器，其耗能在發(fā)電廠(chǎng)總耗能中占據(jù)的比重較大。目前大部分發(fā)電廠(chǎng)都對(duì)凝結(jié)水泵變頻器進(jìn)行了節(jié)能改造，大多采用“一拖一”或者“一拖二”的方式。這種改造方法大約能夠?yàn)榘l(fā)電廠(chǎng)節(jié)約30%左右的用電，并且能夠保證設(shè)備的可靠運(yùn)行，同時(shí)在提高發(fā)電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)方面效果顯著，所以凝結(jié)水泵的變頻器改造已經(jīng)成為當(dāng)前電力行業(yè)廣泛推廣的節(jié)能項(xiàng)目之一。以某發(fā)電廠(chǎng)為例，分析其節(jié)能效果。某電廠(chǎng)每臺(tái)機(jī)組中配備50%容量的凝結(jié)水泵3臺(tái)，其中一臺(tái)采用“一拖一”模式，兩臺(tái)采用“一拖二”模式，并在給水管道上安裝除氧器給水主調(diào)節(jié)閥和給水輔調(diào)節(jié)閥。凝結(jié)水泵采用抽芯式結(jié)構(gòu)，部件可拆裝更換，泵殼設(shè)計(jì)成全真空型。改造完成后，雖能夠減少耗能，但卻有新的問(wèn)題出現(xiàn)：凝結(jié)水泵原有調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)壓力無(wú)法滿(mǎn)足原有凝結(jié)水用戶(hù)對(duì)壓力的需求，并且凝結(jié)水泵的保護(hù)、連鎖等調(diào)節(jié)閥的控制回路均需要進(jìn)行改動(dòng)和優(yōu)化。

2 凝結(jié)水泵變頻器節(jié)能改造手段

①機(jī)組啟機(jī)自第一臺(tái)凝結(jié)水泵啟動(dòng)至150MW負(fù)荷時(shí)，凝結(jié)水泵變頻不得投自動(dòng)，手動(dòng)調(diào)整凝結(jié)水泵變頻保持凝結(jié)水泵出口壓力在10MPa以上，此時(shí)除氧器水位由除氧器水位主調(diào)閥投自動(dòng)（輔調(diào)閥不能投自動(dòng)）或手動(dòng)調(diào)整保持；②凝結(jié)水泵變頻器投入自動(dòng)運(yùn)行前，應(yīng)檢查凝結(jié)水泵出口壓力給定值與凝結(jié)水泵出口實(shí)際壓力基本相同，但不得小于0.70MPa；③機(jī)組負(fù)荷大于150MW且凝結(jié)水流量大于350t/h，2臺(tái)凝結(jié)水泵變頻器正常啟動(dòng)，待進(jìn)入凝汽器疏水?dāng)U容器的疏水門(mén)全關(guān)閉之后，將凝結(jié)水泵變頻器投入自動(dòng)運(yùn)行；④凝結(jié)水泵變頻器自動(dòng)運(yùn)行后，對(duì)其出口壓力和除氧器的水位進(jìn)行檢查，確保2臺(tái)汽泵密封水壓在正常范圍內(nèi)，凝結(jié)水泵變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)以及除氧器水位調(diào)節(jié)閥的正常運(yùn)行；⑤為達(dá)到節(jié)能目的，在機(jī)組負(fù)荷超過(guò)170MW時(shí)，除氧器水位主調(diào)閥接近全開(kāi)后，手動(dòng)將除氧器水位輔調(diào)閥逐漸開(kāi)啟；⑥在機(jī)組負(fù)荷小于250MW時(shí)，凝結(jié)水泵定期輪換，操作過(guò)程中，確保凝結(jié)水泵的出口壓力的穩(wěn)定性。此種由凝結(jié)水泵變頻器控制除氧器水位的改造方案，能夠充分發(fā)揮凝結(jié)水泵變頻器的節(jié)能、節(jié)電潛力，效果如下。

3 發(fā)電廠(chǎng)凝結(jié)水泵變頻器的節(jié)能改造效果

改造之前，機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，2臺(tái)凝結(jié)水泵運(yùn)行，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)凝結(jié)水泵運(yùn)行，但都是通過(guò)調(diào)整再循環(huán)門(mén)的開(kāi)度和補(bǔ)水量來(lái)控制凝汽器的水位。

改造之后，整個(gè)除氧器水位自動(dòng)控制系統(tǒng)改造成兩段式控制（兩套控制回路），其中一套由除氧器水位控制回路，主要采用單沖量和三沖量的控制方式；另一套由凝結(jié)水泵出口母管壓力控制回路，由凝結(jié)水泵變頻器控制，其中母管壓力設(shè)定值為機(jī)組負(fù)荷的折線(xiàn)函數(shù)。當(dāng)凝結(jié)水流量高于350t/h時(shí)，凝結(jié)水泵需提高轉(zhuǎn)速以滿(mǎn)足系統(tǒng)需要，此時(shí)凝結(jié)水泵變頻器投入水位自動(dòng)控制，調(diào)節(jié)門(mén)自動(dòng)切換為凝結(jié)水泵出口壓力控制。由于除氧器的容積較大，從而使被調(diào)節(jié)的除氧器水位存在很大慣性，這就導(dǎo)致在出現(xiàn)較大負(fù)荷變化時(shí)，給水流量變化較大從而造成“虛假水位”現(xiàn)象，從而增大了凝結(jié)水流量和給水流量的不平衡性，增加了調(diào)節(jié)時(shí)間，而凝結(jié)水泵變頻器利用三沖量控制回路調(diào)節(jié)除氧器水位則能夠很好的解決這一問(wèn)題。主調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)除氧器水位，副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)除氧器入口凝結(jié)水流量，同時(shí)將總給水流量作為副調(diào)節(jié)器的前饋信號(hào)。當(dāng)凝結(jié)水流量發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，通過(guò)內(nèi)回路的作用可以迅速消除；當(dāng)給水流量發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，通過(guò)內(nèi)回路的作用可以使凝結(jié)水流量迅速跟蹤給水流量的變化。

按以上方案實(shí)施后，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化，凝結(jié)水泵耗電量有了明顯降低，如圖1所示?；诖藢?duì)凝結(jié)水泵耗電進(jìn)行測(cè)算如下，2臺(tái)機(jī)每天節(jié)電：17.44×6×0.95×24×1.732=4132.1917kWh；2臺(tái)機(jī)全年（按全年各運(yùn)行300d）節(jié)電：4132.1917×300=1239657.5kWh；2臺(tái)機(jī)全年節(jié)省費(fèi)用：1239657.5kWh的電量折合人民幣（電價(jià)按0.50元/kWh）=1239657.5×0.50元/kWh=619828.75元。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，發(fā)電廠(chǎng)凝結(jié)水泵變頻器節(jié)能改造之后，無(wú)論是在節(jié)電方面、費(fèi)用方面都為企業(yè)節(jié)省了很大資源，且效果非常明顯。同時(shí)，節(jié)能改造后的電機(jī)、泵的轉(zhuǎn)速普遍下降，減少了機(jī)械摩擦，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，為電廠(chǎng)的節(jié)能降耗打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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收稿日期：2018-8-6