电厂凝结水泵高压变频器供电节能改造分析

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1、J电力安全技术第l8卷(2016年第7期)电厂凝结水泵高压变频器供电节能改造分析昌进国，杨立庆，王泽川(南海发电一厂有限公司，广东佛山528211)[摘要]分析了电厂凝结水泵工频运行存在能耗高、效率低，对电网和机电系统冲击大等缺点，指出了变频改造的必要性；介绍了凝泵变频改造的方案及控制策略；阐述了变频运行软启动的优点；计算了改造后的节能效果，改造后节能效果显著。[关键词]凝结水泵；高压变频器；变频调速；软启动；节能0引言1变频调速节能原理由电机学可知，电机的转速力与电源频率，成根据DL／T5000—2000火力发电厂设计技术正比，与电机

2、磁极对数p成反比，见式(1)。电机规程))规定，某电厂2台330MW汽轮发电机组出厂p，S(电机转差率)已确定不变，故可改变，凝结水泵(以下简称凝泵)设计容量为机组额定负调节电机转速。荷时凝结水量再加l0％的裕量作为选泵要求，同60×，(1-s)力——时，输送管道的通流量也相应增大，与凝泵相匹配。p为了保证发电生产的安全陛和可靠性，允许凝结水由离心水泵的工作原理可知，使用感应电动机泵短时适当超额定流量运行来处理突发故障。因此，驱动的水泵负载，轴功率尸与流量0、扬程H的电厂系统配置的凝泵容量与扬程均有较大的裕量，关系为：机组在正常运行时除

3、氧器水位调节阀不需开足，此JF)：时有较大的节流损失；而且工频运行水泵大部分时367×，7间偏离设计的高效运行区域，一定程度上影响了机式中：P，kW；H，m；Q，m／h；，7为效率。组的经济性。由于与转速力成正比，H与转速力的平方成正比，为了降低机组的能耗，经过多方论证及技术经尸与转速力的立方成正比。因此当电动机的转速由济比较，决定采用高压变频器技术，通过改变水泵力变化到门时，Q，H，P与转速的关系如下：电机驱动电源频率，实现凝泵无级变速，使得凝结Q2=Ql三一(3)力1水的流量与压力适应机组负荷的变化，并减少调节／、2阀门的节流损失。

4、：日×f力l(4)理论上而言，泵的功耗与转速3次方成正比，l／、3因而采用变频调速技术节能效果将非常显著。另外，：JF)×f1(5)采用变频调速之后，依靠泵转速调节凝结水流量来n1调整除氧器的水位，比采用普通阀门调节线性度更根据流量Q、轴功率JF)与转速力的关系可知，好，易取得更好的调节品质。目前，高压大功率变当需要80％的额定流量时，通过调节电动机的转频调速系统(以下简称INVERT)技术，由于具有速至额定转速的80％，即调节频率到40Hz即可，明显的节能效果，已成为我国电力系统重点推广的这时所需功率将仅为原来的51．2％。节能技术之

5、一。下面从水泵的运行特性曲线(见图1)来进一一—第18卷(2016年第7期)电力安全技术J步分析采用变频调速后的节能效果。P=1．732×94X6×0．85830kW：(2)发电250MW，凝泵电机电流97A，扬程ⅣP=1．732×97×6X0．85857kW：(3)发电300MW，凝泵电机电流112A，JF)=1．732Xl12X6×0．85989kW：H，(4)发电330MW，凝泵电机电流115A，P=1．732×l15X6×0．851016kW：以年运行时间比例20％，50％，2O％，l0％计算，工频年平均功率：P=830X20％

6、+857×50％0QQ流量Q+989×20％+l016X10％894kW。图1水泵运行特性曲线2．2变频改造供电方式该厂2台330MW汽轮发电机组，每台机组当所需流量从p减小到Q：时，如果水泵电配2台凝泵，正常运行时凝泵1台工作1台备用。机工频运行并采用阀f-JiN节的办法，管网阻力将会改造方案为：1台机组配l台变频器，2台凝泵可增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A分别切至变频器运行，但只能l台凝泵变频运行，点变到新的运行工况点B点，所需轴功率与图另1台凝泵工频备用或运行。这样配置可节省1台中×的面积成正比。如果采用调节转速控制

7、高压变频器的高额改造投资及维护费用，而满足机方式，水泵转速由／7下降到力：，其管网特性并不组运行要求。其电气一次接线如图2所示。发生改变，但水泵的特性曲线将下移，因此其运行2．3变频改造电气控制工况点由A点移至C点，·此时所需轴功率与图(1)无论变频或工频运行方式下，仍通过6kV中H×Q：的面积成正比。从理论上分析，所节约高压电源开关启停凝泵。的轴功率尸与(一H)XQ的面积成正比。考虑(2)运行闭锁方式：只允许单台变频器供单台减速后效率下降和附加损耗，经实际运行统计，水泵运行方式，即只允许投1D泵1K，3K刀闸或泵通过变频调速控制可节能

8、20％-50％。2D泵2K，4K刀闸；只允许单台泵变频或工频运行方式，即只允许投1D泵3K与或5K刀闸，2D2凝泵变频改造泵4K或6K刀闸。(3)正常变频方式：6kVA段(B段)段电源2．1设备及运行参数经