(大唐呼图壁能源开发有限公司 新疆维吾尔自治区呼图壁县 831200)
【摘要】目前高压变频技术日益成熟，改造费用大幅度下降，在电力生产领域应用越来越广，并发挥重要作用，节能潜力巨大。国内外研究变频器节能主要是针对变频器设备本身的研究，对电厂实际系统上的研究较少。本文提供了一种凝结水泵变频调节深度挖潜的研究方向，通过对凝结水泵变频调节平衡点公式的理论研究，得到影响凝泵能耗的因素，从而制定措施深度挖掘凝泵变频节能潜力。
【关键字】凝泵变频、深度挖潜、节能、平衡点
1.引言
目前，面对电力市场“厂网分开，竞价上网”的形势，而“煤电价格联动”又不能完成实现、节能环保压力进行一步增大的严峻局面，在极度困难的境况下，通过“降本增效”促进发电企业维持正常的生产经营和发展壮大，已经成为主要的手段之一。火力发电厂大功率泵与风机，由于长期采用定转速、节流控制流量的运行方式，导致其运行经济性较差。因此，随着高压变频技术的逐渐成熟，作为降低厂用电率的一种有效途径，对大功率泵与风机（主要辅机）进行变频改造，对发电厂来说是有必要和紧迫的，凝结水泵就是一个很好的例子。
高压变频技术日益成熟，改造费用大幅度下降，在电力生产领域应用越来越广，并发挥重要作用，如风机、循环泵等高耗能设备，节能潜力巨大。国内外研究变频器节能主要是针对变频器设备本身的研究，对电厂实际的系统上研究较少，没有结合电厂实际开展凝结水泵变频节能改造后的深度挖潜研究。
2.研究背景
某电厂凝结水泵为上海水泵厂生产的NLO350-400×7型多级离心泵，采用变频控制，一拖二设置，正常运行时一台运行一台备用。除氧器水位采用三冲量控制，由除氧器上水调节门接收指令控制除氧器水位，凝泵变频控制凝结水压力，此种设计最大的优点是凝结水可以控制在一个较低水平，上水调节门在调节过程中也有较大的开度，能最大程度发挥变频泵的节能效果。由于该电厂汽动给水泵密封水压力要求2-3MPa，导致凝结水泵出口压力设定值较高为2.2MPa，凝泵变频调节性能没有得到完全释放。由于凝结水泵出口压力高导致除氧器上水调节开度在38-63%，节流损失大。凝结水泵厂用电率约0.3%，比行业优秀值0.14%相差0.16%，影响供电煤耗上升约0.5456g/KW.h。
改造前凝结水泵状态
表一
本论文主要通过对凝结水泵平衡点的理论研究，找出制约凝结水泵变频调节能力的因素，并制定改造方案，释放凝泵变频节能潜力。
3.凝结水泵平衡点的研究
（1）变频调速原理
水泵流量Q与转速n的关系为：Q1/Q2=n1/n2，转速与频率的关系为n=60f/p，变频调速原理就是通过改变频率f，改变泵的转速n，从而改变水泵出口流量Q。
（2）凝结水泵变频调试平衡点的确定
图一 平衡点的计算模型图
其中P0、P1、P2、Pcy分别为凝结水泵出口压力，P1为除氧器上水调节门进口压力，P2为除氧器上水调节门出口压力，Pcy为除氧器压力。
ΔH=ΔH1+ΔH2为除氧器进口与凝泵出口总高度差。
平衡点计算公式为：
其中Qmd、Pcyd分别额定负荷下凝结水流量与除氧器压力，在除氧器上水调节门开度不变的情况下，
为一个常数。
（3）节能挖潜途径分析
图二 凝泵出口压力与流量图
从图二可以看出O点为平衡点，QmA=QmB，PoA>PoB,na>nb。分析可以看出：在同样的凝结水流量下，降低凝泵出口压力时，其转速也随着降低，凝泵的耗能也下降。由此可见：降低凝泵出口压力可以提高凝泵变速运行节能效果。
图三 不同 下压力与流量曲线图
（4）理论研究结论
为实现凝结水泵深度节能挖潜工作，从两方面入手：
1）降低凝结水泵出口压力。
2）降低
的值（降低管理阻力系数）
4.采取的措施
（1）措施一：汽动给水泵密封水增压泵改造
在原来的凝结水至汽动给水泵密封水管路加装2台两台增压泵，来确保汽泵密封水压力在2-3MPa，且压力稳定。该泵正常运行时一用一备，增加流量、压力、测点，全部同电机本体能数一并纳入远方DCS系统。
2）措施二：除氧器上水调节门改造
利用机组停机检修机会，对除氧器上水调门博朗HF笼式阀芯结构进行改造，对阀笼前期设计的孔进行封堵，再重新根据调节流量设计开孔增加通流面积，减少节流损失。
5.改造后的效果
由于目前还没有对凝泵变频器进行整体调试，没有通过实验得到凝泵变速流量特性曲线，不能指导运行调整。为了保证系统安全稳定运行，只将凝泵出口压力设定值从2.2MPa降低至1.6MPa。根据运行情况，改造后凝结水系统参数对比如下：
从上表可以看出改造后凝结水压力降低0.8MPa，凝结水泵电流平均降低15A，除氧器上水调节门开度有较大提高，节流损失减少。每小时凝结水泵可节约电量为W=
=1.732*6KV*15A*0.88=146KW.h，全年可节约电量约70万KW.h。
6.结束语
通过以上的论述，经过对电厂实际运行情况的分析，对凝结水泵变频调节平衡点公式的理论研究，得到影响凝泵能耗的因素，排查凝泵变频节能受限的原因。通过本技术研究，为火力发电厂凝结水泵变频调节深度挖潜工作提供了一种研究方向，尤其是针对需要高凝结水压力、除氧器上水调节门节流损失大的火电厂。改造后，不仅降低了除氧器上水调节门的节流损失，还大大降低了凝结水泵的出口压力，节能效果显著，符合国家节能减排的要求。
参考文献:
[1]张宝.凝结水泵变频改造调试与节能潜力挖掘[J].浙江电力，2008.
[2]王邦群.火电厂凝结水泵各种调节方式耗电特性的计算[J].宁夏电力，1999.
[3]张宇.浅谈凝结水泵的变频改造和性能分析[J].科学之友，2011.
[4]赵浩.凝结水泵变速改造中的常见问题及应对措施[J].广东电力，2010.
[5]李棋.火电厂凝结水泵高压变频改造的控制策略[J].电力设备，2008.
论文作者:解飞飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/19
标签：水泵论文; 压力论文; 节能论文; 凝结水论文; 平衡点论文; 除氧器论文; 流量论文; 《电力设备》2018年第28期论文;