摘要：近年来，我国电力工业飞速发展，但是能耗比却居高不下。高能耗比已成为制约我国经济发展的瓶颈。我国火力发电厂的设计和制造受技术条件的影响，电厂主要用电设备如：风机、水泵等高能耗设备，其输出功率不能随机组负荷变化而变化，只能通过改变挡板或阀门的开度来调整，造成很大部分能量消耗在截流损失中。本文主要针对低加疏水泵容易汽蚀，电机转速高，电机和泵易损坏的情况，对低加疏水泵进行了变频改造。通过改造，调节低加疏水泵电机的运行频率，方便了低加的水位控制，延长了电机和泵的使用寿命，并减少了电能的消耗。
关键词：低压疏水泵；变频改造；实施应用
低加是低压加热器的简称，也就是我们常说的表面式加热器，内部有U形管，管内流水，管外加热，这样管壁就会产生蒸汽凝水。低压加热设备的运行需要一定的条件，所以，我们必须将疏水的水位控制在一定的范围内才行，上下都有标准值不能太高或者太低。低加疏水泵就是控制疏水水位的必备设备。通常的低压输水泵转速较高，而蒸汽凝结疏水水量并不大，所以低加疏水泵的出口门经常处于半关闭状态，水位就不容易控制，这样既浪费电力又没有太好的效果。
1、改造前设备系统状况
汽轮机的中压缸排汽为第四段抽汽，低压缸第二级后、第三级后和第四级后分别为第五段、六段和七段抽汽，从四段至七段抽汽，按照压力高低依次供给低压加热器。低加在正常运行时的疏水为逐级自流，疏水汽液两相流装置进入低加疏水箱。每台低加都配有事故疏水，事故情况下，事故疏水门联开，疏水直接排入凝汽器。低加事故疏水排入本级疏水扩容器，经降压降温后，直接排入热井。低加疏水箱的疏水经低加疏水泵打入侧入口，最终进入除氧器。
低加疏水泵在改造前的电流、流量和出口调门开度随负荷的变化关系。机组负荷300MW时，出口调门开度为50%，低加疏水泵节流就比较大。机组负荷210MW时，出口调门开度为25%，节流损失非常大；而且在低负荷下，由于调门开度极小，低加疏水泵易发生汽蚀、泵组出力不足、振动和机封泄露等故障。
正常情况下低加疏水经疏水泵到凝结水母管，异常情况下疏水直接至凝汽器。调节部分：自动时由调节器控制电动调整门开度以维持低加水位；手动时运行人员通过操作器手动控制调整门开度维持水位。由运行人员根据机组运行状况进行调整门之间的切换。
2、原低加疏水泵运行中存在的问题
由于低加水位靠低加疏水泵出口气动调整门的节流来控制，低加疏水泵运行
时节流量大．出口压力高，经常发生泵的大量漏水造成不必要的损失，这样就会导致疏水泵工作效率低或者直接损坏。系统进行调解使用调气动元件，因为仪器用的压缩空气清洁程度等达不到要求反而效果不好，存在调节系统滞后、调节后设备的性能跟不上、甚至自动投不上等问题，使疏水水位达不到标准要求，造成低加疏水泵汽蚀、轴向串动严重、电流晃动大等故障，增加了维护的工作量。最后由于低加疏水泵采用定速运行方式．通过出口调整门的节流来控制低加水位．在实际运行中很不理想，运行人员操作频繁，影响机组的安全经济运行。
3、故障原因分析和解决方案
低加疏水箱与低加的汽侧疏水相通。机组正常运行时，低加的汽侧正常疏水管和低加疏水箱为负压状态。机组从高负荷减至低负荷时，随凝汽器背压和抽汽量的降低，低加的汽侧和低加疏水箱的压力随之下降。然而进入低加疏水箱的疏水和低加疏水箱原本储存的疏水温度下降缓慢，滞后于压力的下降，同等压力下的温度较高，造成低加疏水箱及低加疏水泵入口管道的部分疏水汽化。
随低负荷运行时间延长，低加疏水流量下降。为了维持低加疏水箱的水位，低加疏水泵的出口调门必将关小；出口调门的开度越小，通过泵的流量越小。工频的低加疏水泵转速是不变的，因此造成泵的出口压力升高。同时低加疏水泵内流量少，摩擦生热的热量难以通过流体带出去，低加疏水泵的入口和叶轮疏水的温度均随之升高，加快了低加疏水泵的汽蚀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆汽蚀的发生造成泵体振动增大，再加上低加疏水泵出口调门开度小，出口压力高，长时间运行容易造成机身承受不住高压导致的漏水等故障。
4、改进方案
1、2号泵互为联锁备用，1台泵故障自动切换至另1台泵。变频故障时，可切换至工以原有供电系统运行，工频运行时也有联锁备用，各接触器具备传动监测保护功能。改造后低加疏水控制系统凝结水管变频器本身有过压、欠压、过流、过热、过载、断信号等保护，保护参数可设定，并能够自检、报警和显示。采用PLC完成逻辑功能，设计有延时启停、故障和超载报警等功能。变频器本身具有瞬间故障和切换后的自启动功能。
控制系统中原电接点液位计、调节器、操作器、疏水泵和电机保留。另外加装一套变频调速系统，接受磁翻板液位变送器送人的液位信号，经由变频器内部PID运算，1台变频器控制2台疏水泵且可自动切换，降低改造费用，变频器选用DANFOSSVLT5150。变频系统由远程中控室控制，触摸屏、PLC、变频器组成上下级主从网络通讯，物理链路均选用RS一485，PLC与DANFOSS变频器应用DANFOSSFC协议，PLC与触摸屏应用PLC专有协议。组成通讯后，由触摸屏发起、停指令，液位设定值并监视实际液位的变化以及电机运行状态。变频器根据设定值与反馈值，通过内部PID运算控制电机运行速度，以稳定疏水箱水位。
5、改造的效果与注意的问题
5.1改造后的效果
通过对低加疏水泵的低压变频改造，降低了电机的转速，使水泵的运行更加平稳，方便了低加水位的控制，减少了水泵的汽蚀，大大降低了低加疏水泵和电机的故障率。由于泵的出口门一直处于全开状态，减少了节流损失，节约了该泵的耗电量，效果很好。
5.2变频器在使用过程中应注意的问题
首先，在通电前注意检查变频器的电压等级，流量是否合适，避免损坏变频器；检查变频器是否有漏电的情况发生，为了保护设备以及工作人员的安全，变频器和电机要进行接地处理和安装漏电保护系统；变频器使用时，要安装断路器以保障电流过大烧毁设备；在对变频器维修时，一定要保证变频器的电源断10分钟后才能进行相关的检查维修，保证母线的电压在36V安全电压下进行检查维修，以保障工作人员的安全；变频器驱动普通电机时，由于电机的转速低于电机的额定转速，电机散热效果较差，所以要经常对电机进行温度监控，必要时选用变频电机。
6、结语
改造后，不仅能延长电机、开关等设备的使用寿命，也能减少对环境的噪音污染，其经济效益也是相当可观的。随着厂网分开，竞价日趋激烈，如何降低发电成本，提高发电企业竞价上网的竞争能力，加强内部管理，挖潜节能是电厂必须认真研究的一件大事，采用变频器技术对电厂高能耗用电设备如风机、水泵等进行技术改造，不仅能收到直接的降低厂用电、降低供电煤耗，增大上网电量带来的直接经济效益，而且设备乃至机组的安全可靠性得到提高，减少机组故障带来的隐形经济效益。变频器技术在发电厂值得推广应用。
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论文作者:贾剑锋,郝松
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/5
标签：疏水论文; 变频器论文; 电机论文; 水位论文; 调门论文; 机组论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第26期论文;