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联合循环电厂给水泵变频改造节能分析
林道泽
(中海海南发电有限公司, 海南 洋浦 578201)
摘要:以中海海南发电有限公司高压给水泵变频改造为例,分析对高压给水泵进行交流变频改造的必要性及可行性;分析变频改造前后的经济性和节能效果,说明给水泵变频改造是电厂节能降耗的可行途径。
关键词： 联合循环； 给水泵； 变频； 节能 1 高压给水泵运行中存在的问题
洋浦电厂拥有两套联合循环机组，总装机容量440 MW，燃气轮机为西门子公司生产的V94.2重型燃机，以燃用天然气并执行调峰运行。两台杭州锅炉厂设计制造的双汽、双压带除氧无补燃式自然循环余热锅炉，相对配套的两台哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的双压、单轴、单缸、冲动、凝汽式汽轮机组。投运初期，余热锅炉高压给水调节阀多次出现故障，导致高压汽包水位失控，造成故障停机，严重影响电厂安全生产。经分析找出了问题：设计单位以额定工况进行设备选型，并按规程留下一定的裕量，没有充分考虑洋浦电厂机组运行特殊性。洋浦电厂运行方式是每天只在晚上用电高峰时段的3~ 4小时才能带满负荷，其余时间都只带部分负荷运行。有时后半夜低至30%多负荷（按联合循环的总出力计算）。机组大部分时间远离额定工况运行，离设计点相差甚远，设计上的高压给水泵出口压力调节能力明显不足（仅20%流量调节）。余热锅炉高压给水调节阀设计工作压差应小于1.2MPa而运行中的高压给水调节阀实际工作压差达10MPa，比标准工作范围高出近10倍，致使高压给水调节阀长期在高压差的振动中运行并承受巨大的节流损失，阀芯也在不断冲刷中损坏。这就是造成余热锅炉高压给水调节阀损坏的根本原因。
2 给水泵的变频改造
给水泵的调节方式包括节流调节、回流调节、变频调节等。其中，变频调节是一种高效节能的调节方式，是对给水泵等大功率旋转机械实施变频控制改造，实现电厂节能减排目的的一条非常有效的途径。近年来，交流变频技术的发展已很好地解决了交流变频过程中产生的高次谐波对电源和电动机的影响问题；同时，交流变频技术具有调节效率高、调速范围宽、运行精度高、能实现无级变速等优点，所以，把对给水泵进行交流变频改造作为节能减排的
实施方案。经方案论证，确定解决的最佳办法就是给余热锅炉高压给水泵加装变速调节装置，使其根据负荷的大小进行转速调节，从而达到控制和调节给水泵出水流量的目的。改造选用HARSVERT-A06/115型高压变频器一台，即两台高压给水泵配备一套变频装置，正常条件下，变频泵投入运行，工频泵备用。变频器的启动、停止及运行中频率的调节由安装在集控室的后台控制平台进行操作。
3 给水泵变频运行节能分析
3.1 给水泵出口压力比较 改造后系统管路不变（如图1），
定速节流调整流量时，阀门开度从30%变化到60%时，对应机组负荷35MW（下限）~70MW（上限）。给水泵流量从117 t/h变化到220 t/h，而出口压力在10.0~14.5 MPa范围内变化。变频调整流量时，给水泵流量从117 t/h变化到220 t/h，出口压力在4．7~8 MPa范围内变化。
通过比较看出：给水泵在相同的流量下，变频调节方式的出口压力要比定速节流调节方式减小6MPa，降低约45%，有效地减小了对水泵及阀门的磨损和损坏，节约了维修时间和费用，确保设备安全。
3.2 给水泵节能比较
考虑到调峰机组的负荷特性，选取80%额定负荷作为典型工况进行比较。如下表1： 表1给水泵运行参数表
运行条件 功率/KW 电流/A 流量/（t/h） 水泵出口压力/MPa 额定工况 工频实际工况 变频实际工况 1100 786 486 112 89 55 255 180 180 10．7 12 7 工频运行时：P=3*U*I*cos?=1.732*6000*89*0.85=786 KW 变频运行时：P=3*U*I*cos?=1.732*6000*55*0.85=486KW 式中P：电动机功率；U；电压；I；电流；cos?：功率因素
通过比较：在给水泵流量相同时，采用变频调节方式电机的输出功率要比采用节流调节方式减少300KW/H，节电率为38.1%。一套机组连续运行，一套调峰机组每天运行16小时计算，年节电量约为：330×（24+16）×300×0.75=3000000 KWH（取一年330天，0.75为折算系数）。实践证明，经过高压给水泵变频改造后，彻底解决了影响机组安全运行的缺陷，平均厂用电率下降0.9%。取得很好的节能效果。
4 结束语
高压给水泵改造为变频调整之后，通过减少锅炉给水调节门的节流损失、提高给水泵在
低流量偏离额定工况的效率来提高给水系统整体的运行效率，总体而言，给水泵的变频改造投资少，效益明显，采用高压变频技术，确保了设备安全、运行稳定，是一种可取的节能方式，目前该厂高低压给水泵均已采用变频技术，凝结水泵的变频改造也正在进行。
作者简介
林道泽（1974— ），男， 学士学位， 中级职称， 现为发电厂运行值长。